Intelligente Gussteile - Einsatz adaptronischer Komponenten in Kombination mit Gussteilen

'Intelligente Gussteile' sind Gussstücke, die mit sensorischen, aktorischen oder elektronischen Komponenten kombiniert werden. Es existiert heute bereits eine Vielzahl von adaptronischen Systemen, Sensoren und Aktoren sowie Kleinstprozessoren und Datenübertragungseinheiten wie Transponder oder RFID (radio frequency identification). Nach dem aktuellen Stand der Technik werden diese Komponenten in einem zusätzlichen Arbeitsgang appliziert. Kosten und Fehler können weitgehend reduziert werden, wenn die Komponenten direkt im Druckgießprozess integriert werden. Das heißt, die zu integrierenden Komponenten werden vor dem Gießen in der Form platziert und anschließend nach dem konventionellen Druckgießverfahren umgossen. So ermöglicht die Integration von Transponder oder auch RFID-Tags eine Bauteilerkennung und Verfolgung und eine kontaktlose Datenübertragung. Der Stand der Technik und der Einsatz von RFID wird beschrieben. Unter Adaptronik versteht man adaptive, aktive Strukturen, auch 'Intelligente Strukturen' (Smart Structures) genannt, die mit strukturintegrierter Sensorik, Aktorik und Regelungstechnik ausgestattet sind und damit eine Anpassungsfähigkeit an sich ändernde betriebliche Randbedingungen erlauben. Gegenüber der Mechatronik verfolgt die Adaptronik einen bionischen Ansatz. Technische Basis sind Wandlermaterialien, die eine Energieform in eine andere überführen und idealerweise gleich mehrere Funktion übernehmen. Exemplarisch werden piezokeramische Systeme genannt. Darüber hinaus sind geeignete regelungstechnische Konzepte in Kombination mit signalverarbeitungstechnischer Elektronik von zentraler Bedeutung für die erfolgreiche Umsetzung einer adaptiven Struktur. Beispielhaft hierfür sind hybride Reglerkonzepte mit untereinander kommunizierenden Einheiten und deren Implementierung auf massentauglichen, eingebetteten Systemen. In aktuellen Forschungsarbeiten konnten bereits verschiedene elektronische Komponenten in Aluminium- und Zink-Druckgussteile integriert werden. Adaptive Systeme lassen sich zur Bauteilentwicklung und Auslegung einsetzen, zur Datenerfassung während des Betriebes, zum Healthmonitoring sowie dem Healthcontrolling, oder für die 'X-By-Wire-Technik', die elektronische Systeme betrifft, die ohne mechanische Verbindung zwischen Bedienfunktion und Bedienelement geschaltet sind.