Verunreinigungen auf 3D-Bauteilen erkennen

© Foto Fraunhofer IPM
Das bildgebende Inline-Messsystem F-Scanner untersucht Bauteile während der Fertigung punktgenau auf Verschmutzungen.

Haften Verunreinigungen auf der Oberfläche von Bauteilen, kann dies den weiteren Produktionsprozess erschweren oder das ganze Bauteil unbrauchbar machen. Ein Fluoreszenzscanner von Fraunhofer IPM ermöglicht erstmals, metallische Bauteile im Fertigungsprozess bildgebend auf Öl, Späne oder Reinigungsmittel zu untersuchen – und jedes einzelne Objekt zu prüfen.

Kleinste Dinge können große Auswirkungen haben: So etwa winzige Schmutzpartikel, die bei der Fertigung von Bauteilen auf ihrer Oberfläche kleben. Beispiel Ölwanne: Sitzen Ölverunreinigungen dort, wo später die Dichtmasse angebracht werden soll, hält die Dichtung an dieser Stelle nicht – die Wanne wird hier wahrscheinlich durchlässig sein. Bisher ist es technisch nicht möglich, alle Bauteile auf Restverschmutzungen zu überprüfen. Es werden lediglich Stichproben genommen, die zum einen zeitintensiv sind, zum anderen keine Aussage darüber ermöglichen, an welcher Stelle der Bauteiloberfläche sich die Verunreinigung befand. Weiterlesen

Umweltschonend und effizient – Plasma ersetzt Lösemittel und Aufrauprozesse

Autor: Inès A. Melamies, Fachjournalistin, Bad Honnef

Moderne Nutzfahrzeugaufbauten werden heute in ihrer Struktur vollständig verklebt, um eine höhere Eigenfestigkeit und eine bessere Beständigkeit der Verbindungen bei geringeren Produktionskosten sicherzustellen. Auch resultiert diese Fügemethode in einer höheren Nutzlast sowie in einer Gewichtsreduzierung der Aufbauten, aus der wiederum eine Kraftstoffeinsparung und eine damit einhergehende Verminderung den CO2 Ausstoß über die gesamte Lebensdauer eines LKWs folgt. Die an das Strukturkleben gestellten Anforderungen sind hoch und nur mit einer zuverlässigen Vorbehandlung zu erfüllen.

Von den diversen Methoden für die Reinigung und Aktivierung von Materialoberflächen ist der Einsatz von umwelt- und gesundheitsgefährdenden Nass-Chemikalien weit verbreitet. Dass es aber auch umweltfreundlich und darüber hinaus weit effizienter geht, zeigt das Beispiel des Kühlfahrzeugeherstellers Schmitz Cargobull.

Bild 1: Moderne Kühlkofferaufbauten werden heute strukturell verklebt. Bei Europas führendem Hersteller wird bei der Vorbehandlung der Sandwichpaneele vor ihrer Verklebung auf organische Lösemittel schon seit vielen Jahren verzichtet.
Foto: Schmitz Cargobull AG

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Neue Plasmaversiegelung sichert Hybridverbunde im Spritzgussprozess

Bild 1: Korrosive Medien können im Laufe der Zeit über die Grenzfläche eines Hybrid-Bauteils eindringen und zu dessen Schädigung oder gar Delamination führen
Bild: Plasmatreat

Die Grenzfläche zwischen Kunststoff und Metall ist ein Risikofaktor, der Spritzgussherstellern bei der Produktion von Hybridbauteilen immer wieder Kopfzerbrechen bereitet. Insbesondere korrosive Medien können im Laufe der Zeit über
die Grenzfläche in das Bauteil eindringen und zu dessen Schädigung oder gar Delamination führen (Bild 1). Die Praxis
zeigt, dass auch ein ursprünglich dichter Verbundspritzguss nach einiger Zeit undicht werden kann und in Folge sein
Zusammenhalt und die Funktion der Bauteile nicht mehr gegeben sind. Das vorzeitige Haftungsversagen beruht in vielen
Fällen auf einer Feuchtigkeitsaufnahme in Kombination mit Sauerstoff, die eine Unterwanderung der Grenzfläche mit sich bringt. Weiterlesen

ZVO-Oberflächentage 2017: Vortragsaufruf

Oberflächentechniken stellen einen Schlüssel zur technisch-wissenschaftlichen, ökonomischen und ökologischen Lösung aktueller Probleme und Entwicklung innovativer Produkte dar. Die ZVO-Oberflächentage 2017 vom 13. bis 15.09.2017 werden diesbezüglich wieder einen wichtigen Beitrag leisten. Mit zuletzt 625 Teilnehmern haben sich die ZVO-Oberflächentage als eines der führenden Oberflächenforen für Anwender, Kunden, Werkstofftechniker, Wissenschaftler und Entwickler etabliert. Der Zentralverband Oberflächentechnik e. V. (ZVO) ruft für die ZVO-Oberflächentage 2017 auf, Vorträge für folgende Schwerpunktthemen 2017 einzureichen: Weiterlesen

Tarnkappe aus Nanostrukturen

 Minerva mit Tarnkappe: Die beiden linken Abbildungen zeigen das Emblem unter einer Quarzglasoberfläche mit 450 Nanometer hohen Säulen, die beiden rechten unter einer unstrukturierten Referenz. Der Durchmesser der Abbildungen beträgt jeweils 25 Millimeter. Die beiden oberen Bilder wurden unter einem Beobachtungswinkel von 0 Grad aufgenommen, die beiden unteren unter einem Winkel von 30 Grad. Die Prozentangaben beziehen sich auf die Transmission (oben) beziehungsweise die Reflexion (unten). © Zhaolu Diao


Minerva mit Tarnkappe: Die beiden linken Abbildungen zeigen das Emblem unter einer Quarzglasoberfläche mit 450 Nanometer hohen Säulen, die beiden rechten unter einer unstrukturierten Referenz. Der Durchmesser der Abbildungen beträgt jeweils 25 Millimeter. Die beiden oberen Bilder wurden unter einem Beobachtungswinkel von 0 Grad aufgenommen, die beiden unteren unter einem Winkel von 30 Grad. Die Prozentangaben beziehen sich auf die Transmission (oben) beziehungsweise die Reflexion (unten).
© Zhaolu Diao

Wissenschaftler bearbeiten Oberflächen so, dass sie kaum noch Licht reflektieren und damit unsichtbar sind

Linsen, Objektive, Brillengläser oder auch Laser sind in der Regel mit einer Antireflexschicht versehen. Solche Schichten haben oft den Nachteil, dass sie nur innerhalb enger Wellenlängenbereiche optimal wirksam sind. Forscher des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart stellen nun eine alternative Technologie vor. Anstatt eine Beschichtung aufzubringen, bearbeiten sie die Oberfläche selbst. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren können sie so den gewünschten Effekt über einen größeren Wellenlängenbereich erzielen, und das bei besonders großer Lichtdurchlässigkeit. Das neue Verfahren könnte eines Tages bei Hochleistungslasern zum Einsatz kommen, ebenso wie etwa bei Touchscreens oder Abdeckungen von Solarmodulen. Weiterlesen

Umweltfreundlicher Autolack aus Maisstärke soll Kratzer von selbst reparieren

Oberflächliche Mikrokratzer im Autolack sind harmlos, aber verschandeln die glänzende und makellose Oberfläche von Luxuskarossen. Ein neuer Lack von Saarbrücker Forschern soll nun Abhilfe schaffen: Aus Maisstärke gefertigt ist der Autolack in der Lage, wegen der besonderen Anordnung seiner Moleküle kleine Kratzer selbst zu reparieren. Die Vernetzung über ringförmige Moleküle macht das Material beweglich, sodass es die Kratzer auffüllt und diese wieder verschwinden. Mit finanzieller Unterstützung des Bundes soll der umweltfreundliche, selbstheilende Lack jetzt für die spätere industrielle Anwendung untersucht werden. Weiterlesen

Flexibles Keramikband von ISOTEC

Isotec: Das Keramikband ist extrem biegsam. Ein Biegeradius von 3 mm ist Standard. Andere Biegeradien sind auf Wunsch möglich.

Das Keramikband ist extrem biegsam. Ein Biegeradius von 3 mm ist Standard. Andere Biegeradien sind auf Wunsch möglich.

Der Oberflächenspezialist ISOTEC erweitert seinen Produktbereich der „Flexiblen Keramiken und Materialen“ um ein flexibles Keramikband. Mit einer Hitzebeständigkeit bis zu 1.100 °C und einer extremen Biegsamkeit ermöglicht es ungeahnte Einsatzmöglichkeiten in unterschiedlichsten Branchen.

Der neueste Hybridwerkstoff von ISOTEC beweist, dass Robustheit, Temperaturbeständigkeit und Härte nicht im Widerspruch zur Flexibilität stehen. Das flexible Keramikband besteht aus einer 100 µm dicken Metallfolie, die in einem speziell von ISOTEC entwickelten Prozess gleichmäßig mit einer µ-genauen Keramikschicht rundum überzogen wird. Weiterlesen

Benetzung von Oberflächen – Den Ursachen der polaren Hydrophobie auf der Spur

Die Frage, ob eine Flüssigkeit auf einer Oberfläche abprallt oder anhaftet, spielt in fast allen Industriebranchen eine Rolle. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg und ExxonMobil Research & Engineering in New Jersey haben nun eine Multiskalensimulationsmethode zur Vorhersage des Benetzungsverhaltens von Flüssigkeiten auf Oberflächen entwickelt. In einer aktuellen Ausgabe des Journal of the American Chemical Society wendet das Forscherteam diese Methodik auf das bisher unverstandene Phänomen der polaren Hydrophobie von polaren fluorierten Kohlenstoffoberflächen an. 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

Drehen per Laser: Neue Technik formt kleinste Werkstücke im µm-Bereich hochpräzise und aus unterschiedlichen Werkstoffen

Ultrakurzpulslaser (UKP) bewähren sich aufgrund ihres berührungslosen, „kalten“ und verschleißfreien Abtrags in zahlreichen Bereichen als Schneid- oder Bohrwerkzeug. Der Lasermikrobearbeitungsexperte GFH hat dieses Einsatzspektrum jetzt um eine zusätzliche Technik erweitert: das Laserdrehen. Mittels einer speziellen Trepanier-Optik wird dazu ein gleichmäßiger, bis zu 25 µm schmaler Laserspot erzeugt, der an das rotierende Werkstück geführt wird und es in die gewünschte Form bringt. Da hierbei weder eine mechanische Kraft noch relevante thermische Einflüsse auf das Material wirken, lassen sich auf diese Weise selbst kleinste Strukturen präzise und mit einer Oberflächenrauigkeit von Ra < 0,1 µm erzeugen. Gleichzeitig deckt derselbe Laser auch weiterhin alle sonstigen Funktionen wie Schneiden oder Bohren ab, so dass für folgende Bearbeitungsschritte das Werkstück nicht umgespannt werden muss, was den Produktionsdurchsatz erhöht, Kosten spart und das Risiko von Schäden minimiert. Eingesetzt wird das neue Verfahren bereits zur Produktion von Mikro-Pinzetten. Weiterlesen