Internationale Fachmesse für Druckguss: Technik, Prozesse, Produkte

18. - 20. Januar 2022 // Nürnberg, Germany

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Aussteller & Produkte EUROGUSS 2022
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Intelligente Schraubverbindung – Drahtlose und energieautarke Monitoringlösung

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Intelligente Schraubverbindung – Drahtlose und energieautarke Monitoringlösung

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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. 

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