TU Dresden: Forschungsbericht 2006 - im ...

Interdigitated
electrodes
3. Große Interdisziplinäre Forschungsprojekte
� Stoffintegrierte Hochleistungsaktoren werden in der Automatisierungstechnik für
Pumpen, Ventile und Steuerelemente benötigt.
� In der Medizintechnik können mittels integrierter Sensoren und Aktoren z.B. intelligente
Prothesen realisiert werden.
� Aktiv steuerbare, schnell drehende Rotoren (Zentrifugen) versprechen in der
Verfahrenstechnik eine erhöhte Trenneffizienz und -güte.
Inhaltliche Beschreibung/Teilprojekte:
Essentiell für den Erfolg dieser Produktinnovationen ist die Entwicklung neuer Produktionstechnologien,
welche die Prozessketten zur Fertigung der mechanischen Bauteile und
der Sensor-Aktor-Module vereinen und so erstmalig eine kostengünstige Serienfertigung
aktiver Bauteile ermöglichen. Dieser Aufgabe stellt sich der SFB/TR „PT-PIESA“, in dem
die in den jeweiligen Fachgebieten kompetentesten Standorte Deutschlands überregional
vernetzt arbeiten.
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Piezoceramic
fibres embedded
in thermoplastic
matrix (PA/PEEK)
thermoplastic
packaging films
(PA/PEEK)
Konzept eines neuartigen thermoplastverbundkompatiblen
Piezokeramik-Moduls (TPM)
Im Rahmen des am ILK durchgeführten
Teilprojektes A5 (TP A5) steht
die Entwicklung von neuartigen thermoplastverbundkompatiblenPiezokeramik-Modulen
(TPM, siehe nebenstehendes
Bild) im Vordergrund, deren
thermoplastische Trägerfolie bei der
späteren Modulintegration mit der faserverstärkten
Thermoplast-Tragstruktur
in TP B4 stoffschlüssig verbunden wird.
Hierzu ist die Erarbeitung zugehöriger
seriennaher TPM-Herstellungsverfahren
notwendig. Durch gezieltes Anschmelzen
der thermoplastischen Trägerfolie des
TPM sowie der thermoplastischen Matrixkomponente der Tragstruktur lässt sich bei der
weiteren Verarbeitung der TPM in dem von TP B4 neu zu entwickelnden Direktverfahren
die gewünschte homogene Einbettung von TPM in Tragstrukturen gewährleisten, womit
die derzeit üblichen zusätzlichen klebtechnischen Montageschritte und allfällige lokale
Störzonen entfallen. Hierbei sollen als thermoplastische Trägerfolien exemplarisch für
Hochtemperaturanwendungen PEEK-Trägerfolien und für die Großserienanwendung
PA-Trägerfolien zum Einsatz kommen. In der laufenden Förderphase sollen elementare
Piezokeramik-Module mit – in die Matrix der faserverstärkten Tragstruktur aufgehende
– PEEK- bzw. PA-Trägerfolie entwickelt und mittels eines neuartigen quasi-kontinuierlichen
Fertigungsprozesses hergestellt werden. Besonderes Augenmerk liegt neben der Entwicklung
einer Modul-Fertigungsvorrichtung dabei auf einer fertigungsgerechten Gestaltung
sowie auf der werkstoffkompatiblen Auslegung der neuartigen Funktionsmodule. Das
Hauptziel des zweiten am ILK geförderten Teilprojektes B4 ist die Entwicklung serienfähiger
Fertigungstechnologien für aktive thermoplastische Faserverbundstrukturen mit in
den Verbund stofflich homogen integrierten thermoplastverbundkompatiblen Piezokeramik-
Modulen (TPM). Ein wesentlicher Schwerpunkt ist daher die durchgängige Verarbeitung
von Faserverbundhalbzeugen mit bereits gezielt in A5 vorkonfektionierten TPM zu einem