Jahr: 2023

Wie produzierende Unternehmen wandlungsfähiger werden

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Die späten Phasen der Produktentstehung sind von hohem Abstimmungsbedarf und zahlreiche Schnittstellen geprägt.Foto: iStock (c) gorodenkoff

Die späten Phasen der Produktentstehung sind von hohem Abstimmungsbedarf und zahlreiche Schnittstellen geprägt.

Schwer prognostizierbare Absatzmengen und unsichere Materialversorgung erfordern flexible Produktionsprozesse. Wie also können Unternehmen speziell in den späten Phasen der Produktentstehung wandlungsfähig werden? Gemeinsam mit Partnern forschen das Fraunhofer IAO und das kooperierende Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement (IAT) der Universität Stuttgart an Methoden und betrieblichen Umsetzungen.

Insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) fehlt häufig die Möglichkeit, Auslastungsschwankungen kurzfristig auszugleichen. Vermehrt treten unvorhersehbare Ereignisse und Krisen auf, nach Krisen wie der Corona-Pandemie oder einem blockierten Suezkanal wird Wandlungsfähigkeit zum zentralen Bedarf. Unternehmen müssen dabei nicht nur ihre globalisierten Lieferketten überdenken, sondern auch an der eigenen, internen Wandlungsfähigkeit arbeiten. Insbesondere in den späten Phasen der Produktentstehung spitzt sich hier die Lage zu: in der Endmontage, der extern durchgeführten Installation und Inbetriebnahme von Maschinen und Anlagen sowie im anschließenden Servicegeschäft. Weiterlesen

Energiewende mit Wasserstoff vom Dach

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Forschende des KIT und Partner entwickeln Konzept für hocheffiziente Fotoreaktorpaneele zum Bestücken preisgünstiger Module (Foto: Amadeus Bramsiepe, KIT)

Forschende des KIT und Partner entwickeln Konzept für hocheffiziente Fotoreaktorpaneele zum Bestücken preisgünstiger Module (Foto: Amadeus Bramsiepe, KIT)

Wasserstoff, Kraftstoffe und sogar Trinkwasser effizient auf Dachflächen oder in Solarparks produzieren – das wollen Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und ihre kanadischen Partner mit kostengünstigen Fotoreaktormodulen ermöglichen.

Bei der künstlichen Fotosynthese werden chemische Reaktionen mithilfe von Sonnenlicht durchgeführt. Wie beim natürlichen Vorbild werden Photonen dabei von einem fotokatalytisch aktiven Material so absorbiert, dass ihre Energie direkt eine chemische Reaktion antreibt. „Inzwischen sind unterschiedliche Fotokatalysatoren bekannt. Mit ihnen lässt sich zum Beispiel Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spalten, es lassen sich aber auch klimaneutrale Kraftstoffe aus Wasser und Kohlendioxid herstellen“, sagt Paul Kant vom Institut für Mikroverfahrenstechnik (IMVT) des KIT. Bislang war die Technologie allerdings vor allem im Labor zu finden, weil die Kosten einer Produktion von solarem Wasserstoff schlicht zu hoch waren. Weiterlesen

Nanomaterialien: Glas sinterfrei in 3D gedruckt

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Nanometerfeine Strukturen aus Quarzglas, die sich direkt auf Halbleiterchips drucken lassen, erzeugt ein am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickeltes Verfahren. Ein hybrides organisch-anorganisches Polymerharz dient als Ausgangsmaterial für den 3D-Druck von Siliziumdioxid. Da das Verfahren ohne Sintern auskommt, sind die dazu erforderlichen Temperaturen deutlich niedriger. Zugleich ermöglicht eine höhere Auflösung Nanophotonik mit sichtbarem Licht.

Mit dem neuen Verfahren lässt sich eine große Vielfalt von Quarzglasstrukturen im Nanometermaßstab erzeugen. (Abbildung: Dr. Jens Bauer, KIT

Mit dem neuen Verfahren lässt sich eine große Vielfalt von Quarzglasstrukturen im Nanometermaßstab erzeugen. (Abbildung: Dr. Jens Bauer, KIT

Das Drucken von aus reinem Siliziumdioxid bestehendem Quarzglas in mikro- und nanometerfeinen Strukturen eröffnet neue Möglichkeiten für viele Anwendungen in Optik, Photonik und Halbleitertechnik. Doch bis jetzt dominieren dabei Techniken, die auf dem traditionellen Sintern basieren. Die für das Sintern von Siliziumdioxid-Nanopartikeln erforderlichen Temperaturen liegen über 1 100 Grad Celsius – viel zu heiß für das direkte Abscheiden auf Halbleiterchips. Ein Forschungsteam unter Leitung von Dr. Jens Bauer vom Institut für Nanotechnologie (INT) des KIT hat nun ein neues Verfahren entwickelt, transparentes Quarzglas mit hoher Auflösung und hervorragenden mechanischen Eigenschaften bei deutlich niedrigeren Temperaturen herzustellen. Weiterlesen

Ergonomische Handhabung und erhöhter Probendurchsatz – die neue Planeten-Kugelmühle PM 300

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RETSCH

Bildquelle: RETSCH

Mit der neuen Planeten-Kugelmühle PM 300 fügt RETSCH der umfangreichen Kugelmühlenpalette ein weiteres Modell hinzu, das dank durchdachter Features den Laboralltag erleichtert.

Die PM 300 generiert mit einer maximalen Drehzahl von 800 rpm sehr hohe Zerkleinerungsenergien, die eine schnelle Vermahlung bis in den Nanometerbereich ermöglichen. Das kompakte Tischgerät nimmt bis zu 4 stapelbare Mahlbecher auf und verarbeitet bis zu 440 ml Probenmaterial in einem Arbeitsgang, also deutlich mehr als andere Tischgeräte. Weiterlesen

Nordmann feiert 111-jähriges Firmenjubiläum

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Nordmann, ein international führendes Unternehmen in der Chemiedistribution feiert in diesem Jahr sein 111-jähriges Jubiläum. 1912 beschlossen die Hamburger Kaufleute Eduard Nordmann und Fritz Rassmann, in den Handel mit Kautschuk einzusteigen. Heute ist Nordmann ein international tätiger Chemiedistributor, der Rohstoffe und Lösungen für nahezu alle Industrien bietet. Das Unternehmen hat eine eigene Produktion in Singapur, Labore für Kosmetik und Lebensmittelanwendungen und wird von CEO Dr. Gerd Bergmann und CFO Ulrich Cramer geleitet.

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Frankfurt Laser Company präsentiert: Pikosekunden Pulslaser mit Hoher Energie

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Die Pikosekunden Pulslaserserie FPYL-Q-PSDie Pikosekunden Pulslaserserie FPYL-Q-PS wird mit Pulsleistungen von bis zu 100W bei einer Widerholrate von 1MHz sowie einer Pulsbreite von <10ps angeboten. Mögliche Wellenlängen sind 266nm (1-8W), 355nm (1-50W), 532nm (1-80W) und 1064nm (1-100W). Der Wiederholfrequenzbereich liegt zwischen 400kHz und 2MHz. Die Leistungsstabilität liegt bei <3% (<1% optional). Die Puls zu Puls Stabilität liegt bei <2%. Beides gemessen in rms und über 4 Stunden. Der Ausgansstrahl ist Transverse Mode TEM00 und hat eine hohe Strahlqualität von M2<1,2. Mit einem Strahldurchmesser von ~3mm und einer Divergenz <1mrad ist der Ausgansstrahl sehr gut kollimiert. Weiterlesen

Erweiterte Konnektivität vereinfacht die Integration in die Prozesssteuerung

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„Das neue Laser Surface Velocimeter ProSpeed® LSV-1100 verfügt wie sein „großer Bruder“ jetzt über vielfältige Schnittstellen zur Prozesssteuerung“.

„Das neue Laser Surface Velocimeter ProSpeed® LSV-1100 verfügt wie sein „großer Bruder“ jetzt über vielfältige Schnittstellen zur Prozesssteuerung“.

Auf der Metec präsentiert Polytec das neue Laser Surface Velocimeter ProSpeed® LSV-1100. Mit erweiterter Konnektivität und einfacher Integration in die Prozesssteuerung hebt das Unternehmen das System auf dasselbe technologische Niveau wie den großen Bruder ProSpeed® LSV-2100. Mit der Messung von Geschwindigkeit und Länge steigert es die Qualität der Bänder, außerdem Materialeffizienz und Ausbringung – zum Beispiel bei der Massenflussregelung oder der Schnittlängenoptimierung.

Die Surface Velocimeter der ProSpeed® LSV-Serie liefern in Walzwerken und Bandbehandlungsanlagen hochgenaue Geschwindigkeits- und Längendaten für die Regelung und Optimierung von Prozessen. Weiterlesen

Modular optimierte Produktionsprozesse

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© Shutterstock/Fraunhofer IWSDank eines ausgeklügelten Baukastenprinzips mit erprobt-effizienten Komponenten ist SURFinpro breit einsetzbar und leicht zu adaptieren.

© Shutterstock/Fraunhofer IWS
Dank eines ausgeklügelten Baukastenprinzips mit erprobt-effizienten Komponenten ist SURFinpro breit einsetzbar und leicht zu adaptieren.

Schneller, genauer, flexibler – in der Produktion gilt es, sämtliches Optimierungspotenzial auszuschöpfen. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS haben hierfür SURFinpro entwickelt, eine Lösung, die mit Hilfe Künstlicher Intelligenz und optischer Messtechnik in Prozess-Echtzeit Fehler detektiert, klassifiziert, visualisiert und an die produzierende Anlage meldet.

Ultra-leicht, ultra-dünn, besonders zuverlässig – und trotzdem schnell produziert. Dr. Christopher Taudt, Gruppenleiter Oberflächenmesstechnik im Zwickauer Fraunhofer-Anwendungszentrum für Optische Messtechnik und Oberflächentechnologien (AZOM) des Fraunhofer IWS, sorgt mit seinem Team dafür, dass Produktversprechen wie diese in die Tat umgesetzt werden. Gemeinsam haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein System entwickelt, das Oberflächenfehler, Artefakte und Texturänderungen detektiert und unterstützt von Künstlicher Intelligenz auswertet. Weiterlesen

Mit Ammoniak zu grünem Stahl

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Stahl wird künftig vermutlich noch in größeren Mengen gebraucht als heute, seine Produktion muss jedoch klimaneutral werden - Ammoniak könnte dabei helfen. Das Bild zeigt Rollen von Blechen bei ThyssenKrupp in Duisburg. © picture alliance / Rupert Oberhäuser

Stahl wird künftig vermutlich noch in größeren Mengen gebraucht als heute, seine Produktion muss jedoch klimaneutral werden – Ammoniak könnte dabei helfen. Das Bild zeigt Rollen von Blechen bei ThyssenKrupp in Duisburg.
(© picture alliance / Rupert Oberhäuser)

Wasserstoff ist Hoffnungsträger einer klimaneutralen Wirtschaft – auch für die Stahlindustrie. Doch möglicherweise sollte die Branche zusätzlich auch auf Ammoniak setzen, um grünen Stahl zu erzeugen. Das legt die Studie eines Teams des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung in Düsseldorf nahe. Darin zeigen die Forschenden, dass Ammoniak ebenso gut geeignet ist wie Wasserstoff, um Eisenerz in Eisen umzuwandeln. Ammoniak kann mit Wasserstoff produziert werden, der mit regenerativem Strom etwa in sonnenreichen Ländern gewonnen wird. Er lässt sich jedoch viel leichter transportieren.

Die Stahlindustrie ist weltweit der größte einzelne Verursacher von CO2-Emissionen. Sieben Prozent beträgt ihr Anteil am weltweiten Treibhausgasausstoß. Und die Menge an produziertem Stahl dürfte der internationalen Energieagentur zufolge sogar von heute knapp zwei Milliarden Tonnen auf bis drei Milliarden Tonnen im Jahr 2050 steigen. Daher würde der CO2-Fußabdruck der Stahlindustrie noch wachsen, wenn sie nicht von Kohle als Reduktionsmittel wegkommt, mit dem sie Eisenerz in Eisen umwandelt. Weiterlesen

Optimierte Magnete für die Energiewende

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Magnete sind Schlüsselmaterialien für die Energiewende. Oft bestehen sie jedoch aus kritischen Rohstoffen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter der Leitung der TU Darmstadt forschen nun im Rahmen des Projekts „CoCoMag“ an alternativen magnetischen Materialien.

Darstellung einer Einheitszelle, die durch ein komplexes Legierungsdesign zusammen mit den entsprechenden magnetischen Eigenschaften entworfen wurde.

(Bild: Tianyi You) Darstellung einer Einheitszelle, die durch ein komplexes Legierungsdesign zusammen mit den entsprechenden magnetischen Eigenschaften entworfen wurde.

Fossile Brennstoffe werden immer mehr durch Strom aus Sonne, Wind und Wasser ersetzt. Eine ausreichende Menge erneuerbarer Energie ist jedoch nur der Ausgangspunkt für die Klimaneutralität. Ein echter Übergang zu einer nachhaltigen Wirtschaft ist nur mit der Elektrifizierung unserer Infrastruktur möglich, die in hohem Maße von optimierten und kostengünstigen magnetischen Materialien abhängt – etwa bei der Nutzung von Windkraftanlagen, Elektromobilität oder auch bei der magnetischen Kühlung als Alternative zur konventionellen Gaskompressionskühlung. Weiterlesen