Neuer Standard: Materialforscher trainieren KI mit Mikroskopie-Analysedaten von 10.000 Stahlproben

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Bei rund 5.000 Stahlsorten kommt es im Herstellungsprozess auf Nuancen an. Um neue Eigenschaften zu kreieren oder die konstante Qualität zu sichern, werden die Stähle mit verschiedenen Bildgebungsverfahren analysiert. Professor Frank Mücklich und sein Forschungsteam haben dazu über viele Jahre eine umfassende Expertise aufgebaut. Mit ihren mikroskopischen Analysedaten konnten sie eine KI so trainieren, dass sie kleinste Veränderungen im Stahl aufspürt.

Diese KI kann nun auch in Industrielaboren als Standard dienen, um metallische und keramische Werkstoffe zu analysieren. Dafür arbeiten die Saarbrücker Forscher mit der auf Bilddatenbanken spezialisierten Firma Imagic aus der Schweiz zusammen.

Bei der Herstellung von Stahl und anderen Metallen wirkt sich jeder Produktionsschritt auf die innere Struktur aus, von Materialforschern als „Gefüge“ bezeichnet. Dieses wird durch die chemische Zusammensetzung, das Walzverfahren oder Wärmebehandlungen verändert. „Das Gefüge des Stahls ist äußerst komplex und je nach gewünschter Eigenschaft sehr unterschiedlich. Unter dem Mikroskop oder in der Computertomographie müssen aber auch kleinste Unterschiede erkannt und richtig klassifiziert werden. Dies leistet unser KI-gestütztes Verfahren nun automatisch“, erklärt Frank Mücklich, Professor für Funktionswerkstoffe der Universität des Saarlandes. Weiterlesen

Nachhaltige Batterien aus Nebenprodukten der Holzindustrie

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© Fraunhofer IKTSHard Carbon, gewonnen aus Lignin, einem Nebenprodukt der Holzindustrie, bildet die Basis für die Elektrode der Thüringer Wald-Batterie.

© Fraunhofer IKTS
Hard Carbon, gewonnen aus Lignin, einem Nebenprodukt der Holzindustrie, bildet die Basis für die Elektrode der Thüringer Wald-Batterie.

Angesichts des wachsenden Bedarfs an Energiespeichern für die Energiewende sind kostengünstige, sichere und ressourcenschonende Batterietechnologien dringend erforderlich. Natrium-Ionen-Batterien auf Basis lokal verfügbarer und umweltfreundlicher Materialien bieten hier einen vielversprechenden Ansatz. Fraunhofer-Forschende und ihre Projektpartner nutzen Lignin – ein Nebenprodukt der Holz- und Zellstoffindustrie – als Bestandteil eines Natrium-Ionen-Batteriesystems. Weiterlesen

Neuartiges magnetisches Material mit Spiralstruktur

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Künstlerische Darstellung des p-Wellen-Splittings: Laufrichtungsabhängiger Spin von Elektronen (grüne/lila Pfeile) über einer magnetischen Gitterstruktur. (Grafik: Dr. Jan Masell, KIT)

Künstlerische Darstellung des p-Wellen-Splittings: Laufrichtungsabhängiger Spin von Elektronen (grüne/lila Pfeile) über einer magnetischen Gitterstruktur. (Grafik: Dr. Jan Masell, KIT)

Ein neuartiges magnetisches Material mit ungewöhnlicher elektronischer Struktur könnte künftig schnellere, kleinere und effizientere Computerchips ermöglichen: der p-Wellen-Magnet. An seiner Herstellung waren Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) beteiligt. Sein magnetisches Verhalten im Innern des Materials entsteht, weil sich die Spins der Elektronen wie eine Spirale anordnen. Dadurch wird durchfließender elektrischer Strom seitlich abgelenkt. Weiterlesen

Schnelle Füllstoffbestimmung für die Qualitätssicherung und Betriebskontrolle in der Kunststoffindustrie

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Fasern als Füllstoffe
Der schnellste Muffelofen der Welt Phönix Black

Der schnellste Muffelofen der Welt Phönix Black

Durch die Zugabe von Fasern lassen sich bei Kunststoffen die mechanischen und mechanisch-thermischen Eigenschaften verbessern. Dies gilt insbesondere für Festigkeit, Steifigkeit, Härte, Wärmeformbeständigkeit, Verschleißwiderstand, Maßhaltigkeit und Feuchteaufnahme.
Die Fasern im Compoundier-Verfahren direkt in die Schmelze zugeben, ist bei vielen Herstellern im großen Umfang üblich. Viele technische Kunststoffe sind ohne Fasern nicht mehr denkbar. Häufig werden Kurzglasfasern verwendet, deren Faserlänge im Granulat bei 300 µm liegt. Vereinzelt werden auch Langfaserprodukte verwendet, deren Faserlänge bis zu dreimal größer ist. Zu jedem Herstellungsprozess und jeder Eingangskontrolle gehört daher die Messung des Glasfaser-Füllstoffgehalts. Zudem werden immer häufiger Kohlefaser, Carbon Nanotubes etc. in das Compound eingearbeitet. Im Zeichen zertifizierter Qualitätssicherungssysteme nach DIN ISO 9000ff, die heute von den meisten Produktionsbetrieben eingerichtet sind, soll die Überprüfung der Produktqualität in kurzen Abständen erfolgen und Konsequenzen ermöglichen: ein rasches Eingreifen und Anpassen des Fertigungsprozesses sind nötig. Weiterlesen

Herstellung und Charakterisierung eines Metall-Keramik-Verbundwerkstoffs mittels Additiver Fertigung

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In diesem Beitrag wird die Entwicklung eines neuen Verbundwerkstoffs auf Basis von Edelstahl und Aluminiumoxid unter Verwendung der Additiven Fertigung vorgestellt. Die Pulver wurden im Volumenverhältnis 1:1 gemischt und mit Zellulose und Additiven zu einer viskosen Masse verarbeitet. Durch Material Extrusion wurden Probekörper hergestellt, die anschließend bei 1350 °C unter Argon gesintert wurde. Die Mikrostruktur zeigt ein dichtes Gefüge, in dem Edelstahl-Partikel gleichmäßig versintert und Aluminiumoxid-Partikel umhüllt sind. Dieses Gefüge führt zu einer gesteigerten Härte und Verschleißbeständigkeit des Materials. Der Prozess und die Eigenschaften des Materials bieten neue Perspektiven für den Einsatz in verschleißkritischen Anwendungen. Weiterlesen

Mit KI zu mehr Effizienz und Nachhaltigkeit

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Bild 1: Die "KI Zwiebel" stellt die verschiedenen Schichten Künstlicher Intelligenz dar. Von Künstlicher Intelligenzüber Machine Learning und Deep Learning bis hin zu multimodalen Foundation-Modellen.

Bild 1: Die „KI Zwiebel“ stellt die verschiedenen Schichten Künstlicher Intelligenz dar. Von Künstlicher Intelligenz über Machine Learning und Deep Learning bis hin zu multimodalen Foundation-Modellen.

KI ist längst kein Zukunftsprojekt mehr: Mit maschinellem Lernen und Deep Learning verbessern mittelständische Unternehmen in der DACH-Region Prozesse, senken Kosten und schonen die Umwelt – oft mit klassischen Methoden und ohne große Sprachmodelle. Drei Beispiele aus der Praxis zeigen, wie der Einstieg gelingt. Weiterlesen

Neuartige Funktionsbeschichtungen mit additiver Auftraglöttechnik für höchste Ansprüche an den industriellen Verschleiß- und Korrosionsschutz

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Bremsscheibenbeschichtung zur Abriebminimierung EURO7

Bremsscheibenbeschichtung zur Abriebminimierung EURO7

Verschleiß- und Korrosionsschutzmaßnahmen sorgen für eine Vielzahl von Industrieanwendungen für Standzeiterhöhungen und Produktivitätssteigerung. Insbesondere unter den Aspekten Ressourcenschonung, Bauteilverfügbarkeit und Recycling spielen funktionelle Beschichtungen eine entscheidende Rolle. Je nach Anwendungsfall und Anforderungen an die Oberfläche kann aus verschiedenen Beschichtungen die Geeignetste ausgewählt werden. Neben der Neuteilfertigung ist die Reparatur und Instandsetzung (Re-Manufacturing) zur Wiederaufbereitung von verschlissenen Bauteilen und Komponenten ein zentrales Thema. Verfügbarkeiten können erhöht, Ressourcen durch Wiederverwendung geschont und dadurch erheblich an Kosten gespart werden. Weiterlesen

Euroguss 2026

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Messegeschehen – trade fair activity

Seit nunmehr drei Jahrzehnten bietet die EUROGUSS einen umfassenden Überblick über die Entwicklungen und Potenziale des Druckgusses. Die Fachmesse hat sich in dieser Zeit als führende Plattform etabliert. Im Januar 2026 feiert die global führende Fachmesse für die Druckgussbranche nicht nur ihr 30-jähriges Jubiläum als Branchentreffpunkt und Impulsgeber – sie versammelt Experten, Hersteller, Zulieferer, Kunden und Entscheidungsträger aus aller Welt und unterstreicht, welche Bedeutung die Technologie für die industrielle Wertschöpfung hat – und das weit über die Automobilbranche hinaus.
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Holzwerkstoffe – Von vorgestern bis übermorgen

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Der Baustoff Holz begleitet die Menschheit seit jeher und ebenso entwickelt ihn der Mensch kontinuierlich weiter. Insbesondere seit Anfang des 20. Jh.s sind zahlreiche interessante Holzmaterialien entstanden, viele spannende Entwicklungen werden uns auch zukünftig überraschen und Holz zu einem intelligenten Werkstoff machen. Weiterlesen

Wasser als Energieträger

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Nanoporöses Silizium erzeugt Strom aus Reibung mit Wasser

Nur mittels Druck und Wasser entsteht in Siliziumporen Strom durch Reibung. Die Technologie eignet sich dafür, in Bereichen mit hohen mechanischen Drücken eingesetzt zu werden, wie beispielsweise in Stoßdämpfern von Fahrzeugen. Grafik: TU Hamburg, DESY, Künsting

Nur mittels Druck und Wasser entsteht in Siliziumporen Strom durch Reibung. Die Technologie eignet sich dafür, in Bereichen mit hohen mechanischen Drücken eingesetzt zu werden, wie beispielsweise in Stoßdämpfern von Fahrzeugen. Grafik: TU Hamburg, DESY, Künsting

Ein europäisches Forschungsteam unter Beteiligung der Technischen Universität Hamburg (TUHH) und des Deutschen Elektronen-Synchrotrons DESY hat eine neuartige Methode entwickelt, um mechanische Energie in elektrische umzuwandeln – mithilfe von Wasser, das in nanometergroßen Poren von Silizium eingeschlossen ist.

In einer Studie zeigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von CIC energiGUNE (Spanien), der Universität Ferrara (Italien), der TU Hamburg und DESY (Deutschland), der Universität Schlesien in Katowice (Polen) sowie der Technischen Universität Riga (Lettland) – unterstützt vom TUHH-Exzellenzcluster „BlueMat – Water-Driven Materials“ – , dass das zyklische Eindringen und Austreten von Wasser in wasserabweisende, nanoporöse Siliziummonolithe messbare elektrische Energie erzeugen kann. Weiterlesen

Aus Abfall wird Zukunft: Wissenschaftler stellen Nylon-Grundstoffe aus Styropor her

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Es klingt noch ein wenig wie Science Fiction, funktioniert aber tatsächlich: Bakterien, die umweltschädliche Stoffe wie Polystyrol verwerten, um daraus die Ausgangsstoffe für Nylon zu produzieren, ohne dass neues Erdöl dafür gebraucht wird. Genau dies haben der Saarbrücker Professor für Biotechnologie, Christoph Wittmann, und weitere Kolleginnen und Kollegen aus benachbarten Disziplinen nun geschafft.

Plastikmüll ist nicht gleich Plastikmüll. Lässt sich der eine Kunststoff hervorragend wiederverwerten, kann das bei einem anderen schon ganz anders aussehen. „Polystyrol ist ein solches Sorgenkind“, weiß Christoph Wittmann. Der Professor für Systembiotechnologie an der Universität des Saarlandes beschäftigt sich bereits sein ganzes Forscherleben lang mit der Frage, wie man bestimmte Kunststoffe umweltverträglich entsorgen bzw. wiederverwerten kann. Das „Sorgenkind“ Polystyrol, dessen bekannteste Spielart das Styropor jedem Menschen ein Begriff sein dürfte, könnte nun dank seiner Arbeit und die seiner Kolleginnen und Kollegen seinen Status verlieren und vielleicht sogar zum viel gefragten Rohstoff für die Grundstoffchemie werden. Weiterlesen