Indbyggede nano-sensorer overvåger slid på maskiner
Intelligente overfladebelægninger på maskiner og værktøj vil snart kunne sladre om temperaturer, og på længere sigt også tryk under selve produktionen.
Resultatet er, at både maskiner og produkter beskyttes bedre og derved holder meget længere. Sensorerne giver lyd, når maskinen er ved at være slidt ned, så dyre sammenbrud kan undgås.
EU-Kommissionen anslår i rapporten "Towards an European Strategy for Nanotechnology" fra 2004, at tab direkte genereret af udtjente maskindele fra industrien beløber sig i omegnen af 1,4 procent af bruttonationalproduktet i industrialiserede lande.
For Danmarks vedkommende svarer det til lidt under 22 milliarder kroner om året.
»Sensoren er virkelig noget, der rykker. 22 milliarder er potentialet, hvis vi fuldstændig kan stoppe alt slid og alle nedbrud, og det kan vi jo ikke, men potentialet er da adskillige millioner for Danmark i besparelse,« siger Lars Pleth Nielsen, centerchef ved Teknologisk Instituts Tribologicenter.
Sensorerne et kvantespring
Det er Tribologicenteret, der netop nu udvikler de særlige overfladebelægninger, der har de specielle egenskaber, og forskerne er nu midt i en rivende udvikling inden for dets arbejde med avancerede overfladebehandlinger.
Det er lykkedes centeret at kombinere superhårde krystallinske nanokompositoverflader med indlejrede sensorer, der er placeret direkte under den hårde coating.
En af de større udfordringer har været at blive i stand til at deponere tætte og defektfrie elektrisk isolerende belægninger således, at sensorerne ikke kortslutter til det underliggende værktøjsmateriale - som f.eks. stål.
»Udviklingen af sensorerne er et kvantespring. Det, er der ikke ret mange i verden, der kan,« siger Lars Pleth Nielsen.
»Nu får maskinarbejderen besked om, at der er noget galt, inden man står med en totalt havareret maskine,« fortsætter han.
Hidtil har det kun været muligt at fabrikere nanosensorerne på plane overflader af silicium under velkontrollerede renrumsbetingelser. Ny teknik og en fokuseret forskningssatsning i et transnordisk samarbejde gør det muligt at deponere sensorenhederne direkte på ståloverflader, der har krumme eller runde geometrier som f.eks. på et fræseværktøj, en sprøjtestøbeform eller et hydraulikstempel. Teknologisk Institut håber, at deres koncept kan udnyttes kommercielt i løbet af de kommende år.
Udviklingen af nanosensorne foregår i samarbejde med Sintef (Norge), Acreo (Sverige) og VTT (Finland) og støttet af Nordisk Innovationscenter.
Dokumentation
