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Praxisbeispiel 1

Smarte Bauteile für Automotive Innovation

Labs Network Industrie 4.0 e.V. ist ein Partner der Plattform Industrie 4.0. Der vorwettbewerbliche und gemeinnützige Verein unterstützt KMU und dient als Dialog-, Kompetenz- und Experimentierplattform. Über Testfelder können Unternehmen Industrie 4.0-Anwendungen risikolos testen. In einem Anwendungsfall testen Forscher aus Australien und Deutschland nun gemeinsam innovative Anwendungen von Faserverbundwerkstoffen. Das Projekt wird im Forschungscampus ARENA 2036 umgesetzt.

Intelligente Strukturkomponenten mit integrierter Funktionalität
Intelligente Strukturkomponenten mit integrierter Funktionalität
© ARENA2036

Ein Kooperationspartner ist die Swinburne University of Technology in Australien, die digitale Fertigungstechnologien im Umfeld von Karbonfasern entwickelt. Aus Deutschland bringt die Universität Stuttgart ihre wissenschaftliche Expertise im Bereich Faserverbundwerkstoffe ein. Ebenfalls eingebunden ist die Hochschule Weingarten, die eine Anwendung von erweiterten Faserverbundwerkstoffen in der Fahrzeugtechnik vorbereitet hat und in der ARENA 2036 e.V. begleitet. Nun folgt der nächste Schritt Richtung Anwendung: Die Umsetzung in eine prototypische Demonstration wird in der neu errichteten Fabrikhalle der Arena 2036 durchgeführt und befindet sich voll in der Realisierung.

Faserverbundwerkstoffe für Qualitätskontrolle und vorrauschauende Wartung

In der Materialforschung spielen Faserverbundwerkstoffe aufgrund ihres spezifischen Aufbaus und ihres Herstellungsverfahrens eine wichtige Rolle. Ein großes Potential liegt in der Funktionsintegration. Der Vorteil liegt in der Möglichkeit, den schichtweisen Lagenaufbau zu nutzen, um die Funktionen (von außen) unsichtbar aufzunehmen. Beispielsweise ist so der drahtlose Transfer von Daten über Bluetooth oder WLAN und die induktive Energieversorgung des im Bauteil integrierten Gehirns – eines Mikro-Controllers – möglich. Hier laufen auch die Nervenstränge der Sensoren zusammen. Messgrößen können somit integral überwacht werden. Dies dient in der Fertigung zur Qualitätskontrolle der Produktionslinien.

Anschließend, wenn der Kunde das Produkt nutzt, erfassen die Sensoren kontinuierlich den Zustand des Bauteils und können damit für vorausschauende Maßnahmen im Service-Bereich (predictive maintenance) genutzt werden. Eine weitere Anwendung im Auto könnten verbesserte Schutzmaßnahmen sein: Sind sowohl Ort als auch Richtung und Stärke eines Aufpralls in einer Unfallsituation bekannt, können neue, adaptive Systeme die Insassen besser schützen.

Nutzung eines Sandwich-Aufbaus zur „unsichtbaren“ Integration
Nutzung eines Sandwich-Aufbaus zur „unsichtbaren“ Integration
© ARENA2036

Die in den Bildern dargestellte Laderaum-Mulde stellt einen Funktions-Demonstrator dar, wie er beispielsweise im Bereich der Elektromobilität als Batteriegehäuse eingesetzt wird. Ziel ist es, neue Funktionen zu integrierten, ohne dabei die Bauteilgeometrie innerhalb des bestehenden Fertigungsprozesses beim Zulieferer (KMU) zu ändern.

Weitere Informationen zum Labs Network Industrie 4.0 e.V. finden Sie unter: http://lni40.de

Weitere Informationen zum Forschungscampus ARENA2036 - “Active Research Environment for the Next Generation of Automobiles” unter: http://www.arena2036.de/de/