Monat: April 2015

Schaumstoffe aus Holz

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Zwei im Fraunhofer WKI gefertigte Platten aus Holzschaum © Manuela Lingnau / Fraunhofer WKI

Zwei im Fraunhofer WKI gefertigte Platten aus Holzschaum
© Manuela Lingnau / Fraunhofer WKI

Schaumstoffe setzen sich aus petrochemischen Kunststoffen zusammen – und sind damit nicht besonders umweltfreundlich. Abhilfe verspricht ein neuartiges Schaummaterial: Es besteht zu hundert Prozent aus Holz, ist klimafreundlich und recycelbar. Langfristig könnte der Holzschaum herkömmliche Schaumstoffe ersetzen, sei es bei Wärmedämmungen, Verpackungen oder Leichtbaumaterialien.

Schaumstoffe dämmen Häuser, polstern Waren beim Versand und dienen als Leichtbaumaterial. Denn diese Materialien sind leicht, lassen sich günstig produzieren und besitzen gute Dämmeigenschaften. Doch sie haben auch ein Manko: Sie basieren vor allem auf Erdöl oder Erdgas und sind folglich nicht besonders umweltfreundlich. Langfristig sollen Materialien aus nachwachsenden Naturstoffen die erdölbasierten Produkte ersetzen. Weiterlesen

Renault setzt Maple bei der Entwicklung eines neuen Motors für ein Elektrofahrzeug ein

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GMPeUm mit Erfolg auf dem wachsenden Markt für Elektrofahrzeuge zu bestehen, wird bei Renault ein neuer Motor entwickelt. Die Entwicklerteams durften ohne die üblichen Einschränkungen auf Konstruktionen und Prozesse, mit denen sich Fahrvergnügen und die Anforderungen einer Massenproduktion nur schlecht vereinbaren lassen, ganz von vorn anfangen, mussten jedoch die Standardvorgaben für Termine, Budgets und Qualität einhalten.

Eine Gruppe unter der Leitung von Patrick Orval war für die strukturelle Analyse des Rotors und seiner Wicklung verantwortlich. Sie setzten bereits früh Maple ein und erstellten damit Näherungen erster Ordnung des Rotors. So erhielten sie ein Gefühl dafür, wie sich die Komponenten mit verschiedenen Parametern und unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen verhalten würden, und konnten die Hauptabmessungen präzise eingrenzen. Weiterlesen

Lacke werden umweltfreundlicher und bleiben kratzfest

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Synthese von Silika-Nanopartikeln. © Fraunhofer LBF

Synthese von Silika-Nanopartikeln.
© Fraunhofer LBF

Lacke sind die nützlich-schöne Hülle vieler Produkte des täglichen Bedarfs. Schon ein dünner Film wirkt sich positiv auf Erscheinungsbild, Funktion und Lebensdauer aus – besonders gefragt bei Hölzern und Kunststoffen. Das Problem in kommerziell erhältlichen Lacksystemen sind die oftmals enthaltenen, gesundheitlich bedenklichen flüchtigen Komponenten. Endverbraucher und Unternehmen verlangen daher zunehmend nach umweltfreundlichen, wasserbasierten Lacken. Dabei gilt es, flüchtige organische Anteile (VOC) zu vermeiden. Ein wesentlicher Nachteil der bislang erhältlichen wässrigen Lacksysteme ist deren geringe Kratzfestigkeit. Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF erarbeitete daher im Rahmen eines über die AiF vom BMWi geförderten IGF-Vorhabens Lösungsansätze, welche die gesundheitlichen Risiken minimieren und gleichzeitig das Eigenschaftsprofil der Lacke erhalten. Dem Institut ist es gelungen, verschiedene anorganische Nanopartikel als Füllstoffe für wässrige Polyurethan-Beschichtungen zu erstellen und zu modifizieren. Auf diese Weise konnten die Wissenschaftler die Kratzfestigkeit der fertigen Beschichtung erhöhen und gleichzeitig deren Transparenz und Glanz erhalten. Weiterlesen

Additive Fertigung von komplexen Keramikbauteilen – individuell, werkzeugfrei und preiswert

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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

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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

Hochleistungs-Magnetsensoren günstig herstellen

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Blick von oben auf den Prototyp eines zweidimensionalen Magnetsensors. © Fraunhofer ENAS

Blick von oben auf den Prototyp eines zweidimensionalen Magnetsensors.
© Fraunhofer ENAS

Man findet sie überall dort, wo andere Messverfahren versagen: Magnetsensoren. Sie trotzen harten Umgebungsbedingungen und funktionieren auch in Flüssigkeiten. Ein neues Verfahren krempelt nun die Produktion von zweidimensionalen Magnetsensoren um: Sie kosten somit nur noch die Hälfte und die Herstellungszeit sinkt um 50 Prozent.

Wo musste man noch gleich entlang laufen? Hier rechts – oder doch erst die nächste Abzweigung? Ein Blick auf das Smartphone hilft weiter: Verschiedene Apps blenden Straßenkarten ein und drehen die Karte passend zur Himmelsrichtung, sie norden sie ein. Ähnlich »schlau« sind Navigationsgeräte: Auch sie zeigen die richtige Richtung bereits an, bevor das Auto sich in Gang gesetzt hat. Möglich macht dies ein Magnetsensor. Er ermittelt, wie das Gerät zum Erdmagnetfeld gehalten wird. Der Markt ist heiß umkämpft: Beim Preis der Sensoren zählt jeder Cent. Die Hersteller setzen daher bislang auf mehrere günstige eindimensionale Sensoren. Der Nachteil: Sie sind weniger empfindlich und arbeiten nicht so präzise wie zweidimensionale Modelle.

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