Het is onderzoekers van de Vrije Universiteit Brussel gelukt om metalen onderdelen te bouwen die automatisch aangeven wanneer ze overbelast worden of schade lijden. Oftewel: wanneer er metaalmoeheid ontstaat. Hiervoor zijn de onderdelen uitgerust met sensoren. Doordat de onderzoekers gebruikmaakten van 3d-printing (via PT Industrieel Management) konden de sensoren rechtstreeks in het metaal zelf geïntegreerd worden.
Metaalmoeheid ontstaat als gevolg van een langdurige (wisselende) belasting. Het gaat in den beginne vaak om een microscopisch scheurtje in het metaal. Dat groeit echter uit naar een grote scheur. Metaalmoeheid kan ontstaan door een verkeerd ontwerp, onjuiste materiaalkeuze, ruwe afwerking, beschadigd metaaloppervlak, het onderschatten van de belastingen en slecht onderhoud. Doordat metaalmoeheid zo’n grote diversiteit aan oorzaken kent, is het voorkomen ervan heel moeilijk. Gelukkig biedt een sensoroplossing uitkomst!
Is de nieuwe brug bij Genua de slimste constructie van Europa?
Tekst gaat verder onder de afbeelding.
Voordat we je meer vertellen over de gebruikte sensoren in het metaal leggen we eerst nog even kort uit wat een sensor ook alweer is.
Een sensor is een kunstmatige uitvoering van wat in de biologie een zintuig wordt genoemd. Met een sensor neemt een machine de omgeving waar en kan informatie verzameld worden. Met sensoren verzamelen apparaten gegevens over de manier waarop ze worden gebruikt en over de omgeving om hen heen. De verzamelde data kan zo simpel zijn als een meting van de temperatuur of zo complex als een volledige video feed. Maar denk ook aan sensordata in de vorm van locatie, geluid, of vochtigheid, en verschillende metingen van machines of ons lichaam.
Een bekende uitspraak is: “meten is weten”. Hiermee wordt gewezen op het grote belang van het uitvoeren van metingen voor het beschikbaar maken van concrete, feitelijke informatie. Met cijfers kun je vergelijken, rekenen, voorspellen en controleren.
Door slimme sensoren te verwerken in metaal kunnen we ingrijpen voordat metaalmoeheid toeslaat. De sensoren detecteren namelijk al in een vroeg stadium schade en overbelasting. Het detectiesysteem is ontwikkeld aan de Vrije Universiteit Brussel. Bijzonder genoeg is het de onderzoekers gelukt het systeem te integreren in de metalen onderdelen. Daarvoor is een 3D-printer gebruikt.
De gebruikte sensoren meten de druk. Dat werkt zo: in het metaal worden buisjesvormige uitsparingen gebouwd, die gevuld worden met een gas of vloeistof onder druk. De druk wordt tijdens het gebruik van het onderdeel geobserveerd door een druksensor. De sensor meldt verschillen in druk, bijvoorbeeld wanneer de druk kan ontsnappen door een scheur. Omdat de sensor elk verschil in druk registreert, kan ook de belasting op het onderdeel worden gemeten.
Het mooie van deze slimme sensoroplossing is dat we metaal voortaan continu in de gaten kunnen houden, zelfs wanneer de onderdelen zijn gebruikt op onherbergzame plekken. We hoeven dus niet langer enkel te vertrouwen op traditionele onderhoudsbeurten. Het is zeker in het kader van veiligheid fijn dat bepaalde gebouwen en constructies continu gemonitord worden. Daarnaast kunnen we echter ook flink besparen op onderhoud. Door te meten en analyseren kunnen we namelijk kiezen voor voorspellend onderhoud, waarbij men het onderhoud beter kan afstemmen op de werkelijke staat van de onderdelen.
Meer lezen over dit onderwerp?
Misschien vind je deze artikelen ook interessant:
Verkeersveiligheid vergroten met voorspellende analyse met AI
De toepassing van sensoren in hotels en hotelkamers: 5 voorbeelden
Slimme verkoopstalletjes met sensoren om diefstal tegen te gaan
Social distancing-technologie tijdens de coronacrisis
