Mechanische Auswirkung der Sensorintegration

Die makroskopisch messbaren mechanischen Eigenschaften von Bauteilen ergeben sich aus dem Zusammenwirken der Festigkeit und Steifigkeit mit der Geometrie. Zunächst einmal stellt der integrierte Sensor einen Fremdkörper dar und beansprucht Raum, der im Bauteil ohne integrierten Sensor von Strukturmaterial gefüllt wäre. Im Falle von Foliensensoren ist der geometrische Einfluss der Sensoren von nachrangiger Bedeutung. Die Einbringung des Sensors hat allerdings außerdem zur Folge, dass neue Materialien in den Verbund eingeführt werden und neue Grenzflächen entstehen. Insbesondere die neu eingebrachten Grenzflächen können eine Schwachstelle darstellen, welche der Startpunkt für eine Rissausbreitung sein kann. Aus experimentellen Untersuchungen ergibt sich, dass Polyetherimid als Substratmaterial eine hervorragende Anbindung an die untersuchten Epoxidharze aufweist. Aus der Betrachtung der verschiedenen Einflussmechanismen ergeben sich Designgrundsätze für integrierte Sensoren, die den negativen Einfluss minimieren.