Mikro- und Sensortechnologie

Sensormodule zur Überwachung des Blecheinzugs für den Tiefziehprozess.
© Fraunhofer IST, Manuela Lingnau
Sensormodule zur Überwachung des Blecheinzugs für den Tiefziehprozess.

Die Messung von Kraft, Druck, Temperatur, Verschleiß und weiteren Größen direkt in Hauptbelastungszonen oder auf Werkzeugaktivflächen mittels Dünnschichtsensorik liefert wertvolle Daten, um bestehende Produktionsprozesse oder Simulationsmodelle zu optimieren. Der Einsatz verschleißfester und tribologisch angepasster Dünnschichtsensoren ermöglicht die Messung in bisher schwer zugänglichen Bereichen.

Kenndatenerfassung in Hauptbelastungszonen

Dünnschichtbasierte Sensorik bietet ideale Voraussetzungen für anwendungsorientierte Lösungen rund um industrielle Produktionsprozesse. In den letzten Jahren steigt die Nachfrage aus der Industrie nach Sensorik, die direkt auf Bauteiloberflächen in Kontakt mit dem Werkstück eingesetzt wird, um lokal Messdaten auch während des Prozesses erfassen zu können.  Im Fokus unserer aktuellen Entwicklungen steht daher eine umfassende Digitalisierung für autonome, selbststeuernde und vor allem sensorgestützte Produktionssysteme. 

Individuell und flexibel mit Dünnschichtsensoren

Am Fraunhofer IST entwickeln wir multifunktionale Dünnschichtsysteme für die lokale Messung der Druck- und Temperaturverteilung auf der Oberfläche z.B. von Werkzeugen. Dabei handelt es sich um ein verschleißfestes Mehrschichtsystem, das besonders in hochbelasteten Bereichen sowie auf komplex geformten Oberflächen die Messdaten erfassen kann. Gemeinsam mit unseren Kunden entwerfen wir ein individuelles Sensordesign, sodass die Module einfach in bestehende Maschinen integriert werden können und das Schichtsystem direkt auf Oberflächen von 2D- und komplex geformten 3D-Bauteilen appliziert werden kann. Auf Basis unterschiedlicher physikalischer Wirkprinzipien bringen wir dünnschichtbasierte Sensoren und Sensorsysteme in Ihre Anwendung, wobei hochbelastete Bereiche und raue Umgebungsbedingungen im Fokus stehen. Für die Herstellung von Dünnschichtsensorik decken wir die gesamte Prozesskette von der Substratvorbehandlung über die Reinigung, Beschichtung bis zur abschließenden Kalibrierung ab. Insbesondere verfügen wir über umfangreiche Kompetenzen für die Erzeugung von Mikrostrukturen und nutzen dafür vielfältige Strukturierungsverfahren und -techniken im eigenen Reinraum. 

Die Vorteile integrierter Dünnschichtsensorik

Die am Fraunhofer IST entwickelten Dünnschichtsysteme ermöglichen Ihnen die In-situ-Echtzeiterfassung von Prozessdaten in Hauptbelastungszonen zur Optimierung von Simulation und Produktionsprozessen sowie zum Zustandsmonitoring. Bei Interesse sprechen Sie uns gerne an.

»Unsere Dünnschichtsensoren erfassen Daten direkt in Hochlastzonen und ermöglichen beispielsweise die Digitalisierung von Produktionsprozessen sowie Optimierungen hinsichtlich Produktqualität, Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit.« 

Anna Schott M.Sc. / Gruppenleiterin

Ausblick – das erwartet Sie!

Zukünftig werden Sensorlösungen für neue Anwendungsfelder im Bereich der Energietechnik und Elektromobilität weiterentwickelt. Parallel werden die notwendigen Schritte zur Skalierung aktueller Lösungsansätze für den erfolgreichen Technologietransfer in die Industrie im Sinne des Selbstverständnisses von Fraunhofer als industrienahen Forschungspartner erfolgen. Dazu werden stückzahlfähige Prozesse und die dazugehörigen Produktionstechniken entwickelt und als flexible Fertigung aufgebaut. Dabei steht die Digitalisierung der gesamten Prozesskette bis hin zur Entwicklung cyber-physischer Systeme im Fokus. Durch tribologische Optimierungen der gesamten Prozesskette können erzielte Effizienzgewinne einen direkten Beitrag zur Erreichung von Nachhaltigkeitszielen leisten.  

Ausgewählte Referenzprojekte

 

Referenzprojekt

Intelligente Dünnschichtsensoren

 

Referenzprojekt

Multisensorische Werkzeuge für die Kaltmassivumformung

 

Referenzprojekt

TivSee – Temperiersensorik

 

Referenzprojekt

Intelligente Schraubverbindung – Dünnschichtsensor meldet lockere Schrauben

 

Referenzprojekt

Sensormodule für die Herstellung von naturfaserverstärkten Kunststoffen im Spritzguss

 

Referenzprojekt

Entwicklung eines sensorischen Königszapfens

Weitere Informationen

 

Aus der Forschung

Sensorsysteme zur Messdatenerfassung in der Produktion

 

Aus der Forschung

Dünnschichtsensorik zur Temperaturmessung

 

Aus der Forschung

Robuste thermoresistive Sensorik

Wir bieten Ihnen Lösungen für Ihre Anwendungen

 

Branchenlösungen

Anlagen- und Maschinenbau, Werkzeuge

 

Branchenlösungen

Digitalwirtschaft

 

Branchenlösungen

Fahrzeugbau

 

Kompetenz

Mikrostrukturierung

 

Kompetenz

Tribologie

 

Kompetenz

Flexible Produktionssysteme