Jahr: 2018

Schnelleres Befüllen von Lithiumionen-Akkus

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Füllung einer Lithiumionen-Zelle unter Vakuum: Die Benetzung der Elektrode (dunkler Bereich) schreitet von allen Seiten gleichmäßig voran. Links: nach 33 Min, rechts nach 41 Min. Nach ca. 50 Min. ist die Elektrode vollstaendig benetzt. (Bild: Wolfgang Weydanz / Bosch / TUM)

Entwickler von Bosch und Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) haben Neutronen eingesetzt, um das Befüllen eines Lithiumionen-Akkus für Hybridautos mit Elektrolytflüssigkeit zu analysieren. Ihr Experiment zeigte, dass die Elektroden unter Vakuum doppelt so schnell benetzt werden wie unter Normaldruck.

Einer der kritischsten und zeitlich aufwändigsten Prozesse in der Batterieherstellung ist das Befüllen der Lithiumionen-Zellen mit Elektrolytflüssigkeit nachdem die Elektroden in die Batteriezelle eingebaut wurden. Während das Befüllen selbst nur wenige Sekunden dauert, warten Batteriehersteller oft mehrere Stunden lang, um sicher zu gehen, dass die Flüssigkeit vollständig in die Poren des Elektrodenstapels eingesogen ist. Weiterlesen

Der Allrounder für die Metallbearbeitung – AquaTec 7520

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Die Auswahl des richtigen Kühlschmierstoffes ist von hoher Bedeutung, da dadurch der Bearbeitungsprozess optimiert und die Produktivität gesteigert werden kann. Des Weiteren wird die Qualität der produzierten Teile maßgeblich durch den Kühlschmierstoff beeinflusst.

Der wassermischbare Kühlschmierstoff AquaTec 7520 der oelheld GmbH überzeugt durch eine hohe Emulsionsstabilität bei geringem Pflegeaufwand und deckt ein breites Anwendungsspektrum ab. Weiterlesen

Biosensoren aus Graphen einfach ausdrucken

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© Foto Fraunhofer IBMT
Endlosfolie mit gedruckten Biosensoren: Fraunhofer hat ein günstiges Rolle-zu-Rolle-Verfahren entwickelt.

Zellbasierte Biosensoren können die Wirkung verschiedener Stoffe, wie beispielsweise Medikamente, auf den menschlichen Körper im Labor nachbilden. Je nach Messprinzip kann ihre Herstellung jedoch teuer sein. Oft wird daher auf ihren Einsatz verzichtet. Kostenfaktoren bei elektrisch messenden Sensoren sind das teure Elektrodenmaterial und eine aufwändige Fertigung. Fraunhofer-Wissenschaftler stellen Biosensoren mit Graphen-Elektroden günstig und einfach im Rolle-zu-Rolle-Druck her. Ein Anlagen-Prototyp für die Massenproduktion existiert bereits. Weiterlesen

Elektrobleche: Starke Magnetfelder durch scharfe Kanten

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Um in einem Elektromotor die Elektrizität in Bewegungsenergie umzuwandeln, müssen Magnetfelder erzeugt werden. Entscheidend für die Effizienz des Elektromotors sind die magnetischen Eigenschaften seiner Hauptbestandteile, der sogenannten Elektrobleche. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) haben den Verarbeitungsprozess dieser Bleche untersucht.

Die lange Ladedauer der Batterien und die geringe Reichweite – das sind aktuell die Hauptkritikpunkte an der Elektromobilität. Forscherinnen und Forscher arbeiten daran, die Effizienz der Elektromotoren zu erhöhen, um so den Energiebedarf von Elektrofahrzeugen zu senken. Dabei spielen viele Einzelkomponenten eine Rolle, allen voran die Elektrobleche. Sie sind wichtig, da in ihnen die Magnetfelder erzeugt werden, die den Motor durch die Anziehungs- und Abstoßungskräfte in Bewegung versetzen. Weiterlesen

Intelligentes Rotorblatt optimiert die Windenergienutzung

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© Foto Fraunhofer IWES, Pascal Hancz
Das smarte Blatt im Extremlasttest: über drei Hydraulikzylinder werden die Lasten aufgetragen.

Der Anteil der Windenergie am Gesamtstrom steigt von Jahr zu Jahr. Die riesigen Rotorblätter sind das Herzstück jeder Windenergieanlage. Das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES hat im Projekt »SmartBlades« zusammen mit Partnern ein Rotorblatt entwickelt, das durch eine neuartige Biegetorsions-Kopplung in der Lage ist, hohe Schwankungen der Windstärken effizienter zu nutzen. Im Folgeprojekt »SmartBlades2« wird das Konzept nun mithilfe eines Demonstrators experimentell überprüft. Weiterlesen

Wandel – Prognose – Transfer: FOREL-Studie 2018 erschienen

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Das Forschungs- und Technologiezentrum für ressourceneffiziente Leichtbaustrukturen der Elektromobilität (FOREL) hat unter dem Titel „Ressourceneffizienter Leichtbau für die Mobilität: Wandel – Prognose – Transfer“ die FOREL-Studie 2018 veröffentlicht. Sie thematisiert innovative Fertigungstechnologien für kommende Fahrzeugarchitekturen, zeigt Defizite auf und leitet Handlungsbedarfe ab. In diesem Jahr wird die Umfrage mit mehr als 220 Insidern erstmals ergänzt durch ausführliche Interviews mit Entscheidungsträgern aus der Automobil- und Zulieferindustrie sowie zugehörigen Dienstleistern. Weiterlesen

Aktuelle Umfrage zur Digitalisierung im Maschinen- und Anlagenbau: Noch ein weiter Weg zur Smart Factory

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Ist die Digitalisierung im deutschen Maschinen- und Anlagenbau angekommen? INFORM, Anbieter entscheidungsintelligenter Softwaresysteme, und das FIR (Forschungsinstitut für Rationalisierung) e.V. an der RWTH Aachen, haben hierzu Ende 2017 eine Befragung durchgeführt. Experten und Entscheider aus 47 verschiedenen Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus wurden entsprechend zum Entwicklungsstand und der Bedeutung der Digitalisierung in und für ihre Branchen interviewt. INFORM schreibt damit eine erste Erhebung aus dem Jahr 2015 fort, deren Ergebnisse als Vergleichswerte für den aktuellen Status quo der Maschinen- und Anlagenbauer in puncto „Industrie 4.0“ dienen. Weiterlesen

Stahl ist nicht gleich Stahl: Informatiker und Materialforscher optimieren Werkstoff-Klassifizierung

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In Autos, Windrädern und Brücken wird viel Stahl verbaut, etwa 5.000 Stahlsorten sind auf dem Markt. Doch wie können Hersteller bei einem spezifischen Stahl garantieren, dass er immer dieselbe hohe Qualität aufweist? Bisher werden dafür Materialproben unter dem Mikroskop analysiert und von erfahrenen Mitarbeitern mit Beispielbildern abgeglichen. Diese Werkstoff-Klassifizierung ist jedoch fehleranfällig. Mit Hilfe von maschinellen Lernverfahren haben Saarbrücker Informatiker und Materialforscher daher eine Methode entwickelt, die viel genauer und objektiver ist als herkömmliche Qualitätskontrollen. Weiterlesen

Materialforscher entwickeln neue Klasse metallischer Gläser

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Drei junge Forscher der Universität des Saarlandes haben eine neue Klasse so genannter amorpher Metalle entwickelt. Da diese Legierungen, auch metallische Gläser genannt, ganz andere Eigenschaften als ihre Ausgangsmaterialien haben, eignen sie sich hervorragend beispielsweise für Leichtbauteile in Luft- und Raumfahrt. Die Forscher des Lehrstuhls für Metallische Werkstoffe konnten in jahrelanger Arbeit eine Legierung aus Titan und Schwefel erzeugen, die sehr leicht ist und gleichzeitig eine hohe Festigkeit besitzt.

Materialforschung ähnelt einem Puzzle aus tausenden Teilen: Wenn man nicht das richtige Teil findet, mit dem man anfangen kann, stochert man mehr im Dunkeln als dass man ein zusammenhängendes Bild hinbekommt. Auf der Suche nach diesem Puzzleteil waren auch Alexander Kuball, Benedikt Bochtler und Oliver Gross. Die Doktoranden am Lehrstuhl für Metallische Werkstoffe von Professor Ralf Busch haben nun in Zusammenarbeit mit dem Technologiekonzern Heraeus nach hunderten Versuchen und mehreren Jahren Forschung Legierungen entwickelt, die eine sehr hohe Festigkeit besitzen und gleichzeitig sehr leicht sind. Weiterlesen

Einfache organische Moleküle bilden komplexe Materialien durch Selbstorganisation

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Das neue Verfahren bildet aus einfachen organischen Molekülen eine komplexe, halbreguläre 3.4.6.4 Parkettierung. (Bild: Klappenberger und Zhang / TUM)

Ein internationales Forscherteam unter Führung der Technischen Universität München (TUM) hat einen Reaktionsweg entdeckt, der exotische Schichten mit halbregulärer Struktur erzeugt. Solche Materialien sind interessant, weil sie häufig außerordentliche Eigenschaften besitzen. Bei dem Verfahren verbinden sich einfachere organische Moleküle zu größeren Bausteinen, die dann komplexe, halbreguläre Muster erzeugen. Weiterlesen