Komponentenintegration von Dehnungsmessstreifen mittels pulverbettbasiertem Laserstrahlschmelzen

Additive Fertigungsverfahren nehmen zunehmend eine bedeutendere Rolle in der industriellen Anwendung ein und bieten im Kontext der Digitalisierung und Flexibilisierung enorme Potenziale für zukünftige Produktionsumgebungen. Gleichzeitig ist die Aufnahme von Sensordaten bei der Umsetzung datengetriebener Prozesse eine grundlegende Voraussetzung, wobei Kraft eine essenzielle Messgröße ist. Eine Herausforderung für Hersteller von Kraftsensoren ist gegenwärtig die fertigungstechnische Realisierung strukturintegrierter Sensoren mit komplexen Verformungskörpergeometrien. Das pulverbettbasierte Laser-strahlschmelzen (LPBF) stellt aufgrund seines schichtweisen Aufbauprinzips einen vielversprechenden Ansatz für die Herstellung strukturintegrierter Kraftsensoren dar.
Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist es, die grundlegende Eignung des pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzens für die Integration von Kraftsensorik in metallische Bauteile zu untersuchen. Hierbei steht die Erarbeitung eines reproduzierbaren Prozesses zur schädigungsfreien Integration der Komponenten im Fokus. Als Sensorelemente werden hierzu Dehnungsmessstreifen verwendet, die auf einem konventionell hergestellten Messelementträger appliziert und anschließend in den additiv gefertigten Grundkörper integriert werden.
Durch die Integration von Kraftsensorik mittels Additiver Fertigung ergeben sich für Sensorhersteller neuartige Möglichkeiten, beispielsweise hinsichtlich komplexer Verformungskörpergeometrien, die über den aktuellen Stand der Wissenschaft und Technik hinausgehen.