Jährlich werden in Deutschland mehr als 20 Millionen Quadratmeter Sandwichelemente produziert. Forschende entwickeln derzeit eine neue zerstörungsfreie Ultraschallmesstechnik, die mögliche Fehlstellen und Ungenauigkeiten der Elemente bereits während des Herstellungsprozesses erkennen soll.
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 und kommen beispielsweise an Dächern und Fassaden von Industriehallen oder Kühlhäusern zum Einsatz.
Mögliche Fehler und Schwachstellen der Bauelemente – z.B. 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.
Zerstörungsfreies Monitoring
Ein Konsortium von sieben Partnern entwickelt im Projekt »ReSaMon« eine neue zerstörungsfreie Ultraschallmesstechnik, die Fehlstellen und Ungenauigkeiten von Sandwichelementen sofort erkennen soll. Dadurch könnten also mögliche Schwachstellen und Änderungen der Materialeigenschaften bereits im Produktionsprozess identifiziert werden. Das Besondere: Die Messtechnik arbeitet berührungslos, wodurch der Produktionsprozess nicht beeinträchtigt wird. Von den Entwicklungen wird die Baubranche und auch der Endverbraucher profitieren.
Das Projektkonsortium besteht aus Industriepartnern, Sandwichelement-Experten, Messtechnik-Spezialisten und Simulationsexperten, deren breite Expertise sich im Forschungsvorhaben ergänzt. So soll ein digitaler Zwilling der Produkte helfen, die Einflüsse der Produktion auf die Produkteigenschaften besser zu verstehen. Die kontinuierliche Erfassung der Produkteigenschaften über einen Teil ihrer Lebensdauer soll zudem dazu beitragen, die Änderung der Materialkennwerte deutlich besser analysieren zu können. Das soll schließlich wirtschaftlichere Bemessungen ermöglichen.
Projektpartner
- ArcelorMittal: Sandwichelement-Hersteller mit eigener Produktionsanlage
- Covestro Deutschland AG: Entwickler und Rohstofflieferant von Polyurethan-Hartschaum, Simulation von Alterungseffekten
- Fraunhofer LBF: Forschungspartner mit Fokus auf effiziente numerische Berechnung und Digitaler Zwilling
- IFSW, TU Darmstadt: Forschungspartner mit Fokus Materialcharakterisierung
- inoson GmbH: Entwickler von produktionsintegrierbarer elektronischer Hardware und Software für die Ultraschallmesstechnik
- iS-engineering GmbH: Gutachter hinsichtlich relevanter Mängel und Schädigungen
- MuST, TU Darmstadt: Forschungspartner mit Fokus auf Ultraschallmesstechnik
- Projektleitung: Covestro Deutschland AG
- bba-Beitrag: Bestandsgebäude »minimalinvasiv« sanieren mit thermisch aktiven Sandwich-Fassadenelementen »
