Entwicklung von Piezokompositen für adaptive Systeme

Abstract

Multifunktionale Werkstoffsysteme, die aktuatorische, sensorische und lasttragende Eigenschaften auf sich vereinen, sind ein wesentlicher Bestandteil adaptiver Strukturen. Aufgrund vielfältiger Vorteile werden Piezokeramiken am häufigsten für den Aufbau adaptiver Strukturen eingesetzt. Problematisch sind jedoch die mechanischen Eigenschaften dieses Werkstoffes. In der Adaptronik hat sich deshalb die Verwendung von Piezokompositen durchgesetzt, die eine Kombination aus dem spröden keramischen mit einem duktilen Polymerwerkstoff darstellen. Ausgehend vom heutigen Stand der Technik wird der Entwicklungsbedarf für neuartige Piezokomposite abgeleitet. Im Vordergrund stehen dabei nicht alleine die aktuatorischen und sensorischen Eigenschaften, sondern insbesondere Anforderungen hinsichtlich Handhabbarkeit, Zuverlässigkeit und Schadenstoleranz. Es wird ein modulares Fertigungskonzept entwickelt, das es erlaubt, schnell und flexibel problemangepasste Aktuator- und Sensorlösungen für adaptive Systeme bereitzustellen. Anschließend werden die Piezokomposite allein, als auch in typischen Einbausituationen (appliziert, integriert) charakterisiert.