Onderzoekers ontwikkelen metaal dat zelf moeheid detecteert

Belgische wetenschappers van de Vrije Universiteit Brussel zijn erin geslaagd metalen onderdelen te bouwen die automatisch aangeven wanneer ze overbelast worden of schade leiden. Het is gelukt om via 3D printen, sensoren in het metaal zelf te kunnen integreren. De onderzoekers spreken van pionierswerk: “Het 3D printen maakt het mogelijk om in de kern van een onderdeel te werken en hierin functies te integreren. Dit was tot nu toe niet mogelijk met de traditionele productietechnieken.”

Veel rampen met treinen en vliegtuigen of grote infrastructuren zoals windturbines en bruggen worden veroorzaakt door metaalmoeheid. Metaalmoeheid is een breuk in het materiaal als gevolg van een langdurige wisselende belasting. De breuk begint als een microscopisch scheurtje en groeit daarna. 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. Het voorkomen van metaalmoeheid is daarom ook heel moeilijk: materiaalkeuze, ontwerp, belasting, productie en onderhoud moeten immers perfect op elkaar afgestemd zijn. Met de inzet van slimme onderdelen die zelf schade of overbelasting detecteren kan het risico op metaalmoeheid en de gevolgen ervan ingeperkt worden.

Foto: Joshua Putnam