Bremer Wissenschaftler entwickeln gemeinsam mit Unternehmen den „Curing-Transponder“: Mit Hilfe von RFID-Technik ermöglicht er, den Grad der Aushärtung von Faserverbundbauteilen zu überwachen.
Faserverbundbauteile, wie sie zum Beispiel im Flugzeug-, Boots-, Fahrrad-, oder Sportgerätebau eingesetzt werden, sind sehr leicht und halten extremen Belastungen stand. Diese Composite-Bauteile bestehen aus einer Verbindung von Fasern und Harzen, die über Stunden unter Hitze und Druck aushärten müssen. Während dieses Prozesses ist es noch immer ein Problem, den Grad der Aushärtung zu überwachen. Ein kleiner Transponder, ein Funkkommunikationsgerät, soll hier künftig helfen. Ihn zu entwickeln ist Aufgabe eines neuen Forschungsprojektes, in dem das Faserinstitut Bremen (Fibre) und das Biba – Bremer Institut für Produktion und Logistik an der Universität Bremen zusammenarbeiten.
„Curing-Transponder“ heißt das Vorhaben, nach dem englischen Curing für „Aushärten“. Es läuft drei Jahre, hat ein Volumen von knapp 900 000 Euro und wird vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert. Neben dem Biba und dem Fibre als wissenschaftlichen Partnern sind die Unternehmen TagItron, Hersteller und Zulieferer von RFID-Spezialtranspondern aus Salzkotten, und Haindl Kunststoffverarbeitung aus Bremen an dem Projekt beteiligt.
Bei seinen Forschungen hat das Konsortium Glas- und Kohlenstofffaserbauteile im Fokus. Sie setzen an mehreren Punkten entlang deren Fertigungs- und Produktzyklen an und nutzten die RFID-Technik als Basis für eine intelligente Optimierung von Prozessen. Projektziel ist es, einen „RFID-Curing-Transponder“ zu entwickeln, der in Composite-Bauteile integriert werden kann, um stets aktuell, online und aus dem Bauteil heraus Auskunft über den Aushärtegrad des Faser-Harz-Systems erhalten zu können. Möglich wird das durch eine Messmethode, die den in das Bauteil eingebetteten Transponder als Sensor nutzt.
Die Informationen werden so gespeichert und bereitgestellt, dass sie zum Beispiel die Prozesszeiten im Autoklaven verkürzen können. In diesen Druckbehältern härten die Faserverbundbauteile bei Temperaturen bis 200° C und Drücken bis 8 bar über etliche Stunden aus.
Der Transponder kann nicht nur detaillierte Informationen über den inneren Bauteilzustand speichern und senden, sondern auch über den gesamten Lebenszyklus des Bauteils wichtige Informationen in einer digitalen Bauteillebensakte speichern und abrufbereit halten. Mit dieser digitalen Akte können auch Qualitätsnachweise, das Erkennen von Plagiatbauteilen, Logistikprozesse oder das Ersatzteilmanagement beim Endanwender deutlich vereinfacht werden.
Die Daten, die über den Herstellungsprozess gesammelt werden, gehen an ein wissensbasiertes Expertensystem. Auch dieses wird in dem Projekt entwickelt. Es soll später einmal dazu in der Lage sein, weitere Informationen wie Position, Temperatur, Bauteilkennzeichnung und Fertigungsrestriktionen verschiedener Bauteile in Zusammenhang zu setzen und darüber die Produktionsschritte effizient steuern können.
„Durch die Möglichkeit, den Aushärtegrad zu überwachen, werden sich die Prozesszeiten im Autoklav verkürzen lassen“, ist Biba-Wissenschaftler Marius Veigt überzeugt.
Weitere Informationen: www.biba.uni-bremen.de
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