• Wartungsplaner

Verbesserung der Delaminations-, Impakt- sowie Schadenstolenanzeigenschaften von Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffen durch eine dreidimensionale Verstärkung mittels z-Pins

Abbildung 1 Z-Pins zur 3D-Verstärkung von Faser-Kunststoff-Verbunden: v.l.n.r. mit kreisförmigem Querschnitt mit einem Durchmesser von 0,28 mm und 0,5 mm sowie mit definierter Oberflächen-Mikrostrukturierung (umlaufende Kerben) und mit rechteckförmiger Querschnittsfläche.

Abbildung 1 Z-Pins zur 3D-Verstärkung von Faser-Kunststoff-Verbunden: v.l.n.r. mit kreisförmigem Querschnitt mit einem Durchmesser von 0,28 mm und 0,5 mm sowie mit definierter Oberflächen-Mikrostrukturierung (umlaufende Kerben) und mit rechteckförmiger Querschnittsfläche.

Einleitung

Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffe, wie sie heute verbreitet in Strukturkomponenten in der Luft- und Raumfahrt sowie zunehmend auch in Bereichen der Elektromobilität zum Einsatz kommen, bestehen typischerweise aus einer polymeren Matrix in Kombination mit verstärkenden Fasern. Speziell die kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffe (CFK) mit Epoxidharzmatrix werden dort eingesetzt, wo ein hoher Leichtbaugrad zwingend erforderlich ist, um energie- und kosteneffiziente Systeme zu erreichen. Diese Werkstoffe besitzen, abhängig u.a. von der Kombination von Matrix und Faserverstärkung sowie der Anordnung und Ausrichtung der verstärkenden Fasern, hervorragende mechanische Eigenschaften kombiniert mit einem geringen Gewicht. Diese Eigenschaften zeigen sich in der Laminatebene, in der die lasttragenden Fasermaterialien ausgerichtet sind. Weiterlesen

High-end Systemtechnik für das Laserschweißen von Kunststoffen

EVOSYS liefert Systemtechnik und Prozess-Know-how für das Laserschweißen von Kunststoffen

EVOSYS liefert Systemtechnik und Prozess-Know-how für das Laserschweißen von Kunststoffen

Die Evosys Laser GmbH entwickelt und fertigt maßgeschneiderte Lasersysteme zur Materialbearbeitung für Industriezweige mit anspruchsvollen Bearbeitungsaufgaben im Kunststoffbereich. Der Laser ist heute in vielen Bereichen der Produktion ein etabliertes Werkzeug. Durch die hohe Präzision, die gut dosierbare Energieeinbringung und nicht zuletzt die Sauberkeit hat sich dieses Werkzeug in der Fertigung einen festen Platz gesichert. Egal ob für Anwendungen aus dem Automotivebereich, der Medizintechnik oder der Consumerbranche unsere EVOSYS Laserschweißsysteme sind für den Einsatz in der 24/7-Produktion konzipiert. Weiterlesen

Kajaks auf der Einwelle

Bild 1: Zweistufige Zerkleinerungsanlage

Zweistufige Zerkleinerungsanlage
© WEIMA

Im britischen Exeter recycelt das Unternehmen Devon Contract Wasteeine breite Vielfalt an Hartkunststoffen. Dazu gehören auch nicht ganz alltägliche Dinge wie Kraftstofftanks, Kajaks und Straßenkegel. Zentraler Bestandteil der Recyclinganlage ist ein WEIMA WLK 1500 Einwellen-Zerkleinerer.

Seit der Gründung im Jahr 1989 ist Devon Contract Waste (DCW) das führende unabhängige Unternehmen für das Recycling von Gewerbeabfällen im Südwesten Großbritanniens. Mit der Mission, den nachhaltigen Umgang mit Abfällen in der Region weiter voranzutreiben, unterstützt DCW Unternehmendabei, so viel Müll wie nur möglich zu recyceln. Weiterlesen

Anwendungsorientierte Materialkennwertermittlung für Zerspansimulationen auf Basis digitaler Bildkorrelationsverfahren

Möglichkeiten der Zerspansimulation

Mit fortschreitender Digitalisierung in der Produktionstechnologie gewinnt auch die Zerspansimulation bei der Entwicklung von Präzisionswerkzeugen zunehmend an Bedeutung. Die überwiegend auf der Finite Elemente Methode (FEM) basierenden Ansätze erlauben es, komplexe Geometrievarianten mit wenig Aufwand im frühen Entwicklungsstadium zu simulieren. Die Ergebnisse ermöglichen eine Beurteilung hinsichtlich der Spanbildung sowie der thermomechanischen Belastungen an der Schneidkante und dem Werkzeugkörper. Der Simulationsein­satz bietet Einsparpotenziale in der Entwicklung, da vielversprechende Designs frühzeitig identifiziert und die Anzahl realer Prototypen und Maschinentests verringert werden können. Abb. 1 stellt exemplarisch die mechanische Belastung eines Kugelfräswerkzeugs durch Zugspannungsanteile am Übergang der Schneide zum Werkzeugkörper bei unterschiedlichen Schnittbedingungen gegenüber.

Abb. 1: Mechanische Belastung (Max. Hauptnormalspannung) eines Werkzeugs bei unterschiedlichen Schnittgeschwindigkeiten, berechnet mit dem kommerziellen System AdvantEdge v7.7 (Third Wave Systems, Inc. USA)

Abb. 1: Mechanische Belastung (Max. Hauptnormalspannung) eines Werkzeugs bei unterschiedlichen Schnittgeschwindigkeiten, berechnet mit dem kommerziellen System AdvantEdge v7.7 (Third Wave Systems, Inc. USA)

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MXene

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

Mit der Entdeckung des Graphens im Jahr 2004 haben zweidimensionale (2D) Materialien wie MXene aufgrund ihrer außergewöhnlichen mechanischen, elektronischen, optischen sowie chemischen Eigenschaften und den damit verbundenen Anwendungsmöglichkeiten ein wachsendes Interesse erzeugt.

Im Gegensatz zum Graphen, bei dem die Abtrennung der benötigten atomlagen-dünnen Schichten ohne viel Kraftaufwand durch mechanische Trennung möglich ist, ist bei MXenen eine chemische Trennung erforderlich. Als Ausgangsmaterial für MX­ene dienen MAX-Phasen, deren Schichtstrukturen aus Übergangsmetallen (M) bestehen, die von Kohlenstoff oder Stickstoff (X) koordiniert werden, und einem dazwischenliegenden Element der 3. oder 4. Hauptgruppe (A). Für MXene werden daher Ätzverfahren mit Fluss- oder Salzsäure in Kombination mit Fluoridsalzen eingesetzt, um die A-Schichten selektiv zu lösen und die MXene zu isolieren. Weiterlesen

Mobile Härteprüfgeräte

BU: Härteprüfung an schwer zugänglichen Stellen mit dem e-handy

BU: Härteprüfung an schwer zugänglichen Stellen mit dem e-handy

Mobile Härteprüfverfahren sind u.a. für die schnelle Wareneingangsprüfung sowie die Prüfung an großen Bauteilen und schwer zugänglichen Stellen in der Produktionsumgebung optimal geeignet. Die Geräte selbst sind handlich, flexibel einsetzbar und meist kostengünstiger als stationäre Härteprüfer.

Durch Auswahl eines geeigneten mobilen Härteprüfers können nahezu alle Erzeugnisse, darunter polierte Teile, Schweißnähte sowie wärmebehandelte Oberflächen direkt vor Ort in unterschiedlichen Positionen (horizontal, vertikal, Überkopf) geprüft werden. Weiterlesen

Ermüdungsverhalten von Faserverbunden berechnen

Zerstörte Probekörper nach einem Belastungstest im Hydropulser. (Bild: Heike Fischer / TH Köln)

Zerstörte Probekörper nach einem Belastungstest im Hydropulser. (Bild: Heike Fischer / TH Köln)

Faserverbundmaterialien werden aufgrund ihres Gewichtsvorteils in immer mehr Branchen eingesetzt, etwa in der Automobilfertigung. Bislang gibt es aber noch keine zuverlässigen Prognoseverfahren für die Lebensdauer solcher Bauteile, so dass diese aus Sicherheitsgründen oftmals überdimensioniert werden.

In einem Forschungsprojekt haben die TH Köln und die Structural Engineering GmbH & Co. KG jetzt ein allgemeingültiges Berechnungsmodell entwickelt. Weiterlesen

Elektronenstrahlschmelzen bringt sprödes Metall in Form

Bauteil aus Wolfram, hergestellt im 3D-Druck mit dem Verfahren des Elektronenstrahlschmelzens (Foto: Markus Breig, KIT)

Bauteil aus Wolfram, hergestellt im 3D-Druck mit dem Verfahren des Elektronenstrahlschmelzens (Foto: Markus Breig, KIT)

Forschenden des KIT ist es erstmals gelungen, Bauteile aus Wolfram für den Einsatz im Hochtemperaturbereich im 3D-Druck-Verfahren Elektronenstrahlschmelzen herzustellen.

Wolfram hat mit 3.422 Grad Celsius den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle. Ideal für den Einsatz dort, wo es richtig heiß wird, etwa für Weltraumraketendüsen, Heizelemente von Hochtemperaturöfen oder im Fusionsreaktor. Das Metall ist aber zugleich sehr spröde und daher schwer zu verarbeiten. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) fanden nun einen innovativen Ansatz, wie sie „den Spröden geschmeidig machen“: Sie entwickelten für das Verfahren des Elektronenstrahlschmelzens neue Prozessparameter, um damit auch Wolfram verarbeiten zu können. Weiterlesen

Mit aktivem maschinellem Lernen zu neuen Solarzellen

Aktiv selbst lernend bewegt sich der Algorithmus immer weiter durch die unendlichen Weiten des molekularen Raums und schlägt immer wieder neue Moleküle vor, die die Basis für die nächste Generation von Solarzellen sein könnten. Bild: Christian Kunkel / TUM

Aktiv selbst lernend bewegt sich der Algorithmus immer weiter durch die unendlichen Weiten des molekularen Raums und schlägt immer wieder neue Moleküle vor, die die Basis für die nächste Generation von Solarzellen sein könnten.
Bild: Christian Kunkel / TUM

Ein Forschungsteam der Technischen Universität München (TUM) und des Fritz-Haber-Instituts in Berlin nutzt maschinelles Lernen bei der Suche nach geeigneten molekularen Materialien für neue organische Halbleiter, die Basis für organische Feldeffekt-Transistoren (OFETs), Licht emittierende Dioden (OLEDs) und organische Solarzellen (OPVs). Um mit der endlosen Vielfalt möglicher Materialien effizient zurechtzukommen, bestimmt die Maschine selbst, welche Daten sie braucht.

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Netzwerke öffnen für die Digitalisierung in der Produktion

Damit man sich bei der Digitalisierung der Produktion nicht selbst im Weg steht, müssen bestehende Strukturen überdacht, neue geschaffen sowie die Wege zu den Datenquellen geöffnet werden. (Urheber: ipopba/stock.adobe.com)

Damit man sich bei der Digitalisierung der Produktion nicht selbst im Weg steht, müssen bestehende Strukturen überdacht, neue geschaffen sowie die Wege zu den Datenquellen geöffnet werden. (Urheber: ipopba/stock.adobe.com)

Praktisch alle Unternehmen wissen, dass die durchgehende Digitalisierung ihrer Produktionsanlagen unumgänglich ist, um sich auch zukünftig am Markt behaupten zu können. Damit man sich bei diesem Vorhaben nicht selbst im Weg steht, müssen bestehende Strukturen überdacht, neue geschaffen sowie die Wege zu den Datenquellen geöffnet werden. Waren bisher der IT- und OT-Bereich getrennt bzw. voneinander abgeschottet, ist jetzt ein ganzheitliches Netzwerkdenken vonnöten. Hier kann der OT-Bereich von den Erfahrungen der IT profitieren, denn hinsichtlich der Echtzeitgarantie oder der Einhaltung von Security-Anforderungen stehen bereits bewährte Lösungen zur Verfügung. Weiterlesen