Jahr: 2019

Lochen hybrider Bauteile mit minimalem Schädigungsgrad

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Abbildung 1: Projektumfang und Anwendungsgebiet gelochter Hybridbauteile; Widerstandspunktschweißen (links), Blindnietverbindung (rechts)

Hybride Bauteile aus Kunststoff und Metall rücken zunehmend in den Fokus von Forschung und Industrie. Ein hohes Leichtbaupotenzial macht diese Werkstoffkombination in vielen Anwendungsbereichen interessant. Die Vorteile der Hybridisierung beschränken sich jedoch nicht nur auf die optimale Nutzung der jeweiligen Materialeigenschaften. Vorzugsweise werden hybride Bauteile daher in Branchen mit gewichtsrelevanten Betriebskosten, wie beispielweise der Luft- und Raumfahrt, eigesetzt. Mit zunehmender gesellschaftlicher und politischer Bedeutung der Ressourceneffizienz sind diese entwicklungsintensiven Bauteile auch für die Automobilbranche relevant geworden. Die wichtigsten Herausforderungen sind hierfür wirtschaftliche Prozesse für die Großserie. Weiterlesen

Additive Fertigung in der Instandhaltungslogistik

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Abb. 1: Beispiele für additiv gefertigte Ersatzteile bei der STURM GmbH (Quelle: STURM GmbH)

Additive Fertigung

Die Anforderungen an den Produktionssektor werden im Zuge der Digitalisierung immer vielfältiger. Kundenwünsche nach individualisierten Produkten, kurzen Servicezeiten und hohen Verfügbarkeiten nehmen immer weiter zu. Konventionelle Produktionsanlagen stehen damit vielfältigen Herausforderungen gegenüber. Kleiner werdende Losgrößen und verkürzte Lieferzeiten besonders für Ersatzteile zwingen viele Unternehmen zum Umdenken. Vor diesem Hintergrund gewinnt die additive Fertigung (eng.: additive manufacturing) an Relevanz. [Breuniger et al. 2013, S. 5 ff.] Weiterlesen

Lager-Killer – wie man Schäden an Lagersystemen vermeidet

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Abb. 1 Bildquelle: The Timken Company

Von Russell Folger, Jerry Rhodes und David Novak, The Timken Company

Lager-„Killer“ sind Bedingungen, die einem Lagersystem Schaden zufügen und dessen Lebensdauer vorzeitig beenden können. Die vier häufigsten Ursachen sind:
Ungeeignete Schmierung, Verschmutzung, Überlast, falsche Handhabung und Installation. Diese Ursachen betreffen eine Vielzahl von Lagertypen, darunter Zylinderrollen-, Pendelrollen-, Nadel-, Kegelrollen- und Kugellagerkonstruktionen.

Die Folgen von Lagerschäden an industriellen Anlagen können erheblich sein:
Verletzungen von Anlagenpersonal, reduzierte Betriebseffizienz, Kosten für Lagerreparatur oder Lagerersatz, Kosten für Reparatur oder Ersatz anderer Komponenten – wie z. B. Gehäuse oder Wellen –, die durch von den beschädigten Lagern ausgehende Vibrationen oder hohe Temperaturen beschädigt werden können, sowie ungeplante Ausfallzeiten von Anlagen. Weiterlesen

Zuckerrübenschnitzel – ein neuer faserartiger Bestandteil für Verbundwerkstoff

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Abbildung 1 REM Aufnahmen (© Fraunhofer UMSICHT) von Zuckerrübenschnitzelmahlgut (Herkunft: Jäckering Mühlen und Nährmittelwerke GmbH ) mit D50 ~ 250 μm links und ~ 30 μm rechts. Während bei der gröberen Type kompaktierte „Zellhaufen“ nachgewiesen werden können, sind bei der feinen Type im Wesentlichen nur Bruchstücke von Zellen sichtbar.

In dem vom Land Nordrhein-Westfalen und der Europäischen Union geförderten Projekt „Werkstoffentwicklung auf Basis von Rübenschnitzeln für marktrelevante Anwendungen“ beschäftigen sich die Unternehmen Byk-Chemie GmbH, Entex Rust & Mitschke GmbH, FKuR Kunststoffe GmbH, Fraunhofer UMSICHT und Fraunhofer WKI, Harold Scholz & Co. GmbH, Jäckering Mühlen- und Nährmittelwerke GmbH, Kunststoff-Institut für die mittelständische Wirtschaft NRW GmbH, Landwirtschaftlicher Betrieb Koch, Nova-Institut GmbH, Pfeifer & Langen GmbH & Co. KG und SWOBODA engineering GmbH mit der Entwicklung eines neuartigen Verbundwerkstoffes, welcher in erster Linie als Compound für die weitere Kunststoffverarbeitung zur Verfügung gestellt werden soll. Weiterlesen

Energieeffizientes Supraleiterkabel für Zukunftstechnologien

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In einem neuartigen Verfahren werden am KIT dünne Bänder aus Rare-Earth Barium-Copper-Oxide zu Hochtemperatur-Supraleiterkabeln mit hoher Stromtragfähigkeit verarbeitet (Foto: ITEP, KIT)

Ob für die Anbindung von Windparks, für die Gleichstromversorgung auf Schiffen oder sogar für leichte und kompakte Hochstromleitungen in künftigen vollelektrischen Flugzeugen: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein vielseitiges Supraleiterkabel entwickelt, das auf einfache Weise industriell gefertigt werden kann. Bei moderater Kühlung transportiert es elektrische Energie nahezu verlustfrei. Weiterlesen

Forscher entwickeln Roboterarme biegsam wie Elefantenrüssel: für große Greifer und winzige Endoskope

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Sie können sich präzise um Windungen und Ecken schlängeln, bewegen sich frei in alle Richtungen: Die biegsamen Roboterarme, die Professor Stefan Seelecke und seine Forschergruppe an der Universität des Saarlandes entwickeln, haben keine steifen Gelenke, dafür aber Muskeln aus Formgedächtnis-Drähten. Diese brauchen weder Druckluft noch schweres Zubehör, sondern funktionieren nur mit elektrischem Strom. Das Material selbst hat Sensoreigenschaften, daher lassen sich die Arme ohne zusätzliche Sensoren steuern. Große Roboter-Rüssel können mit der neuen Technologie ebenso ausgestattet werden wie haarfeine Tentakel für endoskopische Operationen. Weiterlesen

Hochdruckwasserstrahlen zum flächigen Materialabtrag von hochfesten Werkstoffen erprobt

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© Fraunhofer IPT
Demonstratorbauteil, das am Fraunhofer IPT in einer Wasser-Abrasivstrahl-Bearbeitung durch flächiges Abtragen gefertigt wurde.

Beim Fräsen hochfester Werkstoffe wie Oxidkeramik oder Sondermetalle – und besonders bei der Schruppbearbeitung – verschleißen Werkzeuge schnell. Für Unternehmen ist die Bearbeitung dieser Werkstoffe deshalb mit hohen Kosten verbunden. Im Projekt »HydroMill« hat das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen mit seinen Projektpartnern nun gezeigt, dass sich der Hochdruckwasserstrahl zum flächigen Materialabtrag von hochfesten Werkstoffen eignet. War der Einsatz von Wasserstrahlen bislang auf die Schneidbearbeitung beschränkt, zeigen die Projektergebnisse, wie sich hochfeste Werkstoffe kosten- und ressourcenschonender als bisher flächig abtragen lassen. Weiterlesen

Energiereiche Festkörperbatterie

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Noch im Laborstadium: Komponenten der Lithium-Festkörperbatterie mit Hybridelektrolyt
Copyright: Forschungszentrum Jülich / T.Schlößer

Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich und der Universität Münster haben eine neue Festkörperbatterie vorgestellt, die über eine Anode aus reinem Lithium verfügt. Lithium gilt als ideales Elektrodenmaterial, mit dem sich die höchsten Energiedichten erreichen lassen. Das Metall ist sehr reaktiv, was einer Verwendung als Anode bisher entgegenstand. Möglich wurde der Einsatz jetzt durch zwei zusätzliche Lagen aus einem neuartigen Polymer. Diese schützen den keramischen Elektrolyten der Batterie und verhindern, dass sich das Metall auf zerstörerische Weise ablagert. In Labortests funktionierte das so gut, dass die Zellen über Hunderte Ladezyklen kaum an Kapazität verloren. Weiterlesen

Wie gut kennen Sie Ihre Kunststoffe?

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Kunststoffe werden heutzutage in allen Bereichen unseres Lebens eingesetzt. Sei es als Verpackung, in Automobilen und vor allem in der Elektro-, Elektronik- und Spielzeugindustrie. Die Eigenschaften der Kunststoffe sind dabei sehr unterschiedlich, von extrem starr bis extrem flexibel ist alles möglich – und das in den verschiedensten Farben. Diese Eigenschaften werden durch Zumischungen zum Roh-Polymer erreicht, deren Konzentration im Kunststoff anhand des Elementgehaltes kontrolliert werden kann.

Eine präzise Elementanalyse ist heutzutage unerlässlich, um sicherzustellen, dass Kunststoffprodukte die gewünschten Eigenschaften auch tatsächlich aufweisen. Zudem ist es häufig notwendig nachzuweisen, dass ein aus Kunststoff gefertigtes Teil gesetzlichen Auflagen entspricht.

Ein aktuelles Whitepaper untersucht, inwiefern sich die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) für die Charakterisierung von Elementgehalten in Polymeren eignet und was bei der Probenvorbereitung zu beachten ist.

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Rekord-Datenübertragung im Glasfasernetz mit Verfahren der TUM

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In einer einzelnen Faser eines Glasfaserkabels können Informationen auf mehr als hundert Kanälen übertragen werden. (Bild: arcoss / istockphoto.com)

Erstmals ist es gelungen, in einem bestehenden Glasfasernetz Daten mit 500 Gigabit pro Sekunde über eine einzelne Wellenlänge zu übertragen. Möglich wurde die Rekord-Datenrate durch einen neuen Signalprozessor. Das Chip-Set nutzt ein Codierungsverfahren, das an der Technischen Universität München (TUM) erfunden wurde.

Die neue Mobilfunkgeneration 5G soll nicht nur für schnelles mobiles Internet sorgen, sondern beispielsweise auch vernetzte Industrieroboter verlässlich kommunizieren lassen. Grundbedingung dafür sind Datennetze mit einer möglichst hohen Übertragungsrate. In einem städteübergreifenden Feldversuch zwischen München und Regensburg haben der Netzbetreiber M-Net und das Telekommunikationsunternehmen Nokia jetzt erstmals Daten mit 500 Gigabit pro Sekunde über eine einzelne Wellenlänge unter Realbedingungen durch ein Glasfaserkabel übertragen. Weiterlesen