Entwicklung von Dünnschichtsensoren auf Basis piezoresistiver Kohlenwasserstoffschichten

Die Entwicklung von neuartigen Dünnschichtsensoren auf Basis tribologisch beständiger piezoresistiver Kohlenwasserstoffschichten ist das Thema dieser Arbeit. Die Dünnschichtsensoren werden auf Bauteiloberflächen mittels Beschichtungs- und Strukturierungsverfahren appliziert und messen daher in direktem Reib-, Wälz- oder Druckkontakt. Die sensorischen Schichtsysteme weisen eine Dicke im Bereich von 10 µm auf, so dass sie strukturkonform auch auf komplex geformten Grundkörpern hergestellt werden können. Die Applikation der piezoresistiven Dünnschichtsensorik direkt in Hauptbelastungszonen ermöglicht die Ermittlung von Kenndaten in Bereichen, die bislang unerreichbar waren, weil es keine Sensoren gab, die klein genug, integrierbar und mechanisch belastbar waren. Dieses sensorische Schichtsystem ist universell einsetzbar und kann daher z. B. die Lastverteilung in der Laufbahn von Lagern, die Kraft, die ein Stempel während des Schneidprozesses ausübt oder die Blecheinzugsbewegung während des Tiefziehprozesses detektieren. Dadurch kann die Dünnschichtsensorik einen wesentlichen Beitrag dazu liefern, Produktionsprozesse besser zu verstehen, zu kontrollieren, zu steuern und zu optimieren.