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Sandwichelemente: Monitoring-Lösung für die Produktion

Sandwichelemente sollen sich künftig durch ein Inline-Monitoring wirtschaftlicher und ressourceneffizienter fertigen lassen. Foto: Fraunhofer LBF

Ein neues Projekt entwickelt eine zerstörungsfreie Ultraschallmesstechnik für das Inline-Monitoring der Herstellung leichter Sandwichelemente für den Bau.

„Ressourceneffiziente Sandwichelemente durch zerstörungsfreies Monitoring für den Leichtbau“, kurz Resamon, heißt das Projekt, dessen Leitung Covestro übernommen hat. Das Konsortium besteht aus sieben Industriepartnern, Sandwichelement-Experten, Messtechnik-Spezialisten und Simulationsexperten. Deren breite Expertise ergänzt sich in dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWI geförderten Forschungsvorhaben.

Sandwichelemente für den Raumabschluss von Dächern und Wänden im Hochbau bestehen aus zwei dünnen metallischen Deckschichten mit einem Kern aus Polyurethan-Hartschaum. Sie sind seit vielen Jahren unverzichtbare Bauprodukte. Mögliche Schwachstellen der Bauelemente, wie Schäden durch wärmeinduzierte Spannungen, sind an der Außenseite im Herstellungsprozess nicht erkennbar. Erst bei der Verarbeitung der fertigen Elemente am Bau treten etwaige Reklamationen zu Tage. Neue Elemente müssen geliefert, defekte abtransportiert werden, Bauzeiten verlängern sich. Mit den etablierten Methoden der Qualitätsprüfung sind solche Materialfehler aufgrund der hohen Anforderungen an die Mess- und Prüftechnik zerstörungsfrei bisher technisch nicht zu erkennen.

Monitoring soll Schwachstellen bereits im Produktionsprozess identifizieren

Die neue zerstörungsfreie Ultraschallmesstechnik, die Resamon nun entwickelt, soll Fehlstellen und Ungenauigkeiten sofort erkennen, also mögliche Schwachstellen und Änderungen der Materialeigenschaften in diesen wichtigen Baustoffen bereits im Produktionsprozess identifizieren. Das Besondere: Die Messtechnik arbeitet berührungslos, wodurch der Produktionsprozess nicht beeinträchtigt wird. Von den Entwicklungen wird die Baubranche und auch der Endverbraucher profitieren.

Die Projektpartner entwickeln außerdem digitale Zwillinge der Produkte; diese sollen helfen, die Einflüsse der Produktion auf die Produkteigenschaften besser zu verstehen. Forschungspartner ist hier das Fraunhofer LBF. Die kontinuierliche Erfassung der Produkteigenschaften über einen Teil ihrer Lebensdauer soll zudem dazu beitragen, die Änderung der Materialkennwerte deutlich besser analysieren zu können, was wirtschaftlichere Bemessungen ermöglicht.

Wirtschaftliche, klimafreundliche und zuverlässige Sandwichelemente

Jährlich werden in Deutschland mehr als 20 Mio. m² Sandwichelemente, beispielsweise für Fassaden von Industriehallen oder Kühlhäusern, produziert, 200 Mio. m² in der Europäischen Union. Durch die Optimierung der Produktionsprozesse besteht ein erhebliches Potenzial zur Material- und Energieeinsparung.

sk