Biofilme als Bauarbeiter

Rotalgen bewegen sich zum Licht hin und scheiden dabei Ketten aus Zuckermolekülen aus. Durch zeitlich veränderliche Lichtmuster gewinnen die Forscher und Forscherinnen aus diesen langen, feinen Polymerfäden maßgeschneiderte Schablonen, die sie für Funktionskeramiken verwenden. (Foto: v. Opdenbosch/TUM)

Wegen möglicher Gefahren für Mensch oder Material werden Biofilme meist als Problem bekämpft. Doch verfügen diese Gemeinschaften von Algen, Pilzen oder Bakterien über wissenschaftlich und technisch interessante Eigenschaften. Ein Team der Technischen Universität München (TUM) beschreibt Verfahren aus der Biologie, die Biofilme als Bauarbeiter von Strukturschablonen für neue Werkstoffe einsetzen, welche die Eigenschaften natürlicher Materialien besitzen. Dies war bislang nur eingeschränkt möglich.

Ob Holz, Knochen, Perlmutt, oder Zähne – über Jahrmillionen sind solche Materialien durch die Evolution nach dem Prinzip angepasster Stabilität bei möglichst geringem Gewicht optimiert worden. Für viele technologische Entwicklungen lieferte die Natur die Blaupause. Beispiele dafür sind Flugzeugflügel, der Klettverschluss oder die Oberflächenversiegelung per Lotuseffekt. Doch erreichen die Nachbauten nicht die strukturelle Komplexität des natürlichen Originals. Weiterlesen

Sensor in Größe eines Stickstoff-Atoms prüft Festplatten

© Foto Fraunhofer IAF Am Fraunhofer IAF hergestellter ultrareiner Diamant für quantenphysikalische Anwendungen.

Elektronische Bauteile werden immer kleiner. Die Quantentechnologie eröffnet neue Wege in die Miniaturisierung. Ein Quantensensor von Fraunhofer-Forschern soll schon bald winzige Magnetfelder, wie sie etwa auf zukünftigen Festplatten vorkommen, vermessen können.

Integrierte Schaltkreise werden immer komplexer. Tatsächlich enthält ein Pentiumprozessor inzwischen rund 30 Millionen Transistoren. Und die magnetischen Strukturen auf Festplatten messen gerade noch 10 bis 20 Nanometer, kleiner als ein Grippevirus mit 80 bis 120 Nanometer Durchmesser. Die Abmessungen geraten somit bald in Größenordnungen, bei denen die Quantenphysik greift. Forscherinnen und Forscher am Freiburger Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF stellen sich bereits heute den Herausforderungen der Quantentechnologie von morgen. Zusammen mit ihren Kolleginnen und Kollegen des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung entwickeln sie einen Quantensensor, der winzige Magnetfelder, wie sie beispielsweise auf künftigen Festplatten verwendet werden sollen, exakt vermessen kann. Der eigentliche Sensor ist kaum größer als ein Stickstoff-Atom. Als Trägersubstanz dient ein künstlicher Diamant. Weiterlesen

Farben und Lacke auf Basis von Kartoffelstärke

Soll eine Fläche vor Korrosion geschützt werden, geschieht dies in 80 Prozent aller Fälle durch eine Beschichtung mit Farben oder Lacken. Dabei ist der Anteil biobasierter, umweltfreundlicher Lösungen verschwindend gering. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP haben sich in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA dieser Lücke angenommen und entwickeln eine kostengünstige Beschichtung auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Im Mittelpunkt der Forschung: Kartoffelstärke.

Klimawandel, endliche Ressourcen, zunehmende Umweltbelastung – in immer mehr Industrien verschiebt sich der Fokus hin zu einer nachhaltigen Produktion. So auch bei der Herstellung von Beschichtungsmitteln wie Farben und Lacken. Denn allein in Deutschland werden jährlich 100 000 Tonnen an Beschichtungsstoffen für den Korrosi­onsschutz produziert. Bisher waren Lacke und Farben mit biobasiertem Bindemittel oder Filmbildner jedoch meist zu teuer oder konnten den Anforderungen nicht stand­halten. Doch durch den Einsatz modifizierter Stärke haben die Wissenschaftler des Fraunhofer IAP einen Weg gefunden, der auch in diesem Bereich nachhaltige und kostengünstige Lösungen erlaubt. Weiterlesen

Lackierlösungen für Kunststoffoberflächen mit optimierten Eigenschaften

Auf der einen Seite steigende Ansprüche an die Oberfläche, andererseits zunehmender Kostendruck – dieser Spagat bei der Lackierung von Kunststoffoberflächen lässt sich nur durch konsequente Prozessoptimierung meistern. Lösungen dafür präsentiert die PaintExpo vom 17. bis 20. April 2018 auf dem Messegelände Karlsruhe. Das Angebot reicht von der Vorbehandlung über Applikationssysteme, Anlagen und Lacke bis zur Qualitätskontrolle, Kennzeichnung und Verpackung.

Es sind zahlreiche Faktoren, die inhouse-lackierende Unternehmen und Lohnbeschichter bei der Lackierung von Kunststoffoberflächen vor neue Herausforderungen stellen: Makellose Optik und Haptik, höhere Beständigkeiten, kleinere Losgrößen und wachsende Farbtonvielfalt durch fortschreitende Individualisierung, neue und weiterentwickelte Werkstoffe aufgrund von Leichtbau und Elektromobilität, Einbindung des Lackierprozesses in eine vernetzte Fertigung, höhere Nachhaltigkeit und Energieeffizienz, um nur einige zu nennen. Und all dies ist bei steigendem Kostendruck in einem zunehmend globalisierten Markt zu realisieren. Weiterlesen

Innovative Rohrprodukte aus Stahl und Aluminium auf der Tube 2018

Rohre gehören zu den am vielseitigsten verwendbaren Produkten und Konstruktionselementen überhaupt. Egal ob im Energiesektor, im Maschinen-, Kraftwerks- oder Fahrzeugbau, in der Chemie- und Petrochemie, im Bausektor und vielen anderen Bereichen, überall finden sich Rohre und Rohrkonstruktionen unterschiedlichster Formen, Größe und Gewichte. Ein besonders breites Spektrum decken dabei die Stahlrohre ab, die sich nicht zuletzt auch wegen der Innovationskraft der Hersteller neue Anwendungen erobern oder in angestammten Einsatzgebieten durch Neu- und Weiterentwicklungen immer wieder ihre Stellung behaupten.

Im Energiesektor sind Rohre nicht nur für den Transport von Öl oder Gas unverzichtbar, auch als Konstruktionselemente spielen sie eine bedeutende Rolle. So bestehen die meisten Gründungsstrukturen, also die Fundamente von Offshore-Windkraftanlagen aus Rohrelementen. Bei der Offshore-Förderung von Öl- und Gas übernehmen Rohre ebenfalls wichtige Aufgaben. Weiterlesen

Rückenwind für die Feinkeramik

Feinkeramische Artikel verzeichnen weltweit eine Produktionssteigerung. Gründe dafür gibt es viele: weniger Handelsschranken, höhere Lebensstandards in Schwellenländern und Projekte wie die Kampagne „Clean India“. Die Initiative zielt vor allem auf den Sanitärbereich ab und beschert der Branche einen großen Aufschwung. Auf der ceramitec 2018, Leitmesse der Keramikindustrie, werden diese Marktentwicklungen deutlich zu sehen sein: Die weltweiten Trends der Feinkeramik, von der Automatisierung bis hin zur Digitalisierung der Produktion und noch viel mehr, präsentieren Aussteller auf der ceramitec 2018 vom 10. bis 13. April 2018 auf dem Messegelände in München. Weiterlesen

ULT AG veranstaltet sechstes Symposium zu Lufttechnik- und Filterverfahren

Gelaserter Apfel zum ULT-Symposium – Laserrauch beinhaltet Feinstaub und Aerosoloe, die abgesaugt und gefiltert werden müssen

Die ULT AG, Anbieter lufttechnischer Anlagen für unterschiedlichste Industriesegmente und -anwendungen, veranstaltet am 08./09. Mai 2018 das sechste traditionelle ULT-Symposium in Löbau. Die Konferenz, die im Zwei-Jahres-Rhythmus stattfindet, steht unter dem Motto „Lufttechnik für neue Technologien“.

An beiden Tagen stehen Vorträge von hochkarätigen Vertretern aus Industrie, Forschung & Entwicklung sowie Hochschulwesen im Mittelpunkt der Veranstaltung. Dabei werden praktische Erfahrungen, theoretische Ansätze und Forschungsthemen vorgestellt. Neben gesetzlichen Vorlagen und ökologischen wie ökonomischen Aspekten sind Inhalte wie etwa „Lasermaterialbearbeitung“, „Staubexplosionsschutz“, „Prozesslufttrocknung in der Batteriefertigung“ oder „Partikelmessungsverfahren“ Themen des Symposiums. Weiterlesen

Faserverbundwerkstoffe mit Cellulosefaserverstärkung für Automobilanwendungen

Autoren: Katrin Ganß, Thomas Reußmann, Renate Lützkendorf

Einleitung

Naturfasern wie Flachs, Hanf oder auch Kenaf werden seit mehr als 30 Jahren in der Automobilindustrie zur Herstellung naturfaserverstärkter Kunststoffe (NFK) bspw. für Türverkleidungen, Instrumententafelträger oder Kofferraumauskleidungen eingesetzt. Mittlerweile haben sich diese Materialien unter anderem aufgrund ihrer hervorragenden Performance wie:

  • hohe mechanische Kennwerte,
  • gute Dämpfungseigenschaften und
  • der geringen Faser- bzw. Verbunddichte

fest etabliert [1]. Insbesondere die geringe Verbunddichte (bei gepressten Bauteilen mit PP-Matrix bis zu 0,6 g/cm³ möglich [2]) macht NFK vor allem im Hinblick auf ihr Leichtbaupotential sehr interessant [3].Trotz der überaus positiven Eigenschaften, welche den breiten Einsatz dieser Verbunde in der Industrie erst ermöglichten, gibt es auch Defizite [1, 4]:

  • Emissionen (Fogging, Geruch), welche durch die chemische Zusammensetzung (insbesondere Pektine, Wachse, Lignin) hervorgerufen werden
  • Niedrige Schlagzähigkeit (problematisch bei crashbeanspruchten Bauteilen)
  • Natürliche Qualitätsschwankungen (Feinheit, Festigkeit, Faserlänge, Schäbenanteil)
  • Lokal begrenzte Verfügbarkeit und Preisschwankungen

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Composite-Bearbeitung mit KSS

CFK-Werkstück in der Nassbearbeitung

Composite-Materialien wie carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK) oder glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) sind aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften wichtiger Werkstoff für viele Branchen, jedoch schwer zu bearbeiten. Bohrungen und Zerspanungsoperationen erfolgen hier klassischerweise trocken – die Werkstücke bereiten den Verantwortlichen jedoch nicht selten durch mindere Qualität und zu hohem Ausschuss Kopfzerbrechen. Der Schmierstoffhersteller Rhenus Lub schlägt in Sachen CFK einen problem- und zukunftsorientierten Weg ein: die Zerspanung mit speziell entwickelten Kühlschmierstoffen. Weiterlesen

Risikomanagement als wesentliche Grundlage des sicheren Betriebs von Anlagen und Maschinen

Autoren: Johannes Single M.Sc., Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schmidt, Prof. Dr.-Ing. Jens Denecke

Ein Risikomanagement wird betrieben, um Entscheidungen basierend auf der aktuellen Risikosituation zu treffen. Es trägt dazu bei, unternehmerische oder organisatorische Ziele wie beispielsweise Erfolg, Image, Liquidität und Existenz zukünftig zu sichern.Unter dem Begriff Risikomanagement versteht man eine Führungsaufgabe, um Risiken innerhalb Organisationen zu steuern. Hierzu werden Maßnahmen zur Identifikation, Analyse, Bewertung und Kontrolle von Risiken angewandt. Weiterhin gilt es, die firmen- und organisationspolitische Ausrichtung und übergeordneten Ziele und Strategien zu berücksichtigen. Weiterlesen