Funktionsintegration in Strukturbauteilen

Es ist ein zunehmender Trend zum Einsatz von Hybridbauteilen erkennbar, der durch die wachsenden Anforderungen an Leichtbau und Funktionsintegration begründet ist. Piezo-Elemente ermöglichen eine Sensor- und Aktorfunktionalität der Verbundbauteile, wodurch sich Anwendungsfelder, wie das Health-Monitoring oder die aktive Reduzierung von Schallabstrahlung, eröffnen. Im Rahmen dieses Beitrags wird eine Methode vorgestellt, die die Herstellung von intelligenten Halbzeugen und deren Umformung zu Strukturbauteilen ermöglicht. Dabei wird ein Piezo-Modul zwischen ein ebenes Blech und eine Decklage durch Kleben integriert. Die Umformung des Verbundes erfolgt noch im viskosen Zustand des Klebstoffes, die Aushärtung findet erst nach dem Umformen statt. Dieser Beitrag zeigt auf, welche Besonderheiten bei der Gestaltung des Halbzeuges sowie beim eigentlichen Umformvorgang beachtet werden müssen. Weiterhin wird die Methodik zur Simulation der funktionalen Verbundstrukturen erläutert und es werden Möglichkeiten zur Charakterisierung der Funktionalität der Verbunde aufgezeigt. Eine Verwendung der temporär schubweichen Anbindung über die gezeigte Piezomodulapplikation hinaus ist aber ebenso für die Umformung von Metall-Textil-Halbzeugen oder lokal erwärmter Metall-Thermoplastverbunde denkbar.