Revolution in der Signalverarbeitung
Sticksensor in Leichtbauverbundstrukturen
Bei "Sticken" denken viele Menschen zuerst an Handarbeit. Wissenschaftler des Kompetenzzentrums Strukturleichtbau e.V. an der TU Chemnitz aber setzen diese Technik ein, um Handarbeit zu vermeiden. Wo aus Bewegungen Signale abgeleitet werden sollen, kommen zurzeit häufig Dehnungsmessstreifen zum Einsatz. Im Leichtbau müssen diese von Hand aufgetragen werden, Massenproduktion ist nicht möglich. Deshalb suchten die Chemnitzer Forscher eine Lösung, um die Sensorik direkt in ihre Grundmaterialien einzubringen - und entwickelten in enger Zusammenarbeit mit der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung den weltweit ersten Sticksensor in Leichbauverbundstrukturen.
Im Leichtbau werden Textilien, ob Vliese, Gewebe aus Glasfasern oder andere innovative Faserverbundwerkstoffe, als Verstärkungsmaterial eingesetzt. Direkt in dieses Textil sticken die Chemnitzer Wissenschaftler einen Draht ein, der als Sensor dient. Er besteht aus dem selben Material, aus dem auch die Dehnungsmessstreifen hergestellt werden - aus Konstantan, das eine Formänderung in eine elektrische Widerstandsänderung umsetzt, die als Signal verwertet werden kann. "Die Lösung ist eigentlich nahe liegend, trotzdem hat sie bisher noch niemand entwickelt", wundert sich Holg Elsner vom Kompetenzzentrum Strukturleichtbau e.V. "Wir haben bereits von vielen Seiten Rückmeldungen bekommen, die zeigen, dass unsere Erfindung viel Potential hat. Wir haben sowohl das Verfahren als auch die Anwendung zum Patent angemeldet."
Die Sticktechnologie ist ein großserienfähiges Fertigungsverfahren, 100 bis 200 Sensoren pro Minute werden auf großen Maschinen möglich sein. Bei ersten Versuchen wurde ein Draht mit einer Stärke von 30 Mikrometern verwendet. Eingesetzt werden kann der Sticksensor überall, wo aus Bewegungen Signale gewonnen werden sollen, beispielsweise bei einem Joystick. "Viele unserer Entwicklungen im Leichtbau sind dazu geeignet, dass Geräte nicht nur leichter werden, sondern auch preiswerter, da sie aus deutlich weniger Teilen bestehen. Durch den Sticksensor könnten diese Produkte jetzt auch als Massenware gefertigt werden", erklärt Elsner.
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