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Aussteller & Produkte EUROGUSS 2022

Ein Produkt von: Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST

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Intelligente Schraubverbindung – Drahtlose und energieautarke Monitoringlösung

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Halle 7 / 7-422

Produktbeschreibung

Firmenprofil

Hallenplan

Herausforderung

Der Abfall der Vorspannkraft kann bei tragenden Elementen, die starken mechanischen oder thermischen Belastungen ausgesetzt sind, gravierende Folgen haben. Ein sicherer Betrieb kann dann nicht mehr garantiert werden. Daher sollte eine Schraubverbindung als komplett integriertes IoT-Gerät zur energieautarken, drahtlosen, manipulationssicheren Überwachung entwickelt werden.

Lösung

Am Fraunhofer IST wurde ein Dünnschichtsystem zur Kraft- und Temperaturmessung auf die Oberfläche von Unterlegscheiben abgeschieden, welches in Schraubverbindungen integriert und mit drahtloser Übertragungstechnologie sowie Energy Harvesting Technologien kombiniert wurde. Das Dünnschichtsystem wird aufgebaut aus der piezoresistiven DiaForce^®-Schicht sowie der elektrisch isolierenden und verschleißfesten SiCON^®-Schicht. Diese werden im PACVD-Verfahren abgeschieden. Dazwischen werden Sensorstrukturen aus Chrom mittels Mikrostrukturierung gefertigt. Die Gesamtdicke des Systems beträgt ca. 10 µm.

Mehrwert

Es konnte ein erster Demonstrator eines vollintegrierten IoT-Devices entwickelt werden, das eine drahtlose und energieautarke Überwachung von Schraubverbindungen ermöglicht. In einem Folgeprojekt wird mittels eines neuen Mechanikkonzepts die Verwendung von DIN-Schrauben und potentiell von Bolzenverbindungen ermöglicht. Evaluation-Kits können interessierten Anwendern zur Verfügung gestellt werden.

Das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig ist ein innovativer und international anerkannter Partner für Forschung und Entwicklung in der Oberflächentechnik. Mit unseren Kompetenzen in den zugehörigen Produkt- und Produktionssystemen erschließen wir mit etwa 130 Mitarbeitenden die Synergien der Prozess-, Verfahrens- und Fertigungstechnik.

Oberflächentechnik für zukunftsfähige Produkte und Systeme

Die Schicht- und Oberflächentechnik nutzen unsere Mitarbeitenden als Game Changer bei der Entwicklung zukunftsfähiger Produkte und Systeme. Durch Modifizierung, Strukturierung und Beschichtung der Oberfläche realisieren wir unterschiedlichste Funktionen und Funktionalitäten. Unser Portfolio umfasst die Entwicklung von Prototypen ebenso wie wirtschaftliche Produktionsszenarien sowie die Skalierung auf industrielle Maßstäbe, und dies unter der Maßgabe geschlossener Material- und Stoffkreisläufe.

Maßgeschneidert und nachhaltig: unsere Branchenlösungen

Kunden aus Industrie und Forschung bieten unsere interdisziplinären Teams maßgeschneiderte und nachhaltige Lösungen für ihre Branchen, z.B. Anlagen- und Maschinenbau, Werkzeuge, Fahrzeugbau, Luft- und Raumfahrt, Energie, Optik, Medizin- und Pharmaverfahrenstechnik, Umwelttechnik, Chemie und Digitalwirtschaft. Auf der Basis eines breiten Spektrums an Kompetenzen, Technologien, Verfahren und Schichtwerkstoffen gestalten wir die für die jeweilige Aufgabenstellung optimale Prozesskette bis hin zur Fabrik.

Unsere Anwendungsfelder und Kompetenzen im Fokus

Aktuell fokussieren unsere Expertinnen und Experten ihre Kompetenzen bei der Anwendungsentwicklung in diesen Bereichen:

Verfahrens- und Fertigungstechnik für nachhaltige Energiespeicher und Systeme
Tribologie und Sensorik
Optische Systeme und Anwendungen
Grenzflächenchemie und adaptive Haftsysteme
Diamantbasierte Systeme und CleanTech

Eingesetzt wird dabei ein breites Spektrum an Technologien zur Beschichtung, Behandlung und Strukturierung von Oberflächen, u.a. elektrochemische Verfahren / Galvanik 4.0, Atmosphärendruck- und Niederdruck-Plasmaverfahren, chemische Gasphasenabscheidung, Atomlagenabscheidung (ALD) und Plasmadiffusionsverfahren. Ergänzende Kompetenzen umfassen nachhaltige Fabriksysteme, Life Cycle Management, Produktionstechnik, Simulation und digitale Services sowie Analytik und Prüftechnik.