Slimme materialen geven zelf metaalmoeheid aan

Onderzoekers van het Departement Toegepaste Mechanica aan de Vrije Universiteit Brussel zijn erin geslaagd metalen onderdelen te bouwen die automatisch aangeven wanneer ze overbelast worden of schade leiden. Ze hebben hiervoor metaal 3D printing gebruikt, om sensoren in het metaal zelf te kunnen integreren.

Vele rampen met transportmiddelen zoals treinen en vliegtuigen, grote infrastructuren zoals windturbines en bruggen, of (roterende) machines worden veroorzaakt door metaalmoeheid.

Vele factoren spelen een rol bij het ontstaan van metaalmoeheid, zoals onjuiste materiaalkeuze, ruwe afwerking of beschadigd metaaloppervlak, verkeerd ontwerp met scherpe overgangen, het onderschatten van de dynamische belastingen en slecht onderhoud waaronder het niet tijdig vervangen van een onderdeel.

Tijdens het productieproces worden op kritische plaatsen buisjesvormige uitsparingen in het onderdeel ingebouwd, die nadien 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 als de druk kan ontsnappen doordat er een scheur doorheen gegroeid is.