Jahr: 2020

Sauber ohne Chemie und Kraft: Selbstreinigen­de Aluminium-Oberfläche

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Wassertropfen haften der selbstreinigenden Aluminium-Oberfläche nicht an. Diese hat ein Wissenschaftlerteam des »CAMP« mit direkter Laser-Interferenz-Musterung (DLIP) funktionalisiert.

Wassertropfen haften der selbstreinigenden Aluminium-Oberfläche nicht an. Diese hat ein Wissenschaftlerteam des »CAMP« mit direkter Laser-Interferenz-Musterung (DLIP) funktionalisiert.

Wissenschaftler aus Dresden haben eine selbstreinigende Oberfläche entwickelt. Ein Projektteam der Technischen Universität Dresden und des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS strukturierte eine Aluminiumplatte mit einem Laserverfahren so, dass Wassertropfen über die Oberfläche rollen können und dadurch Schmutzpartikel entfernt werden – ganz ohne chemische Reinigungsmittel oder zusätzliche Kräfte. Weiterlesen

Elektrischer Strom bringt Metallbauteile aus dem 3D-Drucker hochpräzise in Form

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Feinbearbeitung ist Spezialität der Saarbrücker Fertigungstechniker um Professor Dirk Bähre (l., hier mit dem technischen Mitarbeiter Stefan Wilhelm aus seiner Forschungsgruppe). Mit neuartigen Verfahren formen sie auf Tausendstel Millimeter genau komplizierte Bauteile aus hochbelastbaren Metallen, indem sie 3D-Druck und elektrochemisches Abtragen kombinieren.

© Oliver DietzeDie Feinbearbeitung ist Spezialität der Saarbrücker Fertigungstechniker um Professor Dirk Bähre (l., hier mit dem technischen Mitarbeiter Stefan Wilhelm aus seiner Forschungsgruppe). Mit neuartigen Verfahren formen sie auf Tausendstel Millimeter genau komplizierte Bauteile aus hochbelastbaren Metallen, indem sie 3D-Druck und elektrochemisches Abtragen kombinieren.

Das Forschungsteam von Professor Dirk Bähre an der Universität des Saarlandes verwandelt Metallbauteile aus dem 3D-Drucker berührungslos in hochpräzise technische Spezialanfertigungen. Mit ihren neuartigen Verfahren formen sie auf Tausendstel Millimeter genau komplizierte Bauteile aus hochbelastbaren, aber leichten Metallen: Die Fertigungstechnikerinnen und -techniker kombinieren hierfür 3D-Druck und elektrochemisches Abtragen. Weiterlesen

Individualisierte Produkte auch in der Massenfertigung

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Robotergestützter Inkjetdruck auf 3D-Oberflächen am Fraunhofer ENAS

© Biermann&Jung
Robotergestützter Inkjetdruck auf 3D-Oberflächen am Fraunhofer ENAS.

Massenfertigung – und trotzdem individualisierte Produkte produzieren? Möglich macht es eine Kombination digitaler Fertigungstechnologien – genauer gesagt Digitaldruck und Laserbearbeitung, die in traditionelle Fertigungsverfahren integriert werden. Produkte lassen sich so inline individualisieren. Sechs Fraunhofer-Institute haben ihr Know-how gebündelt, um das neue Verfahren voranzutreiben. Weiterlesen

Umrüstung einer Toluylendiisocyanat-Anlage

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Bild 1:Der BASF-Standort Schwarzheide (Quelle: BASF)

Bild 1: Der BASF-Standort Schwarzheide (Quelle: BASF)

Geplante Stillstände sind in der Prozessautomatisierung nichts Ungewöhnliches. Dabei ist das Wort allerdings missverständlich: Während die eigentliche Produktion tatsächlich stillsteht, geht es sonst auf den Werksgeländen alles andere als ruhig zu: In der Zeit des Produktionsstillstandes werden notwendige Anpassungen durchgeführt, um Anlagen zu optimieren und auf dem neusten Stand der Technik zu halten. So nutzte auch die BASF in Schwarzheide den geplanten Stillstand 2018 für Großrevisionen an mehreren Anlagenteilen; unter anderem auch für Anpassungen der Prozessleittechnik der Toluylendiisocyanat-Anlage. Weiterlesen

3D-Vision treibt die Automatisierung voran

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Dank der industriellen 3D-Kamera D435e mit GigE-Vision-Anschluss lässt sich 3D-Vision auch in rauen Umgebungen einfach integrieren. (Urheber: FRAMOS)

Bild 1: Dank der industriellen 3D-Kamera D435e mit GigE-Vision-Anschluss lässt sich 3D-Vision auch in rauen Umgebungen einfach integrieren. (Urheber: FRAMOS)

Während der letzten Jahre hat sich die industrielle Bildverarbeitung (Machine Vision) einen festen Platz in der Automation gesichert, vor allem in den traditionellen Feldern wie Produktion und Qualitätskontrolle. Jetzt kommt mit 3D-Vision der nächste Schritt und diese Technologie hat das Potential, ganze Branchen zu verändern. Intelligenten, „sehenden Geräten“ wird die Zukunft gehören. Robotik, autonome Transportsysteme (AGVs) oder medizinische Geräte können von den neuen Machine-Vision-Lösungen profitieren, zumal es mittlerweile industriegerechte Kamerasysteme gibt, die selbst schnelle Objekte unter rauen Umgebungsbedingungen zuverlässig erkennen. Ihre Echtzeit-Tiefendaten bilden die Basis für vollautomatisierte Prozesse in Produktionslinien, der Logistik und bei Industrieanwendungen, in denen intelligente Geräte autonom Entscheidungen treffen. Weiterlesen

Herstellung von Graphen basierten Polyamid 6-Kompositen mittels reaktiver Extrusion

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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

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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

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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

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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

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(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