Herstellung von Graphen basierten Polyamid 6-Kompositen mittels reaktiver Extrusion

Graphen überzeugt durch außergewöhnliche mechanische, thermische und elektrische Eigenschaften und kann als funktioneller Füllstoff in Kunststoffen eingesetzt werden. Allerdings kann derweilen keine ausreichende Dispergierung des Graphens im industriellen Maßstab erreicht werden, wodurch die Nutzung dieser Eigenschaften in technischen Anwendungen behindert wird. Um die Dispergierung des Graphens zu verbessern, kommt im Rahmen der hier vorgestellten Untersuchungen die reaktive Extrusion zum Einsatz. Die Graphenpartikel werden mittels einer hochenergetischen Ultraschallbehandlung zunächst im Monomer dispergiert, wodurch die Zugfestigkeit des Materialverbundes gesteigert wird.

Bild 1: Einfluss des Nanofüllstoffanteils auf den E-Modul und die Zugfestigkeit im Vergleich zum ungefüllten PP [10]

Bild 1: Einfluss des Nanofüllstoffanteils auf den E-Modul und die Zugfestigkeit im Vergleich zum ungefüllten PP [10]

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Pulverbasierte Additive Fertigungsverfahren mit Kunststoffen

Abbildung 1: Vergleich der pulverbasierten additiven Fertigungsverfahren SLS und InkJet

Abbildung 1: Vergleich der pulverbasierten additiven Fertigungsverfahren SLS und InkJet

Mit additiven Fertigungsverfahren lassen sich aus virtuellen Modellen hochkomplexe, auf konventionellem Wege nicht herstellbare Bauteile werkzeuglos fertigen. Neben dem hohen Maß an Design- und Gestaltungsfreiheit ermöglichen diese Verfahren insbesondere die Realisierung individualisierter Produkte. Da einerseits die Verarbeitung anwendungsrelevanter technischer Kunststoffe möglich ist, andererseits die Prozessstabilität und die Reproduzierbarkeit der Bauteileigenschaften sich stetig verbessert und die Outputraten steigen, entwickelt sich die Additive Fertigung derzeit rasant von Rapid Prototyping hin zu Rapid Manufacturing Technologien. Maßgeblich beteiligt an diesem Wandel sind pulverbasierte additive Fertigungsverfahren. Merkmal dieser Verfahren ist der schichtweise Aufbau des Bauteils in einem Pulverbett. Die Bauteilherstellung erfolgt durch Auftragen einer dünnen Kunststoffpulverschicht auf ein Pulverbett und das anschließende lokale Verschmelzen der Pulverpartikel unter Wärmeeinwirkung. Schicht für Schicht werden so dreidimensionale Bauteile erzeugt. Das Pulverbett dient dabei gleichzeitig als Stützmaterial. Sind alle Schichten erstellt, wird das Pulverbett mit den Bauteilen abgekühlt, das lose Pulver abgetrennt und anteilig wiederverwendet. Weiterlesen

Optimierung der Materialausnutzung bei additiver Fertigung und Topologieoptimierung

Abbildung 1: : Bauraum und Designvorschlag

Abbildung 1: : Bauraum und Designvorschlag

Additive Fertigung und Topologieoptimierung versprechen eine nachhaltige und ressourcenschonende Realisierung und Fertigung hochkomplexer Bauteile, um dies zu erreichen müssen jedoch konstruktive, als auch verfahrenstechnische Aspekte beachtet werden. Der vorliegende Artikel beschäftigt sich mit dem Einfluss der Supportstrukturen auf Materialeffizienz und Dauer des Fertigungsprozesses. Weiterlesen

Bio-basierte Additive für nachhaltige Kunststoffe

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

Maßgeschneiderte Kunststoffe sind heute extrem vielseitig einsetzbar, ihre Anwendungen reichen von Lebensmittelverpackungen, über dünne feuerfeste Dämmplatten und körperresorbierbare Nahtmaterialien bis hin zu Motorenaufhängungen im Automobil. Um diese Bandbreite an Anwendungen zu erreichen, werden Kunststoffe mit sehr unterschiedlichen, aber auch sehr spezifischen Eigenschaften benötigt. Ermöglicht wird diese Einstellung von Eigenschaften durch das Beimischen von Additiven und Füllstoffen. So werden beispielsweise Farbpigmente zum Einfärben genutzt; zur Erhöhung der Bruchfestigkeit können Glas- oder Carbonfasern sowie Nanomaterialien beigemischt werden, während Öle und Wachse die Fließeigenschaften während der Verarbeitung verbessern. Im Laufe der letzten Jahrzehnte kam es seitens der Verbraucher zu einem deutlich gesteigerten Interesse an Biopolymeren, weshalb zunehmend auch natürliche und biologisch abbaubare Zuschlagstoffe in den Fokus geraten. Auch die Umweltfreundlichkeit der jeweiligen Herstellungsmethoden für Additive, sowie des gesamten Herstellungsprozesses sind zu entscheidenden Aspekten geworden. Weiterlesen

Drehmomentsensoren für jede Anwendung

(Bildquelle: burster)

Sowohl in Produktion und Montage als auch in der Qualitätskontrolle oder der Forschung müssen Drehmomente gemessen werden. Die Palette des Präzisionsmesstechnik-Spezialisten Burster (siehe Firmenkasten) beginnt daher bei kleinsten Drehmomenten im Bereich weniger zehntel Nm z.B. für die Qualitätssicherung von kleinen Drehschaltern und reicht bis zu Drehmomenten von 1.000 Nm für den Einsatz an Motorenprüfständen. Den Drehmomentsensor Typ 8661 beispielsweise gibt es daher in mehreren Baugrößen: zum einen für feinfühliges Messen von 0 bis 0,02 Nm z.B. zum Bestimmen eines Losbrech- oder Reibmomentes sowie der Drehzahl bis 25.000 U/min. Mit der größten Bauform können bis zu 1.000 Nm gemessen werden. Sie eignet sich also u.a. für die (Leistungs-)Prüfung großer Motoren und Getriebe. Allen Messbereichen gemeinsam ist die sehr geringe Linearitätsabweichung von unter 0,05 % vom Endwert. Die Spezialisten bieten auch Lösungen für Sonderaufgaben. Dazu gehören u.a. Sensoren in Zweibereichsausführung mit hoher Präzision für beide Messbereiche. Damit kann beispielsweise bei Prüflingen mit hohem Anlaufdrehmoment auch ein geringes Dauerlastmoment mit bestmöglicher Genauigkeit gemessen werden. Der robuste Aufbau der Sensoren und optionale Eigenschaften wie eine Taraeinstellung oder Filter- und Mittelwerteinstellung können weite Einsatzgebiete auch unter preissensitiven oder schwierigen Bedingungen erschließen. Weiterlesen

Laser beam meets waterjet – clean cutting by SITEC

Clean Cutting: Wasserstrahlgeführtes Laserschneiden in höchster Präzision

Wasserstrahlgeführtes Laserschneiden in höchster Präzision

Qualitativ hervorragende Schneidkanten, Gratfreiheit, reduzierter Wärmeeintrag und die Möglichkeit extrem großer Aspektverhältnisse sind die wesentlichen Vorteile des wasserstrahlgeführten Laserschneidens gegenüber konventioneller Laserschneid- sowie Laserbohrtechnologie. Die mit clean cutting by SITEC erzielbaren Ergebnisse sind mit Erodierprozessen vergleichbar. Weiterlesen

Bauteile per App erkennen

© Fraunhofer IPK Benutzeroberfläche der App.

© Fraunhofer IPK
Benutzeroberfläche der App.

In der Bildverarbeitung werden Methoden der KI seit langem erfolgreich eingesetzt. Neuronale Netze erkennen Objekte des alltäglichen Lebens mit einer höheren Genauigkeit wieder als der Mensch. Forscherteams des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK nutzen diese Fähigkeiten und passen die Algorithmen für Industrieanwendungen an: Per App lassen sich beispielsweise einzelne Bauteile ohne Barcode innerhalb von Sekunden eindeutig identifizieren. Insbesondere Logistikunternehmen profitieren von dem Potenzial der Neuronalen Netze und können Prozesse beim Wareneingang beschleunigen. Weiterlesen

Biotreibstoff für den Schiffstank

© iStock Für den Treibstoff nutzen die Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer UMSICHT Bioethanol aus Weizenstroh.

© iStock
Für den Treibstoff nutzen die Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer UMSICHT Bioethanol aus Weizenstroh.

Die Verbrennung herkömmlicher Kraftstoffe trägt zu einem großen Teil des globalen CO2-Ausstoßes bei. Besonders in der Kritik stehen Kreuzfahrt- und Containerschiffe, die mit ihren schmutzigen Abgasen und gesundheitsschädlichen Treibstoffen die Umwelt stark belasten. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT forschen an alternativen klimafreundlichen Kraftstoffen. Sie stellen Biotreibstoff aus nachwachsenden Rohstoffen her, der zu Benzin, Diesel oder sogar Kerosin für Flugzeuge werden kann. Der synthetische Kraftstoff reduziert die Treibhausgas-Emissionen um bis zu 30 Prozent im Vergleich zu fossilem Sprit und verringert zudem Ruß-Emissionen. Weiterlesen

Neue Moleküle für innovative Hightech-Materialien

Schematische Darstellung eines Sandwich-Komplexes mit einem aus verschiedenen Elementen zusammengesetzten unteren Ring (Grafik: KIT)

Schematische Darstellung eines Sandwich-Komplexes mit einem aus verschiedenen Elementen zusammengesetzten unteren Ring (Grafik: KIT)

Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert Arbeit an Sandwich-Komplexen von Professor Peter Roesky über ein Reinhart Koselleck-Projekt

Seltene Erden sind durch ihre besonderen Eigenschaften Bestandteil vieler Hightech-Produkte. An neuen Möglichkeiten für den Einsatz der Elemente arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Das Team stellt sogenannte Sandwich-Komplexe mit Seltenen Erden her, welche perspektivisch als neuartige molekulare Materialien für leistungsfähigere Speichermedien oder Displays dienen könnten. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die wegbereitende Studie mit 500.000 Euro als Reinhart Koselleck-Projekt. Weiterlesen

Pfeiffer Vacuum liefert Turbopumpen für die Großforschungsanlage GANIL in Frankreich

  • Pfeiffer Vacuum Tubopumpe HiPace 700 M.

    Pfeiffer Vacuum Tubopumpe HiPace 700 M.

    Vertrauensvolle Zusammenarbeit zwischen GANIL und Pfeiffer Vacuum

  • Innovative Vakuumtechnologie in der Schwerionenforschung
  • HiPace Turbopumpen für den neuen Experimentierbereich am Teilchenbeschleuniger SPIRAL2 der Einrichtung DESIR

Von der französischen Großforschungseinrichtung GANIL (Grand Accélérateur National d’Ions Lourds) hat Pfeiffer Vacuum mehrere Großaufträge für die Lieferung von Turbopumpen und speziell gefertigten Vakuumkammern erhalten. Weiterlesen