Von klassischen Maschinenelementen zu smarten Funktionsträgern – Mehrwert durch Sensorintegration schaffen
Beschreibung:
Die fortschreitende Digitalisierung eröffnet weitreichende Chancen für Innovationen in der Industrie, insbesondere wenn Daten breit verfügbar sind. In vielen Fällen mangelt es jedoch an ausreichend hochwertigen und kontinuierlich verfügbaren Daten zum Zustand von Maschinen und Anlagen. Da in nahezu allen Maschinen und Anlagen standardisierte Maschinenelemente wie Schrauben, Lager oder Zahnräder direkt im Kraft- und Prozessfluss wirken, bietet sich deren Nutzung als Datenerfassungsorte an. Durch die Integration von Sensorsystemen direkt in diese Elemente – in-situ – lassen sich vielfältige prozessrelevante Größen erfassen und auswerten.
Ein integriertes Sensorsystem in einer Schraube kann beispielsweise Kräfte auf die Schraube, auf die umliegenden Bauteile sowie Schwingungen und lokale Temperaturen erfassen. Diese können mithilfe datenbasierter Auswerteverfahren, etwa auf Basis von KI, frühzeitig auf entstehende Schäden hinweisen. Es muss jedoch sichergestellt werden, dass die Tragfähigkeiten der Maschinenelemente nicht zu sehr beeinträchtigt wird durch die neue sensorische Funktion.
Person:
Julian Peters
Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Doktorand am Institut für Produktentwicklung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) seit 2020
Beschäftigt sich in seiner Forschung mit der Sensorintegration in Maschinenelemente, insbesondere Schrauben und Zahnräder. Ziel ist es, die nächste Generation von Maschinenelementen zu entwickeln, die ihren Zustand und die übertragenen Prozessgrößen erfassen und kommunizieren können.
Institut:
Wir sind eine Forschungseinrichtung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und verstehen uns als ein Zentrum der wissenschaftlichen Produktentwicklung und der Innovation mit dem Schwerpunkt auf Antriebssystemen, Mobilität, Geräten und Maschinenelementen.
Das grundlegende Forschungs-Konzept des IPEK zur Entwicklung der KaSPro – Karlsruher Schule für Produktentwicklung ist das parallele Forschen an Methoden und Prozessen der PGE – Produktgenerationsentwicklung kombiniert mit der Forschung zur Synthese und Validierung neuer technischer Systeme. Unser Anspruch ist dieses Konzept durch exzellente gemeinsame Leistung umzusetzen und die Ergebnisse kompetenzorientiert durch das KaLeP – Karlsruher Lehrmodell für Produktentwicklung in Lehre und Weiterbildung zu vermitteln. Wir wollen hierbei eines der weltweit führenden Universitätsinstitute sein.