4D-Druck

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

Für viele Werkstoffe ist zunehmend von Interesse, ob sie auch im Bereich der generativen Fertigungsverfahren eingesetzt werden können. Daher wird mit annähernd der gesamten Materialpalette bezüglich ihrer Druckbarkeit experimentiert. Dies gilt zunehmend auch für adaptive Materialien wie Formgedächtnislegierungen. 3D-Druck hat sich als Synonym für den Sammelbegriff additive bzw. generative Fertigung durchgesetzt und umfasst die Nutzung unterschiedlicher Fertigungsmethoden, bei denen durch sukzessives Verbinden formloser Ausgangsmaterialien, wie z. B. Pulver, Pasten oder Bindemitteln, Werkstücke entsprechend einer digitalen Vorlage punktgenau in den drei räumlichen Richtungen aufgebaut werden. Der 4D-Druck bezeichnet dabei den 3D-Druck von adaptiven Materialien, die noch mehr oder weniger lange nach dem eigentlichen Druckvorgang entscheidende Zustandsänderungen erfahren können. Weiterlesen

Dehnbare Elektronik: Neues Verfahren vereinfacht Herstellung funktionaler Prototypen

Mit ihrem neuen Verfahren haben die Forscher drei Prototypen produziert und dabei jeweils weniger als fünf Minuten benötigt.

Mit ihrem neuen Verfahren haben die Forscher drei Prototypen produziert und dabei jeweils weniger als fünf Minuten benötigt. Foto: Saar-Uni

Dehnbare Elektronik hat den Vorteil, dass sie auch in Textilien wie beispielsweise der Kleidung funktioniert. Allerdings gilt ihre Herstellung als sehr aufwendig. Ein neues, vereinfachtes Verfahren wurde jetzt von zwei Informatikern der Universität des Saarlandes vorgestellt. Es basiert auf einem sogenannten Laserschneider und dessen präzisen, schnellen Schnitten. Letztere werden von einer leicht bedienbaren Software vorgegeben, die Daniel Gröger und Professor Jürgen Steimle für Designerinnen und Designer entwickelt haben. Da die notwendigen Materialien im Handel erhältlich sind, kann nun nahezu jede Person dehnbare Elektronik für die eigenen Zwecke herstellen. Weiterlesen

Wissenschaftler entwickeln umweltschonende Energietechnologie mit superkritischem CO2

Eine Turbine, die mit superkritischem CO2 funktioniert, muss bei gleicher Leistung nur etwa ein Fünftel so groß sein wie eine herkömmliche Dampfturbine.

Eine Turbine, die mit superkritischem CO2 funktioniert, muss bei gleicher Leistung nur etwa ein Fünftel so groß sein wie eine herkömmliche Dampfturbine.
© Eckold/TU Dresden

Wissenschaftler der TU Dresden und des Helmholz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) entwickeln in den kommenden drei Jahren gemeinsam mit der Siemens AG und dem Institut für Solarforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) eine neue Energietechnologie, die mithilfe von superkritischem Kohlendioxid (sCO2) nachhaltig Strom produziert. Als Wärmequellen wollen die Wissenschaftler ausschließlich Solar- und Abwärme nutzen. Für das Verbundprojekt „CARBOSOLA“ hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie nun 2,2 Millionen Euro zur Verfügung gestellt. Das Forschungsvorhaben markiert den Einstieg Deutschlands in die sCO2-Technologie für die Stromerzeugung aus nichtfossilen Wärmequellen. Weiterlesen

Wasserstoff aus Erdgas ohne CO₂-Emissionen

Wasserstoff aus Erdgas ohne CO2-Emissionen: Die Methanpyrolyse mittels Blasensäulenreaktor ermöglicht eine klimafreundliche Nutzung von fossilem Erdgas.

Die Methanpyrolyse mittels Blasensäulenreaktor ermöglicht eine klimafreundliche Nutzung von fossilem Erdgas. (Infografik: Leon Kühner, KIT)

KIT und Wintershall Dea starten gemeinsame Arbeiten zur klimafreundlichen Methanpyrolyse im industriellen Maßstab

Durch Methanpyrolyse lässt sich fossiles Erdgas zukünftig klimafreundlich nutzen: Methan wird dabei in gasförmigen Wasserstoff und festen Kohlenstoff gespalten, der einen wertvollen Grundstoff für verschiedene Industriezweige darstellt und darüber hinaus sicher gelagert werden kann. Dies kann ein wichtiger Baustein für eine künftig klimaneutrale Energieversorgung sein. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben hierfür ein besonders effizientes Verfahren entwickelt. Gemeinsam mit dem Industriepartner Wintershall Dea wird es nun für den Einsatz im industriellen Maßstab weiterentwickelt. Weiterlesen

Der Mensch in Industrie 4.0: Praxisstudie zu Assistenzsystemen mit optischer Datenerfassung

Praxisstudie zu Assistenzsystemen

Klicken Sie auf das oben stehende Bild, um weitere Informationen zur Praxisstudie zu erhalten.

Vom Fraunhofer IGCV wird eine Studie zu Assistenzsystemen mit optischer Datenerfassung in der Produktion aus Mitarbeitersicht durchgeführt. Im Fokus steht der Mensch in Industrie 4.0. Beispielsanwendungen sind Kamerasysteme, optische Raumerfassung oder auch Sicherheitssysteme.

Unternehmen, die entsprechende Assistenzsysteme in der Produktion einsetzen, haben die Chance sich zu beteiligen. Bei passendem Anwendungsfall werden etwa einstündige Gespräche mit ein bis zwei Produktionsmitarbeitenden in dem Unternehmen geführt. Die anonymisierte Auswertung wird komplett vom Fraunhofer IGCV übernommen.

Die beteiligten Unternehmen erhalten die Studienergebnisse, die sie für die Betriebsgestaltung, Produktionsentwicklung und als „Aushängeschild“ zum Marketing beim Trend-Thema Industrie 4.0 nutzen können.

Interessiert? Wenden Sie sich für weitere Informationen an:
Rahel Lomp
Fraunhofer IGCV
Provinostr. 52 | Gebäude B1 | 86153 Augsburg
T: +49 821 90678-136
rahel.lomp@igcv.fraunhofer.de

Laserbearbeitung von technischer Keramik mit ultrakurzen Laserpulsen

Abbildung 1: Laserabtrag bei einer vollständigen Bestrahlung der Fläche in Abhängigkeit der Fluenz (J/cm²) und dem Linienüberlapp

Abbildung 1: Laserabtrag bei einer vollständigen Bestrahlung der Fläche in Abhängigkeit der Fluenz (J/cm²) und dem Linienüberlapp

EINLEITUNG

Hochleistungskeramiken, wie Aluminiumoxid, Siliziumcarbid und Zirkoniumoxid sind für die Herstellung von Produkten in der Elektronikindustrie und Mechatronik fest etabliert. Verschiedene Komponenten wie z.B. Leiterplatten, Düsen, Filter und Sensoren profitieren von den spezifischen Eigenschaften, wie beispielsweise der Verschleißfestigkeit, Säurebeständigkeit, Steifigkeit und elektrischen Isolation. Da die Grün- und Weißbearbeitung nur weite Toleranzen zulassen, ist eine nachgehende Hartbearbeitung unabdingbar, sofern Geometrien mit engen Toleranzen hergestellt werden müssen. Da die mechanische Bearbeitung aufgrund der Härte und Sprödigkeit von keramischen Werkstoffen mit hohem Verschleiß am Werkzeug verbunden ist und lange Bearbeitungszeiten notwendig sind, haben sich in der Keramikverarbeitung Laserbearbeitungsverfahren etabliert. Weiterlesen

Lichtbogenbasierte additive Fertigung mit Draht und Pulver als Zusatzwerkstoff

Bild: The Timken Company

Einführung

Die Reparatur von Lagern ist nicht neu, gewinnt bei Kunden aus der Schwerindustrie jedoch zunehmend an Bedeutung, bietet sie doch einen spürbaren Mehrwert. Weiterentwicklungen bei Lagerbauformen und -materialien, Instandhaltung und Reparaturmethoden haben die Möglichkeiten und die Akzeptanz der Lagerreparatur als einen effizienten Weg zur Verlängerung der Lagerlebensdauer deutlich verbessert.

Ist ein Wälzlager beschädigt, leidet darunter die gesamte Produktion, was in zusätzlichen Kosten, höherem Wartungsaufwand, unnötigen Stillstandzeiten und eventuell längeren Lieferzeiten für das Endprodukt resultiert. Weiterlesen

Track & Trace als Basis für die Kreislaufwirtschaft in der Automobilindustrie

Die Kreislaufwirtschaft zielt darauf ab, den aktuellen „take, make & dispose“-Ansatz der linearen Wirtschaft, der Auslöser massiver Ressourcenverschwendung ist, durch die mehrfache, wertschöpfende Zufuhr von Produkten in den Produktionsprozess zu verändern. Hierdurch kann der Ressourcen- und Energieverbrauch reduziert sowie die Wirtschaftlichkeit der Unternehmen erhöht werden. Eine Voraussetzung für die Implementierung der Kreislaufwirtschaft ist die lückenlose Nachverfolgbarkeit von Produkten, Komponenten und Materialien. So wird ermöglicht, dass Produkte, die am Ende ihres Lebenszyklus wieder in den Besitz eines Unternehmens gelangen, leichter identifiziert, aufgearbeitet und weiterverwendet werden können. Der vorliegende Artikel zielt darauf ab, eine Übersicht aktueller Track & Trace-Technologien zu geben und die Möglichkeiten aufzuzeigen, wie mittels einer zentralen Austauschplattform ein Mehrwert aus Daten generiert werden kann.

Abbildung 1 Prinzip der zentralen, digitalen Fertigungsplattform zum Sammeln, Aggregieren und Austauschen von Informationen sowie Anwendungen zur Datenauswertung

Abbildung 1 Prinzip der zentralen, digitalen Fertigungsplattform zum Sammeln, Aggregieren und Austauschen von Informationen sowie Anwendungen zur Datenauswertung

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Hybrider Druckguss – unterschiedliche Werkstoff-kombinationen und die Notwendigkeit einer datengestützten Prozessanalyse

Metalle und Kunststoffe werden für unzählige Produkte im alltäglichen Leben verwendet. Insbesondere für Großserien werden hierfür Fertigungsverfahren benötigt, welche entsprechende Stückzahlen wirtschaftlich herstellen können. Für metallische Werkstoffe wie Aluminium und Magnesium ist der Kalt- bzw. Warmkammerdruckguss ein etabliertes Verfahren, gleichermaßen wie das Spritzgießen bei der Herstellung von thermoplastischen Kunststoffbauteilen. Um die Vorzüge unterschiedlicher Werkstoffe, beispielsweise für Leichtbauanwendungen oder zur Funktionsintegration in einem Bauteil zu kombinieren, kommen Hybridbauteile zum Einsatz. Dies führt mit etablierten Fertigungsverfahren jedoch oftmals zu langen und kostenintensiven Prozessketten, sodass neue Verfahren erforderlich sind, die dem gerecht werden.

Abbildung 1: Schliffbild eines spaltfreien Verbundes eines mit Hinterschnitten versehenden DC04-Stahleinlegers und der Druckgusslegierung AlMg5Si2Mn

Abbildung 1: Schliffbild eines spaltfreien Verbundes eines mit Hinterschnitten versehenden DC04-Stahleinlegers und der Druckgusslegierung AlMg5Si2Mn

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Innovative, trennmittelarme Fertigungskonzepte für die Schaumteilherstellung in der Serienfertigung

I.  EINLEITUNG
A. State of the Art

Die polyurethanverarbeitende Industrie ist in den letzten Jahren enorm gewachsen. Speziell im Automotivebereich finden geschäumte Teile eine immer breitere Anwendung. Sei es für die Herstellung von Sitzen, Lenkrädern, Abdichtungen oder für die Säulenausschäumung der A-, B- oder C-Säule. Schäume kommen überall zum Einsatz, wo neben guten Dämpfungseigenschaften ebenso eine hohe Stabilität bei einem geringen Gewicht gefordert sind. [1] Der Einsatz von Polyurethanen (PUR) führt zur Notwendigkeit von Entformungshilfen wie den klassischen silikonbasierten Trennmitteln, speziellen Werkzeugbeschichtungen oder Foliensystemen. Eine Entformung des Schaumteils aus dem meist metallischen Schäumwerkzeug ist ohne diese nicht möglich. Da für den Einsatz von Werkzeugbeschichtungen und Foliensystemen einige besondere fertigungstechnische Restriktionen zu beachten sind, ist nach wie vor das klassische Trennmittel die am weitest verbreitete Entformungshilfe. Grundsätzliches Problem dabei ist jedoch das erhöhte stoffliche Gefährdungspotential des silikonbasierten Trennmittels. Weiterlesen