Profiltreue Wiedergabe feinster Strukturen dank Piezotechnologie und Konfokaltechnik

von Dipl.-Physiker Gernot Hamann, Business Development Manager für Mikroskopie bei Physik Instrument (PI) und Ellen-Christine Reiff, M.A., Redaktionsbüro Stutensee

Bild 1: Die flächenhaft messenden µsurf-Systeme arbeiten in vertikaler Richtung mit Auflösungen bis zu 1 nm, lateral mit bis zu 300 nm. Hier die im Frühjahr 2014 eingeführte Produktneuheit µsurf expert. (Foto: NanoFocus)

Bild 1: Die flächenhaft messenden µsurf-Systeme arbeiten in vertikaler Richtung mit Auflösungen bis zu 1 nm, lateral mit bis zu 300 nm. Hier die im Frühjahr 2014 eingeführte Produktneuheit µsurf expert. (Foto: NanoFocus)

Bei Oberflächeninspektionen, die heute in vielen Bereichen unerlässlich sind, geht der Trend zu immer kleineren Strukturen, die es bis zu Nanometergenauigkeit abzubilden bzw. aufzulösen gilt. Optische Messverfahren als berührungslose und zerstörungsfreie Analyse- und Prüfmethoden sind für viele Anwendungen das Mittel der Wahl, da sie auf nahezu allen Materialien einsetzbar sind und sich auch für empfindliche Proben eignen. Hochgenaue konfokale Abbildungsprinzipien können die Probentopografie und Rauheitsstrukturen nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ übereinstimmend mit taktilen Messverfahren darstellen, die in vielen Industrienormen beschrieben sind. Piezobasierte Positioniersysteme leisten dazu einen nicht unerheblichen Beitrag. Weiterlesen

Neue Verfahrenstechnologie – Kombination von Flach-Clinchen mit modernen Klebstoffen

Innerhalb des Fachartikels werden aktuelle Untersuchungen zum Flach-Clinch-Kleben vorgestellt. Dieses Umformfügeverfahren ist besonders für Leichtbaukonstruktionen in Mischbauweise geeignet, da es die Möglichkeit bietet, eine Vielzahl verschiedener Materialien zu fügen. Basierend auf dem Stand der Technik werden experimentelle und numerische Untersuchungen zum konventionellen Flach-Clinchen von Metall-Metall-Verbindungen sowie das neuentwickelte Verfahren Flach-Clinch-Kleben präsentiert.

Ausgangssituation

Das Ziel moderner Fertigungs- und Produktkonzepte ist die Einsparung von Rohstoffen, Kosten und Energie sowohl bereits bei der Herstellung als auch bei der späteren Nutzung von Produkten. Durch den Einsatz aktueller Leichtbaustrategien werden besonders im Automobilbereich zunehmend verschiedene, an die jeweiligen Gewichts- und Festigkeitsanforderungen angepasster Werkstoffe verwendet [1]. Ein Problem dieses sogenannten Material-Leichtbaus ist das zuverlässige Fügen der verschiedenen Materialien. Weiterlesen

BigRep präsentiert mit DUSTER die größte FDM-3-D-gedruckte Drohne der Welt

  • Copter-Rahmen mit weltweit größtem, seriellen 3-D-Drucker gedruckt
  • Drohne ist Ergebnis der Zusammenarbeit von BigRep mit Drohnenspezialist Robert Reichert
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Die 3-D-gedruckte Drohne DUSTER über dem BigRep ONE auf der Hannover Messe (Quelle: BigRep)

Das Berliner Technologie-Startup BigRep hat die größte FDM-3-D-gedruckte Drohne der Welt gedruckt: DUSTER. Der Markt- und Technologieführer im Bereich des großformatigen, seriellen 3-D-Drucks, stellte den ultraleichten, stabilen und mit Carbon-Sehnen verstärkten Copter-Rahmen der Drohne mithilfe des BigRep ONE her, dem weltweit größten, seriellen 3-Drucker. Mit einer Abmessung von 220x190x60 cm ist der Copter-Rahmen der Drohne darauf ausgelegt, acht Elektromotoren mit jeweils bis zu 3,8kW aufzunehmen. Die Nutzlast von DUSTER liegt bei 40 bis 60kg. Wird diese voll ausgelastet, beträgt die mögliche Flugzeit zwischen sieben und 40 Minuten, durch die Verwendung weiterer Akkus kann sie auf bis zu 70 Minuten erhöht werden. Weiterlesen

Leichtbau in Perfektion

Ready to race – die Corvette C7 GT3-R, entwickelt und gebaut von Callaway Competition. Fotos © Callaway Competition

Ready to race – die Corvette C7 GT3-R, entwickelt und gebaut von Callaway Competition. Fotos © Callaway Competition

In der neuen Corvette C7 GT3-R von Callaway Competition ist Carbon omnipräsent – auch dank RAMPF Tooling Solutions

Mit viel Power und geringem Gewicht startet die Corvette C7 GT3-R von Callaway Competition in die neue Rennsaison. Das Auto wird sowohl mit schnellen Rundenzeiten als auch bahnbrechendem Design für Aufmerksamkeit sorgen – auch dank der von RAMPF Tooling Solutions speziell für die Composites-Industrie entwickelten RAKU-TOOL® Block- und Flüssigmaterialien.

„Das ist das schönste Auto, das wir je gebaut haben“, sind sich Giovanni Ciccone und Ernst Wöhr, Geschäftsinhaber von Callaway Competition, einig. Widersprechen will und kann man ihnen nicht. Denn die neue Corvette C7 GT3-R des Rennstalls mit Sitz im baden-württembergischen Leingarten ist eine Augenweide – zum einen absolut brachial, zum anderen mit eleganten Schwingungen und ausgefeilter Aerodynamik. Und überall Carbon. Weiterlesen

In-Mould-Metal-Spraying – Neuer Verfahrensansatz zur Metallisierung von Kunststoffbauteilen

1.1 Einleitung

Die Elektroindustrie zählt mit einem globalen Marktvolumen von geschätzt 3.703 Mrd. Euro im Jahr 2013 zu den weltweit größten Wirtschaftsbranchen [NN14]. Immer komplexer werdende Anwendungen und ein hoher Druck zur Integration zusätzlicher Funktionen in die Baugruppen bestimmen die Entwicklung. Um die umschlossene Elektronik vor elektromagnetischer Störstrahlung zu schützen (EMV-Schutz), muss die umgebende Einhausung selbst elektrisch leitfähig sein, beispielsweise ein Gehäuse aus Metalldruckguss. Oft reicht jedoch eine dünne Metallschicht auf dem Gehäuse aus, um die elektromagnetische Verträglichkeit zu gewährleisten. Die gezielte Kombination von Kunststoffen und Metallen ermöglicht eine anwendungsgerechte Nutzung beider Werkstoffe. Bestehende Verfahren zur Metallisierung von Kunststoffbauteilen wie die Laser-Direktstrukturierung (LDS) oder das Um- und Hinterspritzen metallischer Folien (In-Mould-Labeling) ist mit zusätzlichen Bearbeitungsschritten oder Vorprodukten verbunden, wodurch diese Prozesse zeit- und kostenintensiv sind [HAE+12, Jan08, MJ04]. Weiterlesen

Prozessintegrierte Kontaktierung von elektrischen Funktionselementen mit elektrisch leitfähigen Kunststoffen

Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann, Dipl.-Ing. Stefan Haase
Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen

Die Nutzung von elektrisch leitfähigen Kunststoffen ermöglicht vielversprechende Lösungen für die integrierte Fertigung von elektrischen oder elektronischen Funktionsbauteilen. Dabei können durch das Umspritzen metallischer Kontakte von standardisierten Funktionsbauteilen wie LEDs, Widerständen oder Kontaktpins diese kontaktiert und somit komplexe Schaltungen realisiert werden.

Einleitung

Kunststoffe kommen oftmals aufgrund ihrer hervorragenden isolierenden Eigenschaften zum Einsatz. Durch Zugabe von elektrisch leitfähigen Füllstoffen ist es möglich, dem Werkstoff eine gewisse elektrische Leitfähigkeit zu verleihen und ihn so für Anwendungen, beispielsweise zur Ableitung elektrostatischer Aufladungen in explosionsgefährdeten Bereichen, nutzbar zu machen. Sollen jedoch eine höhere Leitfähigkeit erzielt oder elektrische Leistung übertragen werden, sind Kunststoffcompounds mit nur einem elektrisch leitfähigen Füllstoff zumeist nicht ausreichend [1-3]. Weiterlesen

Chemiefrei vorbehandeln mit Plasma

Für eine sichere und langzeitstabile Haftung von Verklebungen und Beschichtungen ist eine gute Vorbehandlung auf vielen Materialoberflächen zwingend erforderlich. Der Einsatz von Atmosphärendruckplasma ist ein umweltfreundliches Verfahren, das nicht nur „inline“ die Reinigung, Aktivierung und Nano-Beschichtung auf höchstem Niveau ermöglicht, sondern dazu noch besonders wirtschaftlich arbeitet.

Die sichere Haftung einer Verklebung oder Beschichtung von Materialien wie Kunststoffen, Metallen oder Glas setzt voraus, dass zum einen die Materialoberfläche feinstgereinigt ist, zum andern die Oberflächenenergie des Festkörpers möglichst größer ist, als die Oberflächenspannung des flüssigen Klebstoffs oder Lacks. Es gibt für beide Anforderungen unterschiedliche Vorbehandlungsverfahren, wobei der Einsatz nass-chemischer Substanzen das nach wie vor häufigste ist. Weiterlesen

Keramische Schichten aus präkeramischen Polymeren

Günter Motz, Martin Günthner, Walter Krenkel

Für viele Entwicklungen im Anlagen- und Maschinenbau aber auch für den Alltag steigen die Anforderungen an die Werkstoffe, die sowohl hoheren Drücken und Temperaturen standhalten müssen als auch in chemisch aggressiven und abrasiven Medien eingesetzt werden. Einerseits lassen sich diese erhöhten Anforderungen an das Material durch den Einsatz besonders korrosionsfester und verschleißbeständiger Metalle und Legierungen realisieren, die aber meist sehr teuer sind. Andererseits werden besonders stabile Werkstoffe, wie die Keramiken eingesetzt, wobei aber nicht jedes Bauteil aus Metall durch Keramik ersetzbar ist. Für viele Anwendungen ist es jedoch oft ausreichend, wenn nur die Oberfläche eines metallischen Bauteils beschichtet wird. Weiterlesen

Da geht noch mehr – wie Hersteller die Effizienzpotenziale in Stahlerzeugung und Stahlverarbeitung ausschöpfen

Stahl bietet erhebliche, bislang nicht ausgeschöpfte Möglichkeiten, den Einsatz von Rohstoff und Energie zu verringern. Dabei kann die Qualität der Halb- und Endprodukte gesteigert werden, wie die Zuliefermesse Industrial Supply der Hannover Messe 2016 zeigt.

Faserverstärkte und Kombinationswerkstoffe sind in den Publikums- und Fachmedien präsent. Die Potenziale des klassischen Werkstoffs Stahl sind darüber etwas in den Hintergrund getreten. Dabei ist der Werkstoff Stahl aufgrund seines Herstellprozesses anderen Werkstoffen wie Aluminium oder Carbon überlegen.

„Betrachtet man den gesamten Produktlebenszyklus von Herstellung über die Nutzungsphase bis zum Recycling, so führt hochfester Stahl im Vergleich zu einem geringeren CO2-Ausstoß“, sagt Frank Heidelberger vom Stahlhersteller Salzgitter Flachstahl. Der Marketingleiter weiß das Stahlinstitut VDEh hinter sich. „Bei der Primärerzeugung von 1 t Stahl fallen rund 2 t CO2 an, bei Aluminium sind es rund 10 t und bei CFK sogar mehr als 20 t“, führt Institutsreferent Christoph Keul aus. Weiterlesen

Next Generation Lean: Lean 4.0

Mit der erfolgreichen Einführung verschiedener Bausteine des Lean Manufacturings haben viele Unternehmen die Effizienz Ihrer Produktion und damit die Wettbewerbsfähigkeit des gesamten Unternehmens nachhaltig verbessern können. Doch die Zeiten eines stabilen Produktionsumfelds mit einer planbaren Nachfrageentwicklung und einem überschaubaren Produktspektrum sind vorbei. Individualisierung ist angesagt – und die schlägt auch bis auf den Herstellprozess durch. Dies bedeutet für die auf dem Ansatz der Standardisierung beruhenden Gestaltungsprinzipien des Lean Manufacturings eine permanente Anpassungsfähigkeit. Die Leitgedanken der Industrie 4.0 mit den Ideen der Selbststeuerung bieten aus Sicht des Fraunhofer IML einen vielversprechenden Lösungsansatz, die bewährten Werkzeuge aus dem Lean-Methodenbaukasten sinnvoll weiterzuentwickeln und mit ihnen ein neues Effizienzlevel zu erreichen. Weiterlesen