ISAFAN: Intelligente Schadensvorhersage an Faserverbundkunststoff -Bauteilen in ind. Anwendungen

ISAFAN (Bild: Prof. Dr. Blaurock)

“Intelligente Schadensvorhersage an Faserkunststoffverbund-Bauteilen in industriellenAnwendungen” – dahinter verbirgt sich ein Forschungsschwerpunkt der FH Köln, welcher sich mit der Online-Überwachung von Faserkunststoffverbund (FKV) – Bauteilen beschäftigt. Als Konzept ist ISAFAN einer der Gewinner des FH Struktur Förderprogramms.

Bei der Online-Überwachung steht neben der Erfassung von Schäden auch die Entwicklung neuer statistischer Auswertungsmethoden im Fokus der Betrachtung. Aufgrund der vielfältigen Themen sind in ISAFAN die Professoren Jochen Blaurock (Sprecher des Forschungsschwerpunktes), Thomas Bartz-Beielstein, Simone Lake, Michael Bongards und Frank Herrmann mit Ihren jeweiligen Themenschwerpunkten involviert. Vervollständigt wird das Team durch wissenschaftliche Mitarbeiter sowie Studenten, welche ihre Abschlussarbeiten absolvieren.

FKV-Bauteile gewinnen seit Jahren mehr und mehr an Bedeutung in zahlreichen Branchen, wie Automobilbau, Windanlagen und Luftfahrt. Entscheidend ist hier vor allem, dass die Materialien, verglichen mit gängigen Metallen, sehr leicht sind. Dem gegenüber steht jedoch eine erhöhte Komplexität der Berechnung und Überwachung. Anders als Metalle, welche sich analytisch gut auslegen lassen, bedürfen FKV-Bauteile komplexerer Dimensionierung, die mit höheren Sicherheiten behaftet wird. Ergebnis ist oftmals ein erhöhter Materialeinsatz, welcher den Vorteil des geringeren Gewichtes leicht reduziert. Auch die Detektion von Schäden ist bei diesen Materialen schwerer. Oftmals bleiben Fehler bis zum Ausfall des Bauteils sogar unentdeckt. Die Überwachung erfolgt mittels turnusmäßigen Wartungsintervallen. Durch Überwachung des Materialzustandes währen der Belastung können sowohl die Sicherheiten, als auch die Wartungsintervalle wirtschaftlich optimiert werden.

Die besondere Innovation des Forschungsschwerpunktes liegt in der Kombination der Messung von Schäden und statistischen Auswertungsmethoden. Letztere sollen durch Erfahrungswerte genaue Aussagen treffen, um die Stärken der Materialien zukünftig effizienter nutzen zu können. ISAFAN verfolgt das Ziel, ein messtechnisch gestütztes Modell zu entwickeln, mit dem FVK während der Nutzung überwacht werden kann. Beispielhafte Anwendungen sind: die Flügel von Windkraftanlagen, Karosserieteile von Fahrzeugen oder Komponenten der Flugzeugtechnik. Eine zuverlässige Überwachung des Materials bietet die Chance, die Grenzen für Faserkunststoffverbund-Konstruktionen zu erweitern.