Multifunktionale Leichtbauwerkstoffe auf der Basis von PZT-Folien

Abstract

Die schnelle Entwicklung industrieller Produkte in Bereichen der Verkehrstechnik, des Maschinen- und Anlagenbaus, der Optik, der Medizintechnik und der Luft- und Raumfahrt stellt immer höhere Ansprüche an Material und Struktur. Adaptive Systeme, die sich über selbstregelnde Mechanismen an unterschiedliche Betriebsbedingungen anpassen, bieten für viele Problemstellungen in den genannten Bereichen Lösungen an. Durch eine systemoptimale Verknüpfung von Sensoren und Aktuatoren mit adaptiven Reglern können diese neuartigen Strukturwerkstoffe auf äußere Veränderungen reagieren. Ein wichtiger Aspekt dieser Technologie ist die Integration von Aktuatoren und Sensoren in einen Strukturwerkstoff. Die Faserverbundbauweise in Verbindung mit dünnen piezokeramischen Folien bietet sich hier besonders an, da die Piezofolien während des Herstellungsprozeß in den Verbund eingelegt werden und nach der Aushärtung einen festen Bestandteil des Werkstoffs darstellen. Zusätzlich können durch die vielfältigen Variationsmöglichkeiten bei der Auswahl des Fasermaterials und in der Gestaltung des Lagenaufbaus die spezifischen Erfordernisse der aktiven Komponenten berücksichtigt werden. Während einfache Strukturen im Labormaßstab schon erfolgreich hergestellt werden konnten, ist ein wichtiges Ziel des „Leitprojektes Adaptronik“, die wissenschaftliche- und technologische Grundlage für die industrielle Anwendung von multifunktionalen Leichtbauwerkstoffen auf Basis von PZT-Folien bereitzustellen.