Erzeugung von Hybridbauteilen aus additiv gefertigten Kunststoffbauteilen und metallischen Grundkörpern mittels laserbasiertem Schmelzkleben

Bild 1: Schematische Darstellung des Verfahrensprinzips

Die Nachfrage nach Kunststoff-Metall-Hybridbauteilen nimmt seit Jahren zu. Hybridbauteile ermöglichen dabei durch eine optimale Ausnutzung der unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften von Kunststoffen und Metallen an verschiedene Lastfälle angepasste lokal variable Bauteileigenschaften. Neben konventionellen Fertigungsverfahren, wie dem Verkleben der unterschiedlichen Werkstoffe, stellt das laserbasierte Schmelzkleben einen vielversprechenden und innovativen Ansatz dar [1]. Der Prozess ermöglicht eine flexible und berührungslose Herstellung von Kunststoff-Metall-Hybriden. Die verschleißfreie Wirkungsweise des Laserstrahls führt zu einer lokalen, berührungslosen Erwärmung des zu fügenden Metalls (Bild 1). Das darunterliegende Kunststoffbauteil wird aufgrund der Wärmeleitung lokal aufgeschmolzen und benetzt unter Druck die metallische Oberfläche, sodass nach einer Abkühlphase eine feste Verbindung zwischen den Werkstoffen ohne den Einsatz eines zusätzlichen Klebstoffs entsteht. Weiterlesen

Digitale Transformation erfordert Materialwende

Nanocarbon-Elektrode für Energiespeicher
Quelle: Fraunhofer IPA, Rainer Bez

Wir werden im Zuge der sogenannten vierten Industriellen Revolution im Rahmen von Industrie 4.0 eine Wende aller Produktionsfaktoren benötigen, wenn wir Nachfrage und Angebot zukünftig nachhaltig in Einklang bringen wollen. Neben der Energiewende muss insbesondere in den Bereichen Material, Personal, Finanzen und bei den dispositiven Faktoren eine Wende vollzogen werden. Die Energiewende setzt ja heute schon auf regenerative Energie und Energieeffizienz statt fossiler Energieträger. Viel wichtiger als die Energiewende wird aber voraussichtlich die Materialwende sein. Die Frage: Wie schaffen wir es, Recycling-Kreisläufe zu schließen? Alles verwendete Material muss künftig in einen technischen oder einen biologischen Kreislauf überführt werden, wie der Verfahrenstechniker und Erfinder des Cradle-to-Cradle-Prinzips Michael Braungart das seit Jahren fordert. Weiterlesen

Siebenmeilenstiefel für die Verzahnung

Bei der Herstellung hochgenauer Zahnräder geht es immer mehr um höhere Schnittgeschwindigkeiten. Die Werkzeugbeschichtung BALINIT®ALTENSA erlaubt hier deutliche Steigerungen. Foto: Oerlikon Balzers

Mit BALINIT ALTENSA machen Verzahnungswerkzeuge laut Oerlikon Balzers deutlich mehr Tempo: Die AlCrN-Schicht senkte die Fertigungszeit pro Zahnrad in der Serienproduktion von Automobilgetrieben um 20 bis 28 Prozent.

In der Verzahnungsindustrie müssen Hersteller am Standort Deutschland verstärkt auf niedrigere Produktionskosten hinarbeiten, um gegenüber asiatischen und osteuropäischen Anbietern wettbewerbsfähig zu bleiben. Dabei spielt die Schnittgeschwindigkeit eine entscheidende Rolle. Lässt sie sich signifikant erhöhen, verkürzen sich die Fertigungszeiten – und die Tür zu geringeren Kosten und mehr Produktivität öffnet sich. Moderne Verschleißschutzschichten können nicht nur dazu wesentlich beitragen. Sie ermöglichen zudem Trockenbearbeitung, steigern die Werkzeugstandzeit und senken dadurch die Produktionskosten je Bauteil. Weiterlesen

Das perfekte Klebe-Doppel

Beim Einkleben des Tanks in der Endmontage führt der Facharbeiter den Tank mit Hilfe eines Manipulators an einen Drehtisch, reinigt ihn, bringt ihn in die richtige Position und übergibt ihn zur weiteren Bearbeitung an den LBR iiwa.

Zwei sensitive KUKA Leichtbauroboter LBR iiwa arbeiten Hand in Hand mit den Werkern bei Klebeverfahren der Firma Dürr

Die Dürr AG ist ein weltweit führender Maschinen- und Anlagenbauer mit Stammsitz im baden-württembergischen Bietigheim-Bissingen. In enger Zusammenarbeit mit den Kunden entwickelt Dürr mit rund 16.000 Mitarbeitern an 92 Standorten in 28 Ländern integrierte Gesamtkonzepte für hocheffiziente Fertigungsprozesse. Zirka 60 Prozent des Umsatzes entfallen auf das Geschäft mit Automobilherstellern und -zulieferern. Als Lieferant schlüsselfertiger Anlagen für automatisierte Klebeprozesse entwickelt Dürr für die Automobilindustrie Roboterzellen mit Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK). Weiterlesen

Neues energieeffizientes Verfahren zur Herstellung von Kohlenstofffasern

© Foto Fraunhofer IWS Dresden
Kohlenstofffaser während der Karbonisierung im Kaltwandreaktor mit Faserdirektheizung

Dresdner Wissenschaftler des Fraunhofer IWS und der TU Dresden haben eine neue energieeffiziente Verfahrenskette zur Herstellung von Kohlenstofffasern entwickelt. Kernpunkt ist die Umwandlung von Präkursor-PAN-Fasern durch Stabilisierung, Karbonisierung und Graphitisierung. Damit kann künftig die Herstellung von Kohlenstofffasern deutlich preiswerter werden. Weiterlesen

Batterie-Produktion goes Industrie 4.0

© Foto Fraunhofer IPA/Rainer Bez Mit den PowerCaps kommt ein leistungsstarker Hybrid-Speicher auf den Markt, der die Vorteile von Akku und Kondensator vereint.

Ein Akku, der in Sekundenschnelle aufgeladen ist, über eine große Kapazität verfügt und zugleich zehn bis zwölf Jahre hält? Gewünscht haben sich einen solchen sicher schon viele. Im Projekt FastStorageBW II wurde er nun entwickelt. Mit dabei sind Fraunhofer-Forscher: In einer Vorproduktion optimieren sie die Serienfertigung und legen diese von Anfang an auf Industrie 4.0 aus. Weiterlesen

Industrie 4.0: Virtueller Zwilling steuert die Produktion

© Foto Fraunhofer IPK
Der digitale Zwilling ist in Echtzeit mit der realen Produktionsanlage synchronisiert.

Mit einem neuartigen Konzept wollen Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK die Vision von Industrie 4.0 realisieren. Ein digitaler Zwilling bildet den gesamten Produktionsprozess ab und ermöglicht jederzeit den direkten Eingriff in die Fertigung. Reale und virtuelle Produktion verschmelzen zu einem intelligenten Gesamtsystem.

  • Ein virtueller Zwilling bildet die gesamte Produktionsanlage ab.
  • Bidirektionale Steuerung: Änderungen im virtuellen Zwilling werden an die reale Produktion weitergeleitet.
  • Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK macht Industrie 4.0 erlebbar.

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Meilenstein in der Graphen-Fertigung

© Foto Fraunhofer FEP Orange leuchtende OLED auf einer Graphen-Elektrode. Die Zwei-Euro-Münze dient als Größenvergleich.

Erstmals ist es gelungen, funktionstüchtige OLED-Elektroden aus Graphen herzustellen. Das Verfahren wurde von Fraunhofer-Forschern gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung entwickelt. Die OLEDs lassen sich beispielsweise in Touchdisplays integrieren, daneben verspricht das Wundermaterial Graphen in Zukunft viele weitere Anwendungsmöglichkeiten.

  • Flexible OLED-Elektroden aus Graphen
  • Das perfekte Material: transparent, stabil, flexibel, leitfähig
  • Ideal für Touchscreens, Photovoltaik, Wearables und vieles mehr

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Möbelscharniere von Roboterhand geschraubt

Eckschaniere für die Möbelindustrie montiert die neue Anlage MMS 211485 von MartinMechanic vollautomatisch. Bild: MartinMechanic

Eckschaniere für die Möbelindustrie montiert die neue Anlage MMS 211485
von MartinMechanic vollautomatisch.
Bild: MartinMechanic

Endmontage: Neue Anlage von MartinMechanic hilft der Branche beim Kostensparen / Der schlanke Fanuc braucht dafür wenig Platz

Angesichts eines zunehmenden Wettbewerbsdrucks muss sich auch die Möbelindustrie permanent mit der Frage nach mehr Rationalisierung auseinandersetzen. Der Sondermaschinenbauer MartinMechanic hat in acht Monaten die Anlage MMS 211485 für die Endmontage von Eckscharnieren entwickelt. Weiterlesen

Hocheffiziente Strahlquellen für hochproduktive Elektronikfertigung

In der Herstellung von elektronischen Komponenten und Produkten spielt die Lasertechnik eine immer größere Rolle. So werden heute in der Fertigung von Smartphones mehr als 20 verschiedene Laserprozesse eingesetzt, z.B. zum Strukturieren dünner Schichten, zum Herstellen dreidimensionaler Leiterstrukturen auf Kunststoffkörpern und zum Schneiden von Glas und Leiterplatten. Dabei kommen vermehrt Kurzpuls- und Ultrakurzpuls-Laser zum Einsatz. Ein Fokus des Verbundprojekts „Industrietaugliche (U)KP-Laserquellen und systemweite Produktivitätssteigerungen für hochdynamische Bohr- und Schneidanwendungen“ (InBUS) liegt auf der Erhöhung von Effizienz, verfügbarer Ausgangsleistung und Flexibilität solcher Strahlquellen. Weiterlesen