Intelligente Oberflächen durch Dünnschicht-Sensorik: Schaeffler erhält „Materialica Design + Technology Award 2016“ für Sensotect®

Die Jury aus Wissenschaft und Industrie zeichnete das Schichtsystem Sensotect® mit der höchsten Auszeichnung, dem „Best-of Award“ aus. Mithilfe von Sensotect® können bauraumneutral multifunktionale Oberflächen hergestellt werden, die sich insbesondere durch sensorische Eigenschaften auszeichnen. Das beschichtete Bauteil wird damit selbst zum Sensor.

„Schaeffler ist weltweit führend, was funktionale Oberflächen und Beschichtungen betrifft. Wir freuen uns, dass diese Kompetenz erneut mit dem ‚Materialica Design + Technology Award‘ anerkannt wird“, sagt Prof. Dr.-Ing. Peter Gutzmer, Schaeffler Vorstand Technologie und Stellvertretender Vorstandsvorsitzender.

Datenübermittlung in Echtzeit

„Sensotect® erlaubt es, auf ein Bauteil einwirkende Kräfte oder Drehmomente auch dort sehr schnell zu erfassen, wo heutige Sensoren nicht verwendbar sind“, sagt Dr. Yashar Musayev, Leiter Kompetenzzentrum Oberflächentechnik bei Schaeffler. „Mit diesem neuartigen Schichtsystem werden Möglichkeiten der Dehnungs- und Kraftmessung möglich, die mit geklebten Dehnmessstreifen auf Grund der begrenzten Lebensdauer bisher unmöglich waren.“

Beispielsweise sind jetzt Drehmomentmessungen im E-Bike oder Radkraftmessungen im Pkw-Radlager mit höchster Präzision möglich. So können die Betriebszustände im Fahrzeug während der Fahrt überwacht und elektronischen Sicherheitssystemen in Echtzeit zur Verfügung gestellt werden. Durch diese neuartige Messtechnik ist es zudem möglich, an Antriebswellen oder Fahrzeuggetrieben das Drehmoment exakt zu bestimmen und die Motorleistung genau auf die anfallende Belastung einzustellen. Damit leistet Sensotect® einen wichtigen Beitrag zur Energie- und Treibstoffeinsparung und hilft auch, den CO2-Ausstoß zu reduzieren.

Beschichtung übernimmt Messfunktion

Bei Sensotect® übernimmt eine dünne, dehnungsempfindliche PVD-Beschichtung (Physical-Vapour-Deposition) die eigentliche Messfunktion. Diese Schicht wird im Anschluss an die Beschichtung des Bauteils durch Mikrobearbeitung strukturiert. Die so erzeugten Strukturen verformen sich im gleichen Maß wie das Trägerbauteil und machen die Verformung messbar. Schaeffler konnte die Funktion eines solchen Sensorsystems bereits in Demonstratorfahrzeugen erfolgreich nachweisen.

„Eine der größten Herausforderungen solcher sensorischen Schichtsysteme liegt in der Fertigung“, sagt Dr. Jürgen Gierl, Projektleiter Sensotect® bei Schaeffler. „Durch den Einsatz sehr leistungsfähiger Beschichtungsquellen und das Einhalten besonders hoher Anforderungen an die Sauberkeit im Herstellungsprozess ist es uns gelungen, auch bei den Bauteilen mit engen Radien ein Qualitätsniveau zu erreichen, das bisher nur auf planaren Substraten in der Halbleitertechnik anzutreffen ist.“