Effiziente Qualitätskontrolle mit Machine Learning

Die Palette der Use Cases für Machine Learning in der Industrie ist groß. Gerade im Bereich der Qualitätskontrolle kann man mithilfe von ML Zeit und Geld sparen und den Ausschuss reduzieren. Allerdings ist die Implementierung alles andere als trivial und klappt nicht von heute auf morgen. Genau deshalb gibt es dafür Experten wie AllCloud, die bei der Umsetzung helfen. Weiterlesen

Neue Präzisionsmethode – Fluoreszenzmesstechnik zur Qualitätssicherung in der Produktion

© Fraunhofer / Piotr Banczerowski Chancen für die Produktion: Die Technologie ist nicht nur präzise, sondern auch inline-fähig.

© Fraunhofer / Piotr Banczerowski
Chancen für die Produktion: Die Technologie ist nicht nur präzise, sondern auch inline-fähig.

Von »qualitativ« zu »quantitativ« sind es nur ein paar Buchstaben – und doch ist der Weg mitunter weit. So auch bei der Fluoreszenzmesstechnik: Mit ihr waren bisher meist nur qualitative Untersuchungen möglich. Ein Forscherteam des Fraunhofer-Instituts für Physikalische Messtechnik IPM entlockt der Methode nun erstmals quantitative Messwerte mit hoher Ortsauflösung und wird dafür mit dem Joseph-von-Fraunhofer-Preis ausgezeichnet.

Bisher galten fluoreszenzbasierte Techniken eher als Schätzeisen denn als zuverlässige, quantitative Messverfahren: Schließlich braucht es nicht nur präzise Referenzen, um das Verfahren zu kalibrieren, sondern auch ein tiefes Verständnis der Effekte, die die Fluoreszenzstrahlung beeinflussen. »Wir konnten aus dem Schätzeisen eine robuste und extrem schnelle Präzisionsmessmethode entwickeln«, erläutert Dr. Albrecht Brandenburg vom Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM. Weiterlesen

Helle, stabile und leicht zu recycelnde Beleuchtung

Eine kostengünstige und einfach herzustellende Beleuchtungstechnik kann mit lichtemittierenden elektrochemischen Zellen erfolgen. Bei solchen Zellen handelt es sich um elektronische und ionische Dünnschichtbauteile, die nach Anlegen einer niedrigen Spannung Licht erzeugen. Forschende haben jetzt mit Hilfe einer umfangreichen Datenanalyse aus Kupfer-Komplexen erstklassige elektrochemische Zellen geschaffen, die blaues und weißes Licht emittieren.

Lichtemittierende elektrochemische Zellen, im Englischen auch light-emitting electrochemical cells (LEC) genannt, sind die einfachsten und kostengünstigsten Dünnschicht-Beleuchtungsvorrichtungen, die es bisher gibt. Sie bestehen aus einer einzigen aktiven Schicht. Anwendung finden sie beispielsweise für so genannte Elektrolumineszenzfarben und -aufkleber. Weiterlesen

Technologiespezifische Rohstoffe zeigen in der Ökobilanz sehr kurze Nutzungsdauer

Wie lange werden metallische und mineralische Rohstoffe im Wirtschaftskreislauf genutzt – und wann endet ihre Verwendbarkeit? Diese Fragen zur Ökobilanz von 61 Metallen beantworten Forschende aus Bordeaux, Augsburg und Bayreuth. In einer mehrjährigen Forschungskooperation wurden veröffentlichte und auch selbst erfasste Daten zu 61 Metallen analysiert. Wichtigste Erkenntnis: gerade die technologiekritischen Rohstoffe haben eine sehr kurze Nutzungsdauer.

 Verteilung von Metallverlusten je Phase im Nutzungskreislauf und durchschnittliche Lebensdauer von Metallen in der Wirtschaft. © Nature Sustainability

Verteilung von Metallverlusten je Phase im Nutzungskreislauf und durchschnittliche Lebensdauer von Metallen in der Wirtschaft. © Nature Sustainability

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Procast Guss optimiert Gussprozesse mit künstlicher Intelligenz

Bildquelle: Procast Guss.

Bildquelle: Procast Guss.

KI­-Software optimiert Energieverbrauch und Produktqualität / Fachkräftemangel und hohe Energiekosten fordern Gießereien heraus / „KI kann uns ein großes Stück weiter bringen.“

Die Procast Guss GmbH nutzt ab sofort künstliche Intelligenz (KI), um die aktuellen Herausforderungen in der Gießereibranche zu bewältigen: Mit Hilfe einer IT-Lösung der Tvarit GmbH will die Eisengießerei mit Hauptsitz in Gütersloh ihren Energieverbrauch senken und gleichzeitig die Gussprozesse systematisch und skalierbar weiter optimieren. „Die steigenden Energiepreise sind existenzbedrohend für die Gießereibranche“, betont Florian Feddeck, geschäftsführender Gesellschafter der Procast Guss GmbH. „Der Fachkräftemangel und die wachsenden Anforderung an die Produktqualität fordern uns zusätzlich. Mit KI gehen wir völlig neue Wege, um diesen Herausforderungen zu begegnen.“ Die Software TiA erkennt Qualitäts-Abweichungen und Energieverluste frühzeitig und schlägt Optimierungsmaßnahmen vor. Das einmal erlernte Wissen kann sie auf weitere Maschinen und Produkte übertragen. Weiterlesen

Favorit für die Luftfahrt: AIRBUS Freigabe für Kühlschmierstoff rhenus TU 560

Praxisbewährtes Spitzenprodukt ermöglicht technisch anspruchsvolle Bearbeitungen

Rhenus Lub baut seine führende Position in der Luftfahrtbranche weiter aus. Mit rhenus TU 560 besitzt jetzt ein weiterer Spezialkühlschmierstoff des Mönchengladbacher Schmierstoffexperten die weltweite AIRBUS Luftfahrtfreigabe. Das Spitzenprodukt wurde in die AIRBUS Freigabeliste AIPS 00-00-010 aufgenommen – ein Qualitätsindikator für die gesamte Luftfahrtbranche. Es erfüllt aktuellste Anforderungen und sorgt für das entscheidende Mehr an Sicherheit, Leistung und Wirtschaftlichkeit.

Bild 1: Rhenus Lub erhält für Kühlschmierstoff rhenus TU 560 die AIRBUS Luftfahrtfreigabe  (Quelle: AdobeStock, hansenn)

Bild 1: Rhenus Lub erhält für Kühlschmierstoff rhenus TU 560 die AIRBUS Luftfahrtfreigabe
(Quelle: AdobeStock, hansenn)

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Mikrowellen-Aufschluss in nur 5 Minuten

Klarer Durchblick für klare Aufschlüsse

Mikrowellen-Aufschlüsse zur spektrometrischen Elementanalyse sind seit vielen Jahren Standard. Das neue Mikrowellen-Aufschlussgerät Blade setzt einen neuen Standard hinsichtlich Schnelligkeit, Einfachheit und Bedienerkomfort. Hinzu kommt die einzigartige Beobachtung der Aufschlussreaktion mit der eingebauten Kamera zur Optimierung des Aufschlusses. Die wesentlichen Unterschiede des neuen Mikrowellen-Druckaufschlussgeräts Blade zu herkömmlichen Mikrowellen-Aufschlussgeräten sind: Weiterlesen

Ein liegender Tropfen verrät die Oberflächenspannung – neue Messmethode im KRÜSS Portfolio

Analyse eines Constrained Sessile Drop in der ADVANCE Software

Analyse eines Constrained Sessile Drop in der ADVANCE Software

Constrained Sessile Drop für effiziente Reinheitsprüfungen von Kontaktwinkel-Testflüssigkeiten anhand der Oberflächenspannung sowie für deren Messung bei hohen Temperaturen

Messung der Oberflächenspannung (OFS) anhand eines einzelnen, liegenden Tropfens: Mit der Methode Constrained Sessile Drop (Constrained SD) erweitert KRÜSS das Portfolio der optischen Grenzflächenanalytik um eine vielseitige Methode. Schnelle Reinheitsprüfungen von Kontaktwinkel-Testflüssigkeiten und Analysen von Schmelzen bei hohen Temperaturen sind die Hauptanwendungsgebiete. Weiterlesen

Thermoplast Kautschuk Coextrusion – Materialkombinationen für einen einstufigen Prozess

Einsatz coextrudierter Profile

Elastomerprofile werden in vielen Anwendungsfeldern zur Mediendichtung oder Vibrations- und Stoßdämpfung eingesetzt. Um sie in ihrer Form zu stabilisieren und mit anderen Elementen zu verbinden, werden häufig hybride Profile mit harten und weichen Anteilen hergestellt. Durch Kombination der Werkstoffe in einem Produkt können ihre Stärken kombiniert und Schwächen kompensiert werden, z.B. durch Integration elastischer und starrer thermoplastischer Elemente. Bisher können solche Hybride nur in aufwendigen zweischrittigen Verfahren hergestellt werden, die meist auf die Verwendung von kostenintensiven Haftvermittlern angewiesen sind [1]. So werden bei Automobildichtungen z. B. Leisten aus Polyvinylchlorid (PVC) zur mechanischen Unterstützung der Dichtlippen an das Profil geklebt oder verstärkende Stahlbänder mit Kautschuk überzogen [2].

In einem Forschungsvorhaben des Instituts für Kunststoffverarbeitung (IKV) wird die Umsetzung eines Coextrusionsverfahrens untersucht, das eine Herstellung solcher Hybridprofile aus Elastomer und Thermoplast in einem Schritt ohne Haftvermittler ermöglicht. Dazu wird u. a. ein neuartiges Coextrusionswerkzeug entwickelt. Die Stoffströme werden im Werkzeug unter Druck zusammengeführt, so dass ein fester Verbund entsteht. Im Anschluss wird der Kautschuk durch Infrarotstrahlung vulkanisiert, wobei der Thermoplast abgeschirmt wird. In einem ersten Schritt wurden verschiedene Materialkombinationen aus Thermoplasten und Kautschuken hinsichtlich ihrer Verbundhaftung getestet, um deren prinzipielle Eignung für das geplante Vorgehen zu beurteilen. Weiterlesen

Simulationsgestützte Auslegung eines Spritzgießwerkzeuges zur Herstellung von kunststoffgebundenen Dauermagneten auf Duroplast Basis

1. Einleitung

Die Anwendungsfelder von kunststoffgebundenen (ks.-geb.) Dauermagneten können aktuell primär den beiden Bereichen der Sensorik als Signalgeber und der Antriebstechnik zugeordnet werden. Im Bereich von Motorkonzepten kann unter anderem eine magnetische Anregung von Synchron- oder Gleichstrommaschinen durch den Einsatz von ks.-geb. Dauermagneten erfolgen, da mit Hilfe des Spritzgießprozesses eine hohe Geometriefreiheit ausgenutzt wird [1]. Hierdurch lassen sich bis zu 70 % der weltweiten Produktion von Elektromotoren mit Hilfe des neuen Antriebskonzeptes durch ks.-geb. Dauermagnete realisieren [2,3]. Die neuen Konzepte im Bereich von (A)synchronmaschinen ermöglichen durch die Ausnutzung der Geometriefreiheit eine Verbesserung der Leistung und des Wirkungsgrads, wodurch eine Miniaturisierung sowie eine deutliche Reduktion des Materialeinsatzes erfolgen kann. Aktuell kommen im Bereich von ks.-geb. Dauermagneten, die im Spritzguss gefertigt werden, vornehmlich Thermoplast basierte Matrixsysteme zum Einsatz. Durch den Einsatz von Duroplasten könnte die Medien- und Temperaturbeständigkeit deutlich erhöht werden, wodurch die Anwendungsbereiche von ks.-geb. Dauermagneten vor allem im Bereich der Antriebstechnik auch auf Pumpensysteme und die chemische Industrie erweitert werden könnte [4]. Die hohe Beständigkeit duroplastischer Werkstoffe beruht auf der Vernetzung der Molekularstruktur innerhalb des Duroplasten [5]. Zusätzlich weisen Duroplaste gerade im Bereich des Werkzeuges eine minimale Viskosität auf [6]. Dies kann für eine optimierte Orientierung von anisotropen Füllstoffen genutzt werden, um das magnetische Potential von hartmagnetischen Partikeln vollständig durch eine Ausrichtung zu nutzen und damit die magnetischen Eigenschaften im Bauteil zu erhöhen. Zusätzlich kann das geringe Kriech- und Setzverhalten von Duroplasten gegenüber Thermoplasten positiv bewertet werden [4]. Weiterlesen

SoftGripper als All-Rounder

Abbildung 1: Aufbau des Soft-Grippers [3]

Abbildung 1: Aufbau des Soft-Grippers [3]

Die Intralogistik fordert eine immer höhere Flexibilität und Wandelbarkeit hinsichtlich der eingesetzten Technologien. Daher werden neben verwandten Themengebieten wie Materialhandling und Flurförderzeugen am Institut für Maschinenelemente und Technische Logistik (MTL) der Helmut-Schmidt-Universität aktive Systeme untersucht, die für die Handhabungs- und Transportprozesse in der Logistik eingesetzt werden können. Der Fokus der Forschung liegt auf zwei Arten der Aktorik, die zum einen auf dem Einsatz elektrorheologischer Fluide und zum anderen auf Elastomeren beruht. Diese ermöglichen eine besonders kompakte und flexible Konstruktion. Als Grundlage der Entwicklung von Logistikgreifern und -robotern für eine schonende Handhabung heterogener Sortimente werden in diesem Zusammenhang modulare elastische Fluid-Aktoren erforscht. Deren Einsatz hat in der Form von Greifern aus Balgaktoren in den letzten Jahren innerhalb der Intralogistik signifikant zugenommen. Durch die Verwendung nachgiebiger Materialien für Endeffektoren ist das Greifen von Objekten mit komplexen Geometrien oder Oberflächeneigenschaften möglich. Aufgrund dieser Vorteile hat sich das Einsatzfeld dieser Greifer bereits erweitert und immer neue Verwendungsmöglichkeiten werden erprobt.

In diesem Zusammenhang wurden an der Helmut-Schmidt-Universität der Elastogripper [1] sowie der SoftGripper entwickelt. Zur Konzeption des Ersteren erfolgte eine methodische Untersuchung der Greifartikel und Griffarten, die als Grundlage aller am MTL durchgeführten Greifer(weiter)entwicklungen dient. Dem vollaktuierten Elastogripper steht der unteraktuierte SoftGripper gegenüber. Nach dem Baukastenprinzip, vorgestellt in [2], lässt sich dieser aus vier Grundkomponenten bestehende modulare Endeffektor an individuelle Bedürfnisse anpassen (siehe Abbildung 1). Weiterlesen

Oberflächenfeinbearbeitung in der additiv-subtraktiven Fertigungskette

Aufgrund der noch jungen Verfahren zur additiven Herstellung metallischer Bauteile gibt es entlang der additiv-subtraktiven Fertigungskette eine Menge Prozesserfahrung zu sammeln und Verständnis über die Wechselwirkungen aufzubauen. Im Rahmen des öffentlich geförderten Cornet/IGF-Forschungsvorhabens „Advanced Processing of Additively Manufactured Parts (Ad Proc Add)” (IGF-Fördernummer: EBG 255) beschäftigt sich das Institut für Spanende Fertigung (ISF) an der Technischen Universität Dortmund mit der Feinbearbeitung additiv hergestellter Bauteile und der wissenschaftlichen Analyse der Wechselwirkungen zwischen additiven Herstellverfahren und subtraktiver Bearbeitung mit geometrisch unbestimmter Schneide. Die Kooperation mit anderen internationalen Forschungseinrichtungen (IfW Universität Stuttgart, GFE Schmalkalden, IFT TU Wien, Fotec FH Wiener Neustadt, IWF ETH Zürich, Inspire AG ETH Zürich, Department of Mechanical Engineering KU Leuven, Thomas More University College) ermöglicht hierbei den Austausch unterschiedlicher Werkstücke aus verschiedenen Materialien und unterschiedlicher additiver Herstellverfahren. Neben der Betrachtung von verschiedenen metallischen Werkstoffen, wie Edelstahl (1.4404), Werkzeugstahl (1.2709), Aluminium (AlSi10Mg) und Baustahl (S355), kommen als additive Fertigungsverfahren das pulverbettbasierte Schmelzen von Metall mittels Laserstrahl (PBF-LB/M; engl.: Powder Bed Fusion – Laser Beam / Metal) sowie das Lichtbogen¬drahtauftragsschweißen (WAAM; engl.: Wire-Arc Additive Manufacturing) zum Einsatz. Weiterlesen