2024 - Werkstoffzeitschrift

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Sicher in der Höhe und am Boden

BU: Mit dem „Chair in the Air“ kann sich der Benutzer innerhalb weniger Sekunden in eine sitzende Position bringen und sicher auf die Rettung warten (Quelle: Zarges)

Die Arbeitsschutz Aktuell (5.-7. November) zeigt wieder Neuerungen aus der Arbeitssicherheit – von persönlicher Schutzausrüstung über Gesundheit bis hin zur Unfallprävention. Auch ZARGES, ein innovativer Hersteller aus dem Alu-Leichtmetallbau für Produkte in Steigtechnik, Logistik sowie Arbeiten in der Höhe, ist vor Ort und präsentiert an zwei Ständen neue Lösungen und Konzepte in den Bereichen Gefahrgut-Lagerung und Absturzsicherung.

Am ZARGES-Stand L1.001 zur Absturzsicherung dreht sich alles um Auffanggurte, Anschlageinrichtungen und Verbindungsmittel. Neu vorgestellt wird das Höhensicherungsgerät Exhelon. Durch einen integrierten NFC-Tag können die vorgeschriebenen Prüftermine sowie Inspektionen schnell und einfach digital abgerufen oder gespeichert werden. Darüber hinaus erleichtert der klappbare, ergonomische Tragegriff den Transport in der Industrie und auf Baustellen. Weiterlesen

Pilzmyzel als Basis für nachhaltige Materialien

Von HWAdmin Themen, Werkstoffe und Materialien

© Fraunhofer IAP/Jadwiga GaltiesNachhaltig und biologisch abbaubar: Verpackungen aus Pilzmyzel

Pilze haben mehr zu bieten als auf den ersten Blick erkennbar. Ihre fadenförmigen Zellen, die wie ein Wurzelgeflecht unsichtbar und großflächig unter der Erde wachsen, bieten großes Potenzial, um nachhaltige, biologisch abbaubare Materialien herzustellen. Forschende am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP im Potsdam Science Park nutzen dieses Pilzmyzel, um damit unterschiedlichste, recycelbare Produkte zu entwickeln – vom Portemonnaie über Dämmmaterialien bis hin zu Verpackungen. Weiterlesen

Vielseitige Roboter aus dem Baukasten

Von HWAdmin Forschung, Themen

Mehrere Hexel-Module bilden einen Roboter, der über Sand rollt.
© MPI-IS / Wolfram Scheible

Sechseckige elektrohydraulische Module agieren wie künstliche Muskeln, aus denen sich Roboter mit diversen Funktionen konfigurieren lassen

Neu entwickelte, sechseckige Roboterbauteile lassen sich in Baustein-Manier ganz einfach zu Hochgeschwindigkeitsrobotern zusammenbauen. Das Team der Abteilung für Robotik-Materialien am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme hat unter der Leitung von Christoph Keplinger stattet jedes der magnetischen Bauteile mit künstlichen Muskeln aus, sogenannte Hasels, die auf Anlegen von Spannung reagieren. Schnell neu arrangiert, lassen sich die „Hexel“ genannten Module einfach für unterschiedliche Zwecke nutzen. Auch humanoide Roboter mit solchen Hexagonalmuskeln sind denkbar. Weiterlesen

Calcium-basierte Metall-Luftsauerstoff-Batterien als alternative Energiespeicher

Von HWAdmin Forschung, Themen, Umwelttechnik

Entwickelt im „CaSaBatt“-Projekt: Testzelle einer Metall-Sauerstoff-Batterie im Labormaßstab. Bildnachweis: Daniel Schröder/TU Braunschweig

Der Klimaschutz und die Energieversorgung sind wesentliche Faktoren für eine nachhaltige Entwicklung des Wirtschafts- und Technologiestandorts Deutschland. Langfristig wird bei der Energieversorgung überwiegend auf fossile Brennstoffe verzichtet werden müssen, damit die angestrebten Klimaschutzziele erreicht werden. Batterien mit großer Energiedichte und ausreichender Zyklenstabilität sind hierbei für die Herausforderungen im Rahmen der Energiewende unverzichtbar. Neben Festkörperbatterien sind Metall-Sauerstoff- und Metall-Schwefel-Batterien zukunftsweisende Batteriekonzepte. Im Forschungsprojekt „CaSaBatt“ hat die Technische Universität Braunschweig zusammen mit Partnern im August 2024 einen wichtigen Meilenstein in der Entwicklung von Metall-Sauerstoff-Batterien erreicht: Erste Zyklen mit den entwickelten Anoden- und Kathodenmaterialien sowie Elektrolyten konnten in einer Testzelle im Labormaßstab erfolgreich getestet werden. Weiterlesen

Flanschdrehmomentsensor mit optischer Datenübertragung

Von HWAdmin Qualitätskontrolle, Messtechnik, Sensorik

Der Flanschdrehmomentsensor Typ 8675 besteht aus nur 2 Teilen. (Urheber: burster)

Die Mess-Spezialisten von burster haben einen preiswerten Drehmomentsensor mit induktiver Energieversorgung entwickelt, der dank optischer Datenübertragung auch unempfindlich gegenüber EMV-Störungen ist. Der Sensor Typ 8675 besteht aus einem Rotorflansch mit DIN-Lochbild und einem Stator (Bild 1). Dieser versorgt die Auswerteelektronik für den Dehnmessstreifen im Rotor mit Energie, empfängt die im Rotor digitalisierten Messdaten über IR-LEDs berührungslos und kann Drehmomente selbst im Stand übertragen. Dadurch entfallen verschleißträchtige Schleifringe sowie Lager und der Sensor arbeitet wartungsfrei. Der Messbereich beträgt je nach Ausführung 0 bis 100 Nm bzw. 0 bis 5000 Nm. Mit einer Genauigkeit von 0,2 % bzw. 0,1 % (optional) ist der Sensor für die allermeisten Anwendungen im Maschinen- oder Anlagenbau optimiert, da diese oft auf höhere Präzision verzichten können, nicht jedoch auf Zuverlässigkeit, hohe Lebensdauer und Wartungsfreiheit. Typische Applikationen finden sich in der Qualitätsüberwachung von Elektromotoren und Getrieben, im Prüfstandbau oder in Forschung und Entwicklung. Weiterlesen

Wartungssoftware optimiert die Instandhaltung

Von HWAdmin Qualitätskontrolle, Messtechnik, Sensorik, Themen

Wartungsmanagement mit digitalen Wartungsplaner meistern

Um Maschinen und Geräte störungsfrei zu betreiben, wird bereits seit vielen Jahren den Wartungsplaner der Hoppe Unternehmensberatung in der Fertigungsindustrie eingesetzt.

Mit dem Wartungsplaner werden ineinandergreifende Prozesse, von der Inspektion über die vorausschauende Wartung bis hin zur Instandhaltung optimal organisiert.

Es gilt die wiederkehrenden Wartungstermine zu steuern und zu überwachen.

Es ist nicht immer leicht, den Überblick über Prüfvorschriften und Prüffristen zu bewahren. Egal, ob Geschäftsführer, Fachkraft für Arbeitssicherheit oder Sicherheitsfachkraft: Von einem Wartungsplaner als Arbeitsschutzsoftware profitieren fast alle Bereiche in einem Unternehmen.

Mit der Software Wartungsplaner können Unternehmen sämtliche prüfungspflichtige Gegenstände leicht und schnell verwalten. Weiterlesen

In Rekordzeit zum softwarebasierten Integrierten Managementsystem: ASK Chemicals führt ConSense IMS ENTERPRISE innerhalb von nur drei Monaten ein

Von HWAdmin Industrial supply, Oberfläche

Zuverlässiges Qualitätsmanagement: Die Produkte für internationale Märkte werden an die speziellen, in den verschiedenen Ländern vorherrschenden Grund- und Rohstoffe angepasst
Bild: ASK Chemicals

Lässt sich unter hohem Zeitdruck ein softwarebasiertes Integriertes Managementsystem einführen, das dann später wirklich die gewünschten Anforderungen erfüllt? Ein Gemeinschaftsprojekt des Aachener Softwarenentwicklers ConSense GmbH mit ASK Chemicals aus Hilden beweist, dass dies möglich ist. Innerhalb von nur drei Monaten wurde hier ConSense IMS ENTERPRISE eingeführt – und hat sich schnell mit hoher Akzeptanz etabliert. Dank der hohen Zufriedenheit des Anwenders mit dem Projekt, bei dem alle Beteiligten an einem Strang zogen, wurde das System umgehend an anderen Standorten übernommen.

Die ASK Chemicals Group ist ein globaler Anbieter von industriellen Hochleistungsharzen und -materialien. Der Geschäftsbereich Gießerei, der zu den weltweit größten und innovativsten Anbietern von Gießereichemikalien und Verbrauchsmaterialien gehört, bietet eine außergewöhnlich breite und innovative Palette von Gießereichemikalien an, darunter Bindemittel, Schlichten, Trennmittel sowie leistungsstarke Verbrauchsmaterialien, wie z. B. Mini-Speiser, Filter oder metallurgische Produkte für den Eisenguss. Der Geschäftsbereich Industrial Resins ist führend auf dem Gebiet der Spezialphenolharze. Er bedient eine Vielzahl von Anwendungen wie Schleifmittel (z. B. Sandpapier), Reibbeläge (z. B. Scheibenbremsbeläge), feuerfeste Materialien (z. B. hitzebeständiges Material für Öfen), Imprägnierung (von Papier oder Filz) sowie Holzanwendungen. Im Werk Wülfrath produziert die ASK Chemicals Gruppe chemische Produkte für die Gießereiindustrie sowie Anwendungen im Bereich der Farben und Lacke, der Düngemittelbeschichtung und der Herstellung von Bremsbelägen und Composites. Das erfordert ein konsequentes und zuverlässiges Qualitätsmanagementsystem. Weiterlesen

Mit Gefahrstoffschränken Mitarbeiter und Umwelt schützen

Von HWAdmin Umwelttechnik

Ob entzündbare Flüssigkeiten, explosive oder giftige Stoffe – wenn gefährliche Substanzen zum Arbeitsalltag gehören, haben Arbeitgeber wichtige Schutzmaßnahmen zu treffen. Basis sind dafür die gesetzlichen Grundlagen. Außerdem muss gewährleistet sein, dass die Mitarbeiter die Vorschriften kennen und einhalten. Um ein sicheres Arbeitsumfeld zu schaffen, ist zunächst eine ausführliche Gefährdungsbeurteilung durchzuführen, der dann weitere Präventionsmaßnamen folgen. Zu diesen gehört etwa die Anschaffung von Sicherheitsschränken nach Europäischer Norm EN 14470 Teil 1 und 2 . Sicherheitsschränke von Experten für Gefahrstofflagerung und -handling wie asecos bieten nicht nur den nötigen Schutz, sondern sind auch flexibel einsetzbar.
In unserer modernen Arbeitswelt kommt kaum eine Branche ohne Stoffe mit Gefährdungspotential aus, doch in der Routine wird dabei eines oft vergessen: Der unsachgemäße Umgang und die unsachgemäße Lagerung von Gefahrstoffen bergen Risiken für Mensch und Umwelt. Daher ist der Arbeitgeber dazu verpflichtet, Sicherheitsmaßnahmen vorzunehmen. Weiterlesen

Fertigung funktionaler Oberflächen in der Brennstoffzelle

Von HWAdmin Fertigung, Oberfläche

Abb. 1: Ausbrüche von Graphitpartikeln auf der plangefrästen Oberfläche einer Bipolarplatte

Die Brennstoffzellentechnologie bietet vor dem Hintergrund der Dekarbonisierung ein großes Potenzial, herkömmliche Energiewandler durch Wasserstoff als klimaneutrale Alternative zu konventionellen Energieträgern zu ersetzen. Sowohl für stationäre Energieversorgung als auch für die Mobilität kann die Brennstoffzelle eingesetzt werden. Um wettbewerbsfähig zu anderen Technologien zu sein, muss die Leistungsdichte der Brennstoffzellen erhöht und somit der Wirkungsgrad gesteigert werden. Ein möglicher Ansatz ist die deutliche Reduzierung der Verluste im Betrieb. Ein besonderes Potenzial hierfür bietet die Verringerung der ohmschen Verluste im Betrieb der Brennstoffzelle, wodurch eine Erhöhung der Leistungsdichte einer Brennstoffzelle erzielt werden kann. Diese bilden in PEM-Brennstoffzellen (engl.: Proton Exchange Membrane fuel cell), zusammen mit Membranen der Zellen, einen Stack. Durch die Senkung des Kontaktwiderstands zwischen der Bipolarplatte und der Gasdiffusionslage kann der Gesamtwiderstand reduziert werden [1]. Dieser wird bei PEM-Brennstoffzellen mit Bipolarplatten aus Graphit-Compoundmaterial in besonderem Maß durch die Oberfläche der Bipolarplatte beeinflusst.

Umformung von Bauteilen aus hochverfestigenden Werkstoffen zur Vermeidung von Wärmebehandlungen – Potentiale und Herausforderungen

Von HWAdmin Forschung, Werkstoffe und Materialien

Einleitung

Bedingt durch die Bedeutung des Klimaschutzes für unsere Gesellschaft ist ein industrieller Wandel erforderlich. Im Jahr 2014 war etwa ein Drittel der globalen Treibhausgasemissionen dem Industriesektor zuordenbar [1]. Es wird erwartet, dass der Energiebedarf der Industrie in den kommenden Jahren weiter steigt und dass bis zum Jahr 2040 beinahe zwei Fünftel des weltweiten Energieverbrauchs auf den Industriesektor entfallen werden [2]. Dementsprechend spielt die Nachhaltigkeit von Produktionsprozessen eine zunehmend wichtige Rolle. Im Rahmen von Kaltmassivumformprozessen wird oftmals eine zusätzliche Wärmebehandlung der Werkstücke durchgeführt, um die Umformbarkeit zu erhöhen, die defektfreie Umformung überhaupt erst zu ermöglichen oder um für den Bauteileinsatz erforderliche Bauteileigenschaften zu erreichen. Somit stehen den effizienten Produktionsprozessen durch Umformung die teilweise damit verbundenen energieintensiven Prozessschritte der Wärmebehandlung entgegen. Gemäß [3] werden 40 % der im industriellen Umfeld in Deutschland genutzten Energie für Wärmebehandlungsprozesse verbraucht. Daher werden neue Ansätze benötigt, um den Forderungen der Politik und der Gesellschaft im Hinblick auf den Klimaschutz gerecht zu werden. Es werden bereits Lösungen zur Steigerung der Energieeffizienz von Industrieöfen erarbeitet [4]. Bei Kaltmassivumformprozessen besteht aber auch das große Potential, die Wärmebehandlung der Bauteile vollständig zu vermeiden und somit die Ressourceneffizienz der Gesamtprozesse zu steigern. Ein Ansatz, um dies zu erreichen, ist der Einsatz hochverfestigender Werkstoffe. Hierbei muss sichergestellt sein, dass auch ohne Wärmebehandlung eine fehlerfreie Umformung möglich ist. Zusätzlich müssen die geforderten Bauteileigenschaften ausschließlich durch die Umformoperation erzielbar sein. Dieser Ansatz wird im Folgenden am Beispiel der Herstellung von Halbhohlstanznieten für das mechanische Fügen dargelegt.

Abbildung 1: Ansatz für die Steigerung der Ressourceneffizienz bei der Herstellung von Halbhohlstanznieten