FI-IL - Funktionsintegrierte intelligente Lamelle

Abstract

Das Forschungsvorhaben FI-IL zielte auf die Entwicklung einer Funktionsintegrierten intelligenten Lamelle (FI-IL) aus faserverstärktem Kunststoff (FVK). Ziel war es, die aktuell vorliegenden Belastungszustände durch einen integrierten Sensor im Bauteil zu messen und diese Informationen über ein BUS-System weiterzugeben. Sowie daraus eine ortsaufgelöste Messung von Spannungen zu einem deutlich geringeren Preis als bestehende Sensorsysteme zu erreichen. Durch das ressourcenschonende Produktionsverfahren Pultrusion wurde sich für ein wirtschaftliches Herstellungsverfahren von faserverstärkten Kunststoffen entschieden. Ein zentraler Vorteil der FI-IL ist ihre Fähigkeit zur permanenten Zustandsüberwachung, wodurch eine prädiktive Wartung möglich wird. Dies führt zu einer Verlängerung der Lebensdauer von Bauteilen, Einsparung von Ressourcen und einer verbesserten Nachhaltigkeit. Zudem lassen sich anhand der gesammelten Daten Rückschlüsse über Lasten ziehen, die in zukünftige Konstruktionen einfließen können. Die Schwerpunkte des Forschungsprojektes waren demnach:

Funktionsintegration: Entwicklung eines textilen Halbzeugs mit integriertem Sensor zur Messung von Dehnungen. Wirtschaftlichkeit: Optimierung der großserientauglichen Pultrusionsfertigung für die ressourcenschonende Herstellung der FI-IL. Nachhaltigkeit: Nutzung der gesammelten Daten für die intelligente Analyse des Bauteilzustands und Ableitung von Handlungsempfehlungen für zukünftige Konstruktionen.

Die Technologie wurde branchenübergreifend anhand dreier Anwendungsfälle getestet:

Energie - Messung der Belastungszustände in Rotorblättern von Windkraftanlagen zur Optimierung von Betriebsstrategien und Verringerung von Ausfallzeiten. Bauwesen - Verbesserung der Sicherheit von Bauwerken wie Brücken durch kontinuierliche Spannungsüberwachung. Mobilität - Überwachung der Beladung von Cargo-Bikes, um Überladung und damit verbundene Schäden zu vermeiden.