Monat: Juni 2017

Handlungsbedarf in der Stahlbeschaffung

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In Stahl-verarbeitenden Industrien werden Spot-Bedarfe meistens per E-Mail oder Telefon, manchmal auch noch per Fax beschafft. In der Praxis stellen viele Beschaffende zunächst 3-4 Anfragen bei den ihnen bekannten Stahlanbietern, bevor ein Auftrag platziert wird. Auf Prozesspotenziale im Rahmen einer Digitalisierung angesprochen, wird häufig kein Handlungsbedarf in der Stahlbeschaffung gesehen. Vielmehr wird der bestehende Prozess als schnell und der persönliche Kontakt als Erfolgsfaktor gesehen.

Diese Einschätzung erweist sich bei genauerer Betrachtung jedoch als kurzsichtig, denn: Weiterlesen

Keramische Heizelemente

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G. Wötting, M. Knoch, W. Martin, F. Reißmann

Kurzfassung

Es werden SiC- basierende, intrinsisch heizende Elemente vorgestellt, bestehend aus einer Kombination von dichten SiC-Varianten mit hohem und geringem spezifischen elektrischen Widerstand. Aufgrund der sehr ähnlichen Zusammensetzung und Sintercharakteristik dieser Varianten sind diese Elemente druckunterstützt aber auch im Ko-Sinterprozess als Verbund (vor-) gesinterter Teile relativ kostengünstig herstellbar. Die Möglichkeit des Sinterns erweitert das herstellbare Formenspektrum gegenüber bislang verfügbaren keramischen Heizelementen und eröffnet eine Vielzahl neuer, innovativer Anwendungen. Weiterlesen

Holographische Messtechnik im Produktionstakt

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© Foto Fraunhofer
Das System kann zentimetergroße raue Objekte in Sekundenbruchteilen mikrometergenau erfassen – auch unter Störeinflüssen wie Erschütterungen.

Die Fehlertoleranz in der Automobilproduktion wird zusehends kleiner. Zulieferer stellte das bislang vor ein Problem: Es mangelt an Methoden, Mikrodefekte in der laufenden Fertigung zu erkennen. Bisher ist Sichtkontrolle das Mittel der Wahl, das jedoch für die linienintegrierte Messungen während der Herstellung ungeeignet ist. Mit der Entwicklung der produktionstauglichen digitalen Holographie beenden Forscher des Fraunhofer-Instituts für Physikalische Messtechnik IPM in Freiburg dieses Dilemma. Die digitale Holographie ermöglicht die vollflächige Prüfung aller Teile – und das im Sekundentakt. Weiterlesen

Abwasser effektiv reinigen

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© Foto Fraunhofer IKTS
Keramik-Membranen des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS.

Wasser ist lebenswichtig – Abwässer müssen daher möglichst effizient gereinigt werden. Möglich machen das keramische Membranen. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Hermsdorf konnten die Trenngrenze dieser Membranen nun deutlich herabsetzen und erstmals auch gelöste organische Moleküle mit einer Molaren Masse von nur 200 Dalton zuverlässig abfiltrieren. So lassen sich selbst Industrie-Abwässer effizient reinigen. Weiterlesen

Bauteil-Rückverfolgung per »Fingerabdruck«

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© Foto Fraunhofer IPM Das Fraunhofer IPM hat mit »Track & Trace Fingerprint« ein markerfreies System zur Rückverfolgung von Massenbauteilen entwickelt.

Stark vernetzte Fertigungsketten, Kostenfragen und technische Umsetzbarkeit erschweren in der Massenproduktion die Rückverfolgung einzelner Komponenten. Für die Produktions- und Prozessoptimierung sind effiziente »Track & Trace«-Lösungen jedoch eine wichtige Voraussetzung – vor allem im Kontext von Industrie 4.0. Das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM in Freiburg hat daher mit »Track & Trace Fingerprint« ein markerfreies System zur Rückverfolgung von Massenbauteilen entwickelt. Weiterlesen

Laserbohren von Dünnglas

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Abbildung 1: Bohrzeit in Abhängigkeit der Laserwellenlänge bei maximaler Pulsenergie @ 100 kHz

Der Laser wird in zahlreichen Industriezweigen erfolgreich zur Materialbearbeitung eingesetzt. Insbesondere das Laserbohren ist aufgrund der hohen Flexibilität in Bezug auf die Bohrgeometrie und der Vielzahl an bohrbaren Werkstoffen von hoher Bedeutung. Mit ultra-kurz gepulsten (UKP) Lasern mit Pulsdauern im Pikosekundenbereich lassen sich filigrane Bohrlöcher erzeugen, mit minimalem Wärmeeintrag auf das zu bearbeitende Bauteil. Beim Laserbohren wird prinzipiell zwischen dem Perkussions-, Trepanier- und Wendelbohren unterschieden. Beim Perkussionsbohren wird die Bohrung ohne Bewegung des Laserfokus durch eine definierte Anzahl an Laserpulsen generiert. Mit dieser Verfahrensweise können Bohrdurchmesser mit wenigen µm gebohrt werden, wobei die bohrfähige Materialstärke werkstoffabhängig begrenzt ist. Das Trepanier- und Wendelbohren, bei dem der Laserfokus entlang der Bohrgeometrie verfahren wird, ermöglicht flexible Bohrdurchmesser und eignet sich für höhere Materialstärken. Weiterlesen

Kunststoffschweißprozesse

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Autoren:
Dipl.-Ing. Christopher Pommer, SKZ, Würzburg
Dr. Benjamin Baudrit, SKZ, Würzburg
M.Sc. Heinrich Leicht, SKZ, Würzburg
Dr.-Ing. Peter Heidemeyer, SKZ, Würzburg
Prof. Dr.-Ing. Martin Bastian, SKZ, Würzburg

Im Rahmen eines öffentlich geförderten Forschungsprojektes wurde die Einsatzmöglichkeit der passiven Thermographie im Bereich des Schweißens von Kunststoffen untersucht. Während diverser Fügeprozesse wurde die entstehende Temperatur mithilfe einer Wärmebildkamera protokolliert und zeitgleich von einer eigens entwickelten Software ausgewertet. Durch die Bestimmung der thermischen Eigenschaften und der Emissionskoeffizienten der untersuchten Materialien konnten in den Aufnahmen korrekte absolute Temperaturen angezeigt werden. Die passive Thermographie wurde an vier verschiedenen Schweißverfahren geprüft. Industrielle Anwendungen der passiven Thermographie als zerstörungsfreie Prüfmethode (ZfP) bzw. als Prozessüberwachungswerkzeug zeigen bereits den Erfolg und die vielversprechenden Möglichkeiten im Bereich des Kunststoffschweißens. Weiterlesen

Metallfügen mittels Laserstrahlung

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Abbildung 1: Querschliff eines laserstrahlgeschweißten Folienstapels aus korrosionsbeständigen Stählen

Autor: Vincent Mann, M.Sc., SFI

Moderne Produkte enthalten heutzutage eine Vielzahl an Kontaktstellen, durch die einzelne Komponenten miteinander verbunden sind. Neben form- und reibschlüssigen Fügeverfahren, wie beispielsweise dem Verschrauben, spielen stoffschlüssige Verbindungen eine wichtige Rolle. Insbesondere im Kontext des Leichtbaus oder steigender Anforderungen an die Baugruppen kann durch den Einsatz stoffschlüssiger Fügeverfahren das Gewicht durch den Wegfall von Verbindungselementen wie Schrauben oder Nieten reduziert oder zumindest konstant gehalten werden. Dabei stellt das Schweißen neben dem Hart- und Weichlöten die bedeutendste Fügetechnologie dar. Diese untergliedert sich wiederum in eine Vielzahl verschiedener Verfahren, deren Eignung für den jeweiligen Anwendungsfall geprüft werden muss. Aktuell kommen im Stahl- und Kranbau hauptsächlich konventionelle Verfahren, wie das MSG-, WIG- und E-Hand-Schweißen zum Einsatz, da die Stückzahlen gering sind und der Schweißprozess meist durch Fachpersonal manuell durchgeführt werden muss. Weiterlesen

Soft Robots

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Dr. Diana Freudendahl, Stefan Reschke, Dr. Ramona Langner

Mit dem Begriff Roboter werden im allgemeinen Sprachgebrauch präzise Computer-gesteuerte automatisierte und zum Teil humanoide Maschinen verbunden, die eine starre Struktur besitzen und Gelenke, Scharniere oder Klappen aufweisen. Soft Robots bestehen im Gegensatz dazu aus nachgiebigen Materialien und sind an biologische Systeme angelehnt. Potentielle Anwendungsgebiete von Soft Robots sind beispielsweise Such- und Bergungseinsätze auf unzugänglichem Terrain, die feinfühlige Handhabung empfindlicher Gegenstände oder weiche Orthesen, die insbesondere für die Rehabilitation von Gliedmaßen sehr gezielte Versteifungen oder Formungen ermöglichen. Um autonomes Verhalten zu ermöglichen, müssen alle Anlagen der Sensorik und Aktorik, der Steuerungscomputer, die Energieversorgung und Kommunikationsvorrichtungen in das flexible Material eingebettet werden. Idealerweise werden dazu Smart Materials genutzt, die gleich mehrere dieser Funktionen integrieren. Die anwendungsnahe Forschung an Soft Robots ist zudem ein sehr interdisziplinäres Feld, das querschnittliche Expertisen aus Informatik, Materialwissenschaften und dem Maschinenbau nutzt. Weiterlesen