smartCast

smartCAST – digitale Gussteile mit Zustandsüberwachung für autonome Fahrzeuge

Im Zuge des Projekts "smartCAST" werden piezoresistive Sensoren zur direkten Einbettung in sicherheitsrelevante Aluminiumbauteile in autonomen Fahrzeugen entwickelt. Durch die integrierten Sensoren sollen kritische Belastungen überwacht und ein bevorstehendes Bauteilversagen frühzeitig identifiziert werden.

Projektbeschreibung

Die zunehmende Verbreitung von autonomen Fahrzeugen im Stra?enverkehr stellt neue Anforderungen an die Fahrzeugsicherheit. Durch die physische Trennung des Lenkrads vom Fahrer beim autonomen Fahren überl?sst der Fahrer die Gefahrenkontrolle künftig ganz dem Fahrzeug. Eine Versch?rfung des Problems ergibt sich aus dem unaufhaltsam voranschreitenden Trend zum Carsharing und dem damit verbundenen Rückgang des Verantwortungsbewusstseins gegenüber dem Fahrzeug. Ein auftretender Schaden - und damit einhergehend das erh?hte Sicherheitsrisiko - wird direkt an den nachfolgenden Fahrer übertragen. Dadurch entsteht ein erheblicher Bedarf an intelligenten Bauteilen, die ihren thermischen und mechanischen Zustand mit Hilfe integrierter Sensoren selbst überwachen k?nnen.

In diesem Projekt werden am IMSAS neuartige Kombinationen von Techniken und Werkstoffen erforscht, die die Herstellung von Sensoren erm?glichen, welche den Randbedingungen des Fertigungsprozesses des Host-Bauteils standhalten. Dabei ist die Einbettung des Sensors in den Aluminiumguss eine der gr??ten Herausforderungen der materialintegrierten Sensorik. Bei der In-Prozess Integration ist der zu integrierende Sensor den hohen thermischen und mechanischen Belastungen der rauen und hei?en Gie?umgebung ausgesetzt. Gleichzeitig wirkt der eingebettete Sensor wie ein Fremdk?rper im Bauteil und hat unmittelbare Auswirkungen auf die mechanische Festigkeit und die W?rmeleitf?higkeit, die es zu reduzieren gilt.

Im Rahmen des DFG gef?rderten Projektes ?SINA – Sensorintegration in Aluminiumguss“ wurden erste Grundlagen zum direkten Eingie?en von auf Dickschicht-Technologie basierenden Lastsensoren im Aluminiumguss erarbeitet. Durch das Prinzip des piezoresistiven Sensors lassen sich sowohl w?hrend der Betriebsphase als auch bei der Inbetriebnahme Daten in Echtzeit erfassen. So kann jederzeit eine Kontrolle auf Verformung oder Besch?digung des Gussteils durchgeführt werden. In diesem Vorhaben werden diese grundlegenden Erkenntnisse im Hinblick auf konkrete Anwendungsszenarien und Gussteile für autonome Fahrzeuge übertragen und gemeinsam mit dem Forschungspartner IFAM sowie den beiden Industriepartnern KSM Casting Group GmbH und MAGMA Gie?ereitechnologie GmbH für eine künftige Serienanwendung vervollst?ndigt.

Projektpartner

Prof.. Dr.-Ing. habil. Matthias Busse, Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM

Dipl.-Wi.-Ing. Christoph Pille, Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM

Dr.-Ing. Dirk Lehmhus, Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM

Dipl.-Ing. Olaf Middelmann, KSM Castings Group GmbH

Dr.-Ing. G?tz Hartmann, MAGMA Gie?ereitechnologie GmbH

Das Projekt wird von der DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft seit 2020 unter der Projektnummer 440971991 über drei Jahre gef?rdert.

DFG - GEPRIS - smartCAST – Digitale Gussteile mit Zustandsüberwachung für autonome Fahrzeuge

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