Monat: Juli 2019

Metallogele

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Dr. Ramona Langner, Dr. Heike Brandt, Dr. Diana Freudendahl

Gele werden bereits seit längerem als Werkstoffe genutzt und sind unter anderem für medizinische Anwendungen von Bedeutung. Sie bestehen aus einem dreidimensionalen Netzwerk, z. B. aus miteinander verknüpften Polymerketten, welches Partikel einer Flüssigkeit immobilisiert. Auf diese Weise werden Materialien erhalten, die sich durch das Netzwerk wie Festkörper verhalten, aber das spezifische Gewicht und bestimmte Eigenschaften der Flüssigkeit aufweisen. Als Metallogele werden Polymergele bezeichnet, die zusätzlich metallische Komponenten wie Metallkationen oder metallische Nanopartikel enthalten. Durch diese verändern sich einerseits Basiseigenschaften des Gels wie der Mechanismus der Gelbildung oder seine Festigkeit. Insbesondere aber ist das Ziel, gewebeähnliche, bioverträgliche Materialien mit zusätzlichen Funktionalitäten zu versehen, etwa der Absorption oder Emission elektromagnetischer Strahlung, besonderen elektrischen Eigenschaften, Magnetismus, antibakteriellen, speziellen katalytischen oder selbstheilenden Eigenschaften. Grundsätzlich unterscheidet man dabei zwei verschiedene Typen von Metallogelen: solche, bei denen metallische Komponenten wie Metallkationen Teil der Netzwerkstruktur sind, sowie solche, in die Metalle nachträglich eingebracht wurden oder in denen diese Teil der im Gel enthaltenen flüssigen Phase sind. Weiterlesen

BECHEM mit System – Aufeinander abgestimmte Prozessflüssigkeiten in der Metallbearbeitung erhöhen Sicherheit und Effizienz in der Fertigung

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Teleskopzylinder an einem Mobilkran (unterer Bildteil)
Bild: i-Stock

Bei vielen Schleif- und Polierprozessen müssen perfekte homogene Oberflächenstrukturen geschaffen werden, so beispielsweise bei der Bearbeitung der Schneiden hochwertiger Messer und Scheren oder bei der Herstellung von Hydraulikkomponenten großer Ausleger von Mobilkranen, mit deren Hilfe tonnenschwere Objekte bewegt werden. Anspruchsvolle Schleif- und Polieroperationen für hochwertige Endprodukte benötigen die passenden Prozessfluide. Die Bearbeitungsmedien BECHEM Avantin 361-1 und 320-B sowie Berucool 4000 des Hagener Schmierstoffherstellers BECHEM bewähren sich in diesen Fertigungsprozessen schon seit langer Zeit. Weiterlesen

Additiver Werkzeugaufbau zur verbesserten Prozessdynamik bei der Drehbearbeitung von TiAl6V4

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Abbildung 1: Übersicht der generierten Wende-schneidplattenhalter (WSPH

Dipl.-Ing. Florian Vogel, Sebastian Berger M.Sc., Dr.-Ing. Ekrem Özkaya, Prof. Dr.-Ing. Dirk Biermann

Einleitung

Resultierend aus der sich bei der Zerspanung von Titanwerkstoffen einstellenden, werkstoffspezifischen Segmentspanbildung können eingesetzte Werkzeuge je nach gegebenen Prozessbedingungen erheblich in Schwingung versetzt werden, sodass neben einem gesteigerten Werkzeugverschleiß die geforderten Bauteilqualitäten oftmals nicht erzielbar sind. Durch den Einsatz additiv gefertigter Wendeschneidplattenhalter (WSPH) für die Drehbearbeitung von TiAl6V4 erfolgt eine passive Dämpfung derartiger, spanbildungsinduzierter Werkzeugschwingungen. Ausschlaggebend hierfür ist die durch den additiven Herstellungsprozess ermöglichte Erzeugung speziell gestalteter Hohlelemente in den Schäften der WSPH. Einerseits bedingt durch eine daraus resultierende, schwingungsoptimierte Werkzeuggestaltung, andererseits aufgrund der inneren Reibung von zusätzlich in die Schäfte eingebrachten Füllwerkstoffen werden die Schwingungsamplituden des Werkzeugs signifikant reduziert. Weiterlesen

Materialfluss für Losgröße 1 – Strukturwandel in der Produktionslogistik

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Stetiges Wachstum von Produktionskapazitäten bedingt leistungsfähigere Materialflussprozesse. Der Warenumschlag und die Fördertechnik sind von immenser Bedeutung, wenn die Expansion des Produktionsaufkommens letztlich auch ökonomisches Wachstum bewirken soll. Damit sich das generierte Wachstum nicht nur im Umsatz, sondern auch im Ergebnis niederschlägt, sind effiziente Prozesse gefordert. Unter dieser Prämisse ist den Anforderungen nach höherem Durchsatz nicht nur durch schiere Größe und Anzahl an Fördermitteln genüge getan, sondern es bedarf vielmehr intelligenter Materialflusssysteme. In Anbetracht volatiler Märkte sind Flexibilität und Wandelbarkeit Schlüsselmerkmale effizienter Fertigungsprozesse, auf die es die intralogistischen Prozesse auszurichten gilt. Die Produktionslogistik darf daher nicht Schranke sondern muss Wegbereiter für effiziente Fertigungsprozesse sein. Am Institut für Fördertechnik und Logistik an der Universität Stuttgart befassen sich die Abteilungen Logistik sowie Maschinenentwicklung und Materialflussautomatisierung mit darauf abzielenden Fragestellungen im übergreifenden Forschungsbereich „Wandelbare Produktionslogistik“. Dabei ist keineswegs nur die Planung und Konzeption logistischer Systeme gegenständlich, sondern vielmehr auch die Konstruktion und der Prototypenbau von fördertechnischen Maschinen und Anlagen.

Abbildung 1: Intelligente, variantenspezifische Pfadwahl innerhalb eines flexiblen Schachbrettlayouts

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Intelligente und adaptive Systeme zur Mitarbeiterunterstützung in zukünftigen Fertigungsumgebungen

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Gesellschaftliche Transformationsprozesse stellen nicht nur unser Sozialsystem, sondern auch die produzierende Industrie vor große Herausforderungen. Produktionsumgebungen, insbesondere Benutzungsschnittstellen industrieller Maschinen oder Wartungs- und Umrüstprozeduren, werden zunehmend komplexer, während die Belegschaft altert. Damit europäische Unternehmen ihre Wettbewerbsfähigkeit angesichts steigender Forderungen nach schnelleren Produktionsraten mit höherer Qualität und Flexibilität erhalten können, ist es notwendig, das Arbeitsumfeld an die Eigenschaften und Anforderungen dieser älteren Nutzergruppen anzupassen. Denn obwohl Maschinen und Produktionssysteme heute oft hoch automatisiert sind, behält der Mensch mit seiner Flexibilität und Kreativität eine zentrale Rolle in der Fertigungstechnik. Zukünftige Aufgaben liegen dabei in der Wartung, dem Durchführen spezialisierter Fertigungsprozesse und dem Kontroll- und Überwachungsbereich. Weiterlesen

Jubiläum bei RUF – Hersteller hochwertiger, hydraulischer Brikettieranlagen

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Im Jahr 1969 gründete Hans Ruf eine kleine Firma, die sich inzwischen 10 zum führenden Hersteller hochwertiger, hydraulischer Brikettieranlagen entwickelt hat. Heute leiten seine beiden Söhne Roland und Wolfgang Ruf das Unternehmen. Gleichmäßiges Wachstum mit motivierten und hochqualifizierten Mitarbeitern, die am bayerischen Standort entwickeln und produzieren – das war von Anfang an die weitsichtige Strategie, die auch heute noch gültig ist.

Die komplette Welt der Brikettierung aus einer Hand. Heißt: Die hydraulische Brikettierung von RUF wird von C.F. Nielsen um die mechanische Brikettierung und die Verpressung über Extruder ergänzt.

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Mit Wasser läuft es wie geschmiert

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© Fraunhofer IWM
Mit dem neu entwickelten In situ-Tribometer lassen sich direkt im Betrieb Verschleiß und Reibwerte von Gleitlagern messen.

Die Lager von Maschinen werden in der Regel mit Öl geschmiert. Doch große Mengen dieser Öle landen auch heute noch in der Umwelt. Am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM wurde deshalb eine Methode entwickelt, mit der sich Gleitlager künftig auf Wasserbasis schmieren lassen können. Das ist deutlich umweltfreundlicher. Weiterlesen

Ein Baukasten für umsichtige Roboter

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Ein Baukasten für umsichtige Roboter
© Andreas Heddergott / TU Muenchen

Aus vielen Arbeitsschritten sind Roboter nicht mehr wegzudenken. Bislang wurden sie den in den Werkhallen arbeitenden Personen aber leicht gefährlich, da sie auf ihr Umfeld nur unzureichend reagieren konnten. Damit Mensch und Roboter in Zukunft in der Lage sind, enger zu kooperieren, hat Prof. Matthias Althoff von der Technischen Universität München (TUM) ein neues System entwickelt: IMPROV. Weiterlesen

Lichtkamm für die Datenkommunikation getrimmt

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Für jede Farbe ein Zinken: In einem Frequenzkamm wird Laserlicht in viele verschiedene Linien aufgespalten. Ein elektrooptischer Effekt macht es effizienter, ihn zu erzeugen – das könnte sich für die Datenübertragung ausnutzen lassen.
© MPI für Quantenoptik

Der Datentransport im Netz könnte künftig effizienter werden. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts und der Universität Otago in Neuseeland haben eine Voraussetzung dafür geschaffen, große Datenmengen mit weniger Energie durch Glasfasern zu übertragen. Sie haben eine Technik entwickelt, mit der sie optische Frequenzkämme von besonders hoher Qualität erzeugen können. In einem Frequenzkamm reihen sich in regelmäßigem Abstand scharfe Linien unterschiedliche Lichtfarbe wie Zähne eines Kamms aneinander. Mit der neuen Methode, Lichtkämme zu erzeugen, könnten sich die steigenden Datenmengen im Internet bewältigen und die Kosten für die Übertragung senken lassen. Weiterlesen

Der Blick in Neuronale Netze

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Künstliche Intelligenz, kurz KI, ist längst in unserem Alltag präsent und dringt in immer mehr Bereiche vor. Sprachassistenten etwa sind bereits als Helfer auf dem Smartphone, im Auto oder zu Hause Normalität geworden. Fortschritte im Bereich der KI beruhen vor allem auf der Verwendung Neuronaler Netze. Vergleichbar mit der Funktionsweise des menschlichen Gehirns verknüpfen sie mathematisch definierte Einheiten miteinander. Doch bisher wusste man nicht, wie ein Neuronales Netz Entscheidungen trifft. Forschende des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts HHI und der Technischen Universität Berlin haben nun eine Technik entwickelt, die erkennt, anhand welcher Kriterien KI-Systeme Entscheidungen fällen. Die neuartige Methode Spectral Relevance Analysis (SpRAy) basierend auf der Technik Layer-Wise Relevance Propagation erlaubt den Blick in die »Black Box«.

© Fraunhofer HHI Hier klassifiziert das KI-System ein Bild als Zug, da Schienen vorhanden sind.

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