HWAdmin, Autor auf Werkstoffzeitschrift

Start » Artikel von HWAdmin

Kunststoffe aus Verpackungsabfällen besser recyceln

Von HWAdmin Additive Fertigung, Nachhaltigkeit und Umwelttechnik, Themen

© Fraunhofer IFAM
Am Fraunhofer IFAM werden die gereinigten Kunststoffabfälle im Compounder gemischt, aufgeschmolzen und extrudiert.

Jährlich landen deutschlandweit etwa 5,6 Millionen Tonnen Kunststoffverpackungen nach einmaliger Nutzung im Haushaltsmüll – weniger als ein Drittel davon lässt sich bisher recyceln. Gemeinsam mit der Hochschule Bremen möchte das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM den verschmutzten Müll in hochwertige Produkte aus dem 3D-Drucker verwandeln.

Die Menge an Kunststoffmüll steigt, in den vergangenen 30 Jahren hat sie sich deutschlandweit etwa verdreifacht. Besonders Verpackungen aus dem gelben Sack tragen dazu bei: Fielen im Jahr 1994 in Deutschlands Privathaushalten noch 2,1 Millionen Tonnen Kunststoffmüll an, waren es 2023 bereits 5,6 Millionen Tonnen. Umso wichtiger ist es, die Einmalprodukte, die größtenteils auf Basis von Erdöl hergestellt werden, aufzubereiten. Weiterlesen

Mobiles Messgerät prüft Kunststoffpulver in Sekundenschnelle

Von HWAdmin Additive Fertigung, Qualitätskontrolle, Messtechnik, Sensorik, Themen

© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez Wird das mobile Raman-Spektrometer auf das Kunststoffpulver gerichtet, zeigt das Display des Messgeräts eine Kurve an, die Rückschlüsse über den Zustand des Pulvers zulässt.

Den Alterungszustand von gebrauchtem Kunststoffpulver zu ermitteln, war bisher ein zeitraubendes und teures Unterfangen. Doch nun hat ein Wissenschaftler vom Fraunhofer IPA ein Prüfverfahren entwickelt, das binnen Sekunden Ergebnisse liefert. Die Kosten für 3D-gedruckte Bauteile könnten deshalb sinken.

Man sieht ihm sein Alter kaum an: Das Kunststoffpulver, das beim 3D-Druck zum Einsatz kommt, wirkt meist noch wie neu, wenn es den ersten Druckprozess durchlaufen hat. Beim Selektiven Lasersintern, einem weit verbreiteten 3D-Druckverfahren, wird das Kunststoffpulver flächig aufgebracht, erwärmt und an genau definierten Stellen mit einem Laserstrahl verfestigt. Dieser Vorgang wiederholt sich Schicht für Schicht, bis das gewünschte Bauteil fertig ist. Dabei wird auch das Pulver, das nicht lokal aufgeschmolzen wird, für mehrere Stunden auf eine Temperatur deutlich oberhalb von 100°C erhitzt und am Ende des Bauprozesses wieder auf Raumtemperatur abgekühlt. Dabei altert das Material. Weiterlesen

Nanomaterialien: Die Kraft der Lücke

Von HWAdmin Nachhaltigkeit und Umwelttechnik, Themen, Werkstoffe und Materialien

Die Sonne schickt täglich enorme Energiemengen auf die Erde, doch wirtschaftlich genutzt wird davon bisher nur ein Bruchteil. Eine vielversprechende Methode, um die Solarkraft in speicherbare Energie umzuwandeln, ist die Spaltung von Wasser (H₂O) in Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂). „Diese chemische Reaktion birgt ein enormes Zukunftspotenzial: H₂ als klimafreundlichen Energieträger, Wasser als gut verfügbare Ressource und keine ungünstigen Nebenreaktionen, um nur drei zu nennen. Zugleich gilt die photoelektrochemische Wasserspaltung in der Energie- und Katalyseforschungs-Community als eine der ultimativen Herausforderungen“, erklärt Emiliano Cortés, Professor für Experimentalphysik an der LMU. Die größte Krux: Bislang sind die eingesetzten Materialien nicht leistungsfähig genug, um die Technologie im großen Maßstab wettbewerbsfähig zu machen. Ein internationales interdisziplinäres Team, das von Prof. Min Liu von der Central South University (CSU) in Changsha, China, und Cortés, einem der führenden Forschungsgruppenleitern des Exzellenzclusters e-conversion, koordiniert wird, hat jetzt wichtige Erkenntnisse gewonnen, wie sich ein entscheidender Schritt – die Ladungstrennung – verbessern lässt. Weiterlesen

DAE HighProtect: Druckausgleichselemente für raue Umgebungen

Von HWAdmin Industrial supply

Mit dem DAE HighProtect Baukastensystem bietet Schreiner ProTech (SPT) eine maßgeschneiderte Lösung für den Einsatz in besonders herausfordernden Bereichen. Die Lösungen sind ideal geeignet für Anwendungen, die neben einem zuverlässigen Druckausgleich auch einen erhöhten Schutz vor mechanischen Einwirkungen, Schmutz und Flüssigkeiten erfordern – etwa im Motorraum oder in elektronischen Steuergeräten von Elektrofahrzeugen. Weiterlesen

IMM Photonics erhält EPIC Sustainability Award 2025

Von HWAdmin Nachhaltigkeit und Umwelttechnik

EPIC (European Photonics Industry Consortium) hat IMM Photonics als Preisträger des ersten EPIC-Nachhaltigkeitspreises 2025 für seine herausragenden Beiträge zur ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Nachhaltigkeit ausgezeichnet. Das 1992 gegründete Unternehmen IMM Photonics ist auf die Entwicklung und Produktion von kundenspezifischen optischen und optoelektronischen Komponenten und Modulen spezialisiert. Weiterlesen

Schicht für Schicht zum Präzisionsbauteil

Von HWAdmin Themen

Bildquelle HERMLE AG

Innovative Kühllösung für Die-Bonding-Geräte: Das MPA-Verfahren (Metallpulver-Auftragung) von HERMLE integriert Kupferelemente und Kühlkanäle in einen Rahmen aus Invar. Damit erreichen Anwender nicht nur eine effektive Temperierung, sondern sind auch vor Leckagen gefeit.

Die-Bonding-Geräte positionieren und befestigen Halbleiterchips auf Substrate oder Träger. Sie ermöglichen eine genaue Platzierung und Verbindung durch verschiedene Techniken wie Thermokompression oder Ultrasonic Bonding. Die herkömmliche Wasserkühlung in den Die-Bonding-Geräten des Herstellers Finetech wies eine Schwachstelle auf: Durch tiefe Bohrungen und Abstopfungen konnte es zu Leckagen kommen. In Kombination mit den hohen elektrischen Strömen des Prozesses stellte dies eine Gefahr für den Anwender dar. Um dieses Risiko auszuschließen, entwickelte HERMLE eine sichere und effiziente Lösung auf Basis von Kupfer-Heatpipes, die zuverlässig Wärme ableiten.

HERMLE baute den Kühlrahmen aus der Eisen-Nickel-Legierung Invar in mehreren Schritten auf. Zunächst wurden die Kupfer-Heatpipes in den vorgefrästen Rahmen eingepresst. Eine zusätzliche Schicht aus additiv auf die Heatpipes aufgetragenem Kupfer gewährleistet dabei eine optimale thermische Verbindung. Anschließend versiegelte die MPA-Maschine den Rahmen mit einer Invar-Deckschicht. Das dabei eingesetzte Kaltgasspritzen kann Materialien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten verbinden, ohne empfindliche Bauteile wie die Heatpipes zu beschädigen. Weiterlesen

Chancen, Potenziale, Trends und Innovationen in (Nano-)Materialien und deren Anwendung – die NRW Nano-Konferenz geht in die elfte Runde!

Von HWAdmin Messen und Veranstaltungen

NRW Nano Conference

Am 30. September und 01. Oktober 2025 findet die 11. NRW Nano-Konferenz im Kongresszentrum Westfalenhallen Dortmund statt.
Als Deutschlands wichtigste und hoch interdisziplinäre Plattform auf dem Gebiet der Nanotechnologie, der innovativen Materialien und deren Anwendungen wird die 11. NRW Nano-Konferenz 2025 Treffpunkt für über 400 Expertinnen und Experten aus Wissenschaft, Industrie und Politik. Hier kann sich die internationale Community an zwei Tagen umfassend informieren und alle relevanten Themen rund um Forschung und Anwendungen im High-Tech-Sektor diskutieren, denn die Konferenzsprache ist Englisch. Die vom Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen, dem Cluster NanoMikroWerkstoffePhotonik.NRW (NMWP.NRW) und der Wirtschaftsförderung Dortmund veranstaltete Konferenz setzt das Niveau für die Inhalte der Veranstaltungsserie wie gewohnt sehr hoch an. Für die 11. Nano-Konferenz greifen die Veranstalter auf Erfahrungen aus den vergangenen Jahren für die Gestaltung der Konferenz zurück: So wird die Konferenz nicht nur spannend gestaltet, sie bietet Wissenschaft und Wirtschaft auch konkreten Nutzen und Best Practice Beispiele. Weiterlesen

Retsch präsentiert weltweit erste Schneidmühle mit entnehmbarer Mahlkammer

Von HWAdmin Industrial supply

Seit dem 1. April 2025 kann die neue SM 50 weltweit geordert werden und bringt sämtliche Eigenschaften mit, um zu einem Klassiker in der Labortechnik zu avancieren. Dem Entwicklungsteam der Retsch GmbH aus Haan ist es gelungen, eine kompakte und leistungsstarke Tischschneidmühle zu entwickeln, die eine ganze Reihe neuer Benchmarks setzt. Das Total Access Konzept erlaubt via push-fit den Zugriff auf sämtliche relevante Komponenten des Mahlprozesses. Weiterlesen

Innovatives Recyclingverfahren für Carbonfasern

Von HWAdmin Nachhaltigkeit und Umwelttechnik, Themen, Werkstoffe und Materialien

© Fraunhofer EMI
Experimenteller Aufbau zur Umsetzung der lokalen Hochleistungs-laserinduzierten Pyrolyse eines gewickelten Composite-Ringes und des gleichzeitigen Abziehens des matrixbefreiten Carbonfaser-Streifens. Im Prozess findet die Pyrolyse an der Stelle des Laserspots statt.

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI haben eine Technologie entwickelt, die es ermöglicht, endlose Carbonfasern aus Verbundwerkstoffen zurückzugewinnen – ohne Einbußen bei der Materialqualität. Mittels Hochleistungslaser wird die Matrix der mehrlagigen faserverstärkten Kunststoffe gezielt zersetzt. Das Verfahren bietet nicht nur ökologische Vorteile, sondern auch erhebliches wirtschaftliches Potenzial.

Carbonfaser-Verbundwerkstoffe, sogenannte Composites, sind besonders fest und leicht, was sie zu bevorzugten Materialien in vielen Industrien macht. Doch die Herausforderung der Entsorgung und Wiederverwertung dieser leistungsfähigen Materialien ist hoch. Das Forschungsteam am Fraunhofer EMI hat nun einen Prozess entwickelt, in dem Fasern gebrauchter Composites effizient zur Wiederverwendung aufbereitet werden – ohne ihre mechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen. In bisherigen Recyclingverfahren werden die Faser-Kunststoff-Verbunde geschreddert, was zu verkürzten Fasern und somit zum Downcycling führt. Weiterlesen

Metamaterialien: Stark verdrehte Stäbe speichern große Mengen Energie

Von HWAdmin Forschung, Themen, Werkstoffe und Materialien

Das Modell zeigt die spiralförmige Verformung des Metamaterials. Dank dieses Mechanismus lässt sich eine große Menge Energie speichern, ohne dass es zu Brüchen kommt. (Abbildungen: IAM, KIT / Collage: Anja Sefrin, KIT)

Mechanische Metamaterialien mit hoher elastischer Energiedichte hat ein am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordiniertes internationales Team von Forschenden entwickelt. Dank stark verdrehter Stäbe, die sich spiralförmig verformen, weisen sie eine hohe Steifigkeit auf und können große Mengen elastischer Energie aufnehmen und wieder abgeben.

Ob Federn zur Energieaufnahme, Puffer für die Energiespeicherung, aber auch flexible Strukturen in der Robotik oder in energieeffizienten Maschinen: Viele Technologien erfordern eine mechanische Energiespeicherung. Dabei wird kinetische Energie, also Bewegungsenergie, oder entsprechende mechanische Arbeit so in elastische Energie umgewandelt, dass sie bei Bedarf wieder vollständig freigesetzt werden kann. Zentrale Kenngröße dafür ist die Enthalpie – die Energiedichte, die sich in einem Materialelement speichern und zurückgewinnen lässt. Peter Gumbsch, Professor für Werkstoffmechanik am Institut für Angewandte Materialien (IAM) des KIT, erklärt die Herausforderung, eine möglichst hohe Enthalpie zu erreichen: „Die Schwierigkeit besteht darin, widersprüchliche Eigenschaften zu kombinieren: hohe Steifigkeit und große rückstellbare Verformung bei limitierter Festigkeit.“ Weiterlesen

Autor: HWAdmin