Additive Fertigung von komplexen Keramikbauteilen – individuell, werkzeugfrei und preiswert

Aus CAD-Datensätzen lassen sich über additive Verfahren individuelle, komplexe  Mischerstrukturen aus Keramik werkzeugfrei realisieren.

Aus CAD-Datensätzen lassen sich über additive Verfahren individuelle, komplexe
Mischerstrukturen aus Keramik werkzeugfrei realisieren.

Anspruchsvolle keramische Bauteile wurden bislang unter preisintensivem Werkzeugeinsatz spritzgegossen oder mit hohen Materialverlusten aus grünen, isostatisch gepressten Formkörpern gefertigt. Wissenschaftlern des Fraunhofer IKTS ist es nun gelungen hochfiligrane, individualisierte Keramikbauteile dank additiver Fertigung werkzeugfrei und schnell zu realisieren, welche erstmals auf der Hannover-Messe präsentiert werden.

Was bislang ausschließlich in der Kunststoff- und Metallindustrie möglich war, beherrschen Fraunhofer-Forscher nun auch für die Herstellung von komplizierten Geometrien aus langzeitstabiler, temperatur-, verschleiß- und korrosionsbeständiger Keramik. Weiterlesen

Künstliche Muskeln: Gelenkiger Spinnen-Greifer für Industrieroboter passt sich dem Werkstück an

Flexibel, schnell und punktgenau bewegt er seine Gliedmaßen: Ein neuartiger Saug-Greifer für Roboterarme, den Forscher an der Universität des Saarlandes entwickelt haben, ist mit seinen Muskeln aus haarfeinen Formgedächtnisdrähten überaus gelenkig. Anders als bislang übliche Vakuum-Saugsysteme, die flache Werkstücke immer gleich starr greifen oder mühsam von Hand eingestellt werden, lässt er sich einfach während des Betriebes umprogrammieren. Der wandlungsfähige Saarbrücker Prototyp bewegt seine Extremitäten ähnlich denen einer Spinne und passt sich dem Werkstück je nach Bedarf an.

Greift sich in einer Fertigungsstraße ein Roboter ein flaches Werkstück, etwa ein Blech, das im nächsten Verarbeitungsschritt an genau markierten Stellen Bohrungen erhalten soll, passiert es nicht selten, dass just dort, wo sich sein starrer Saug-Greifer festsaugt, ein Loch geplant ist. Gerade in vollautomatisierten Prozessen ist so etwas für die Ingenieure im Hintergrund eine echte Herausforderung, die Zeit und Nerven beim Umplanen und Ummontieren kostet. Ihnen kann künftig ein neuartiger flexibler Saug-Greifer weiterhelfen, den die Forschergruppe von Stefan Seelecke an der Universität des Saarlandes und am Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik entwickelt hat. Weiterlesen

Druckbare Leuchtpartikel ermöglichen kostengünstige, große und gebogene Leuchtflächen

image003Lichtemittierende Dioden (LEDs) sind heute gebräuchliche Beleuchtungseinheiten. Diese Halbleiterbauelemente kommen in Lampen, Signalen, Schildern oder Anzeigen zum Einsatz. In ihren Verwandten, den OLEDs, sind organische, halbleitende, lichtemittierende Materialien in dünnen Schichten verbaut. Dies ermöglicht im Prinzip eine Anwendung auf gewölbten Oberflächen. Die Verwendung von OLEDs zur großflächigen Beleuchtung ist zurzeit aufgrund ihrer niedrigen Effizienz und Lebensdauer kostenintensiv.

Eine Alternative ist die Elektrolumineszenz. Dabei werden spezielle Nanopartikel, sogenannte Phosphore, in einem elektrischen Feld zum Leuchten angeregt. Nun haben Forscher des INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien eine neue Methode entwickelt, die Elektrolumineszenz auf großen, gebogenen Oberflächen kostengünstig ermöglicht: Dabei werden sowohl die Phosphore als lichtemittierende Schicht als auch alle anderen Bestandteile über nasschemische, druckbare Verfahren erzeugt. Weiterlesen

Dresdner Wissenschaftler entwickeln intelligente Blattfeder

Grafische Darstellung der Blattfeder- Positionierung im Funktionsintegrativen Fahrzeugsystemträger (FiF), der im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 639 am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden realisiert wird.

Grafische Darstellung der Blattfeder-
Positionierung im Funktionsintegrativen
Fahrzeugsystemträger (FiF), der im
Rahmen des Sonderforschungsbereiches
639 am Institut für Leichtbau und
Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden
realisiert wird.

Wissenschaftler des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) und des Instituts für Halbleiter- und Mikrosystemtechnik der Technischen Universität Dresden entwickelten gemeinsam mit Forschern des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme eine adaptive Blattfeder in funktionsintegrierender Mischbauweise. Diese intelligente Blattfeder wurde als Technologiedemonstrator im DFG-Sonderforschungsbereich (SFB) 639 „Textilverstärkte Verbundkomponenten für funktionsintegrierende Mischbauweisen bei komplexen Leichtbauanwendungen“ erarbeitet und ist für den Einsatz in kleinen Nutzfahrzeugen konzipiert. Weiterlesen

Auf dem Weg zu «gedruckten» Solarzellen und Leuchtdioden

Biegsame Module, die wie eine Zeitung im Roll-to-Roll-Verfahren gedruckt werden, könnten bald kostengünstige Solarzellen und LED-Beleuchtungskörper möglich machen. Forscher des EU-Projekts «TREASORES» haben nun den Prototypen eines biegsamen Solarzellenmoduls und eine transparente Silber-Verbundelektrode vorgestellt – leistungsfähiger und kostengünstiger als alles bisherige.

Um Solarenergie auf breiter Front erschwinglich zu machen, suchen Wissenschaftler und Ingenieure überall auf der Welt nach kostengünstigen Produktionstechniken. Biegsame organische Solarzellen besitzen dabei ein riesiges Potenzial, erfordern sie doch eine vergleichsweise geringe Menge an (billigen) Ausgangs-materialien, um im Roll-to-Roll-Verfahren (R2R) in grossen Mengen hergestellt zu werden. Allerdings müssen dazu die transparenten Elektroden, die Sperrschichten, ja die gesamten Bauteile flexibel sein. Im Rahmen des von der EU mit einem Gesamtbudget von über 14 Millionen Euro finanzierten Projekts «TREASORES« (Transparent Electrodes for Large Area Large Scale Production of Organic Optoelectronic Devices) entwickelt und erprobt ein internationales Team unter der Leitung von Empa-Wissenschaftler Frank Nüesch seit November 2012 neue Technologien, um eine R2R-Herstellung von organischen optoelektronischen Bauteilen wie Solarzellen und LED-Beleuchtungskörpern Wirklichkeit werden zu lassen. Weiterlesen

Oberflächenmodifizierte Nanopartikel ermöglichen Beschichtungen mit kombinierten Eigenschaften

Die fertigende und verarbeitende Industrie fordert für ihre End- und Zulieferprodukte hohe und gleichbleibende Qualitäten. Zumeist werden an die Eigenschaften dieser Waren spezielle Ansprüche gestellt. Besonders die Oberflächen von Werkstücken oder Formteilen müssen je nach Industriezweig unterschiedliche und gleichzeitig mehrere Funktionen erfüllen. So sind beispielsweise geringe Abnutzung, gleichbleibendes Aussehen, Kratzfestigkeit, Schlagfestigkeit oder UV – Stabilität gefragt. Für solche multifunktionellen
Beschichtungen nutzt das INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien Nanopartikel als Gestaltungselement. Sie werden nach dem Prinzip der Small Molecule Surface Modification (SMSM) spezifisch an die jeweilige Anwendung angepasst. Weiterlesen

Künstliche Hand zeigt Feingefühl mit Muskeln aus intelligentem Draht

Nach dem Vorbild der Natur haben Ingenieure der Universität des Saarlandes eine künstliche Hand mit Muskeln aus Formgedächtnis-Draht ausgestattet. Die neue Technik macht flexible und leichte Roboterhände für die Industrie ebenso möglich wie neuartige Prothesen. Die Muskelstränge bestehen aus Bündeln haarfeiner Nickel-Titan-Drähte, die anspannen und entspannen können. Das Material selbst hat Sensoreigenschaften, so dass die künstliche Hand äußert präzise Bewegungen ausführen kann. Mit ihrem Prototyp demonstriert die Forschergruppe von Professor Stefan Seelecke die Funktion der „Formgedächtnis-Muskeln“ vom 13. bis 17. April auf der Hannover Messe am saarländischen Forschungsstand und sucht Partner für weitere Entwicklungen (Halle 2, Stand B 46). Weiterlesen

Schadstoffe im Wasser einfach binden

fraunhofer

In der porösen Trägerstruktur der Membranadsorber sind winzige Polymerpartikel eingebettet, die Schadstoffe aus dem Wasser binden. © Fraunhofer IGB

Neuartige Membranadsorber entfernen nicht nur unerwünschte Partikel aus Wasser, sondern gleichzeitig auch gelöste Substanzen wie das hormonell wirkende Bisphenol A oder giftiges Blei. Hierzu betten Forscher des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB selektive Adsorberpartikel in Filtrationsmembranen ein. Vom 24. bis 27. März 2015 präsentiert das IGB die Membranadsorber und weitere innovative Technologien zur Wasserbehandlung auf der Messe Wasser Berlin International in Halle 2.2, Stand 422. Weiterlesen