Kunststofffaden als Messsystem

Dreidimensionale Messung belasteter Flächen

Durch die Entwicklung innovativer Materialien ist es den Forschern des Steinbeis-Innovationszentrums Anwendungsorientierte Material-, Fertigungs- und Prozeßtechnik gelungen, ein auf extrinsisch leitfähigem Kunststoff basierendes Messsystem mit bis dahin nicht vorhandenen Eigenschaften zu entwickeln. In Zusammenarbeit mit dem Projektpartner Sächsisches Metall Zentrum GmbH in Zwickau wurde dieses Messsystem mit einer drahtlosen Datenübertragung ausgestattet, die mit einer eigens dafür programmierten Verarbeitungssoftware Messungen graphisch in drei Dimensionen darstellt. Diese Entwicklung kann sowohl im Bereich der Ergonomie des Menschen als auch im Maschinen- und Anlagenbau und in der Automobilindustrie als Messtechnik zum Einsatz kommen.

Besonders im Automobil- und Flugzeugbereich fordert die Industrie gewichtsparende Werkstoffe. Entsprechend steigen die Anforderungen an den Einsatz leichter Werkstoffe, speziell der Kunststoffe, und es bedarf neuer Messverfahren, -systeme und -mittel, die für diese Werkstoffe geeignet sind. Da der Industrie derzeit die richtigen Werkzeuge zur Beanspruchungsermittlung gerade auch an Kunststoffbauteilen mit hohen Dehnungen oder Verformungen fehlen, steht die Entwicklung von Messmitteln aus dem gleichen wie dem zu messenden Werkstoff im Vordergrund.

Im Rahmen eines von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) geförderten Forschungsvorhabens, entwickelten das Steinbeis-Innovationszentrum Anwendungsorientierte Material-, Fertigungs- und Prozeßtechnik und die Sächsische Metall Zentrum GmbH Zwickau ein Messsystem zur dreidimensionalen statischen und dynamischen Datenerfassung auf Basis von extrinsisch leitfähigen Kunststoffen.


Das Messsystem besteht aus mehreren solchen extrinsisch leitfähigen Kunststofffäden, die in einem Textil integriert werden können und bei Geometrieverformungen eine Änderung des elektrischen Widerstandes ergeben. Dieses Signal wird von einer Datenerfassungseinheit aufgenommen und mithilfe einer Software grafisch dreidimensional dargestellt bzw. ausgewertet. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich bei mechanischer Belastung dieser in Textilien eingelegten Kunststofffäden eine grafisch abbildbare elektrische Widerstandsänderung einstellt. Auf diese Weise kann die Belastung optisch wiedergegeben werden.

Auch der Einsatz als schlauchförmiges Messsystem zur Datenaufnahme von Laufbewegungen direkt am Fuß ist denkbar. Dies kann insbesondere für die Passformgenauigkeit der Schuhe und für Messungen von Fußstellungen vor, während und nach der sportlichen Betätigung von Interesse sein.

Kontakt

Matthias Neubert | Anjum Saleem |Nico Herbig |
Robert Meichsner | Alexandru Söver |
Prof. Dr.-Ing. Lars Frormann

Steinbeis-Innovationszentrum Anwendungsorientierte Material-, Fertigungs- und Prozeßtechnik (Zwickau)
su1145@stw.de

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