Zunehmend verdrängen kurzglasfaserverstärkte, thermoplastische Spritzgussformteile die Klassiker der Konstruktion wie Stahl oder Aluminium. Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF hat jetzt im Zuge eines IGF-Vorhabens ein Verfahren entwickelt, um die Faserorientierung von kurzglasfaserverstärkten Spritzgussformteilen schon in einer Phase zu berücksichtigen, in der noch keine Bauteile wie etwa Prototypen vorliegen. Das phänomenologische Berechnungskonzept schließt eine große Lücke in der Auslegungskette solcher Formteile. Mithilfe des Konzeptes ist es möglich, schon frühzeitig in der Bauteilentwicklung das richtungsabhängige Bauteilverhalten auf Formelemente abzuschätzen und das Bauteil belastungsgerecht auszulegen. Das reduziert kostspielige Iterationsschleifen und verkürzt folglich die komplette Entwicklung und Fertigung. Darüber hinaus kann das Konzept auch in Bereichen angewendet werden, in denen bislang die Integrative Simulation zu kosten- oder zeitintensiv war. Abhängig vom geforderten Detaillierungsgrad kann das neue Verfahren als eigenständige Lösung der Bauteilauslegung oder als vorgelagerte Ergänzung für die Integrative Simulation angesehen werden. Weiterlesen
Autor: HWAdmin
Neue Kolbenringtechnologie für Nutzfahrzeuge von Federal-Mogul Powertrain
Der neue eLine™-Kolbenring von Federal-Mogul hat eine umlaufende Nut im unteren Bereich der Lauffläche, die überschüssiges Öl über den Umfang verteilt.
©2018 Federal-Mogul LLC
Federal-Mogul Powertrain hat einen neuen Kolbenring für den Einsatz in Nutzfahrzeug-Dieselmotoren entwickelt, der die Gasabdichtung verbessert, indem er dynamische Ringbewegungen stabilisiert und den Ölfilm homogenisiert. Das Laufflächenprofil der neuen eLine™-Ringe für den Einsatz in der zweiten Kolbennut wurde gezielt gestaltet, um Öl gleichmäßiger über den Zylinderbohrungsumfang zu verteilen und die Gaskräfte auf der Lauffläche zu reduzieren. Vorteile sind gesteigerte Motoreffizienz, erhöhte Lebensdauer und geringere Emissionen. Weiterlesen
Neue Fräskinematik – individuell und hochpräzise fertigen
© Fraunhofer IFAM
Bearbeitungsroboter Flexmatik
Um ihre Wettbewerbsfähigkeit sicherzustellen, müssen Hersteller in der Regel qualitativ hochwertige Produkte zu niedrigen Preisen anbieten. Drei Fraunhofer-Institute arbeiten daher an einer neuen Generation von Industrierobotern, die kostengünstige Produktionsprozesse ermöglichen. Im Fokus steht die Entwicklung einer neuen Fräskinematik zum Bearbeiten von Leichtbauwerkstoffen, Metallen und Stählen. Das Ziel: eine Fertigungstoleranz von 0,1 Millimetern im gesamten Arbeitsraum bereits ab dem ersten Bauteil. Weiterlesen
Materialforschung für energieeffiziente magnetische Kühlung
Am Kalte-Neutronen-Dreiachsenspektrometer IN12, das das Jülich Centre for Neutron Science gemeinsam mit dem französischen Kommissariat für Atomenergie und alternative Energien (CEA) am Institut Laue-Langevin betreibt sowie an zwei weiteren Neutronenstreugeräten untersuchten die Forscher den Zusammenhang zwischen Spindynamik und der Entstehung des inversen magnetokalorischen Effekts in Mn5Si3.
Copyright: ILL
Ein deutsch-französisches Forscherteam um den Jülicher Physiker Nikolaos Biniskos hat mit Hilfe von Neutronenuntersuchungen neue Einblicke in den inversen magnetokalorischen Effekt gewonnen. Die Erkenntnisse könnten bei der Suche nach geeigneten magnetokalorischen Materialien für energieeffiziente Heiz- und Kühlsysteme helfen.
Magnetokalorische Materialien erwärmen sich, wenn sie in ein Magnetfeld eintreten, und kühlen sich wieder ab, wenn sie es verlassen. Das Phänomen lässt sich für energieeffiziente, umweltfreundliche und leise Heiz- und Kühlzwecke ausnutzen, hat jedoch noch keine breite Verwendung gefunden, da die Materialien für den Massenmarkt bisher zu teuer sind. Seit mehr als 100 Jahren ist der Effekt bekannt: Das Magnetfeld sorgt dafür, dass sich die magnetischen Momente im Material ausrichten. Sinkt die magnetische Unordnung, also die magnetische Entropie, steigt die Gitterentropie und das Material erwärmt sich. Wird das Magnetfeld entfernt, steigt die magnetische Entropie und das Material kann der Umgebung Wärme entziehen. Weiterlesen
Flexible Messaufnahme, die den Karosseriebau revolutionieren könnte
© Fraunhofer IWU
Eine für alles: Das PROMESS Measuring Device ist die erste einsatzfähige flexible Messvorrichtung für den Großteil aller Prüfaufgaben im Karosseriebau.
Um die Maße von Karosseriebauteilen und -baugruppen auch nur einer einzigen Modellvariante zu überprüfen, benötigten Automobilhersteller bisher dutzende von individuellen Vorrichtungen, in welche die Teile für den Messvorgang eingespannt werden müssen. Ein teurer, platz- und materialintensiver Prozess. Wie es anders geht, zeigen die Wissenschaftler des Fraunhofer IWU: Gemeinsam mit einem Industriepartner haben sie eine flexible Messaufnahme entwickelt, die den Karosseriebau revolutionieren könnte. Weiterlesen
Lösungen für die Industrie 4.0
VITRONIC, ein führendes Unternehmen für industrielle Bildverarbeitung, präsentiert auf der Leitmesse Automatica 2018 neue Lösungen und Anwendungen für die Automobilbranche. Gezeigt werden unterschiedliche Systeme im Bereich der optischen Oberflächenprüfung sowie die nächste Generation des Schweißnahtprüfsystems VIRO WSI. Dabei identifizieren VITRONIC Prüfsysteme nicht nur kleinste Fehler während des Produktionsprozesses, sondern liefern wertvolle Daten, die sich für Prozessoptimierungen nutzbar machen lassen. Denn durch die enge Verzahnung von Bildverarbeitungstechnologien und Automatisierung entstehen zahlreiche Möglichkeiten, um zukunftsweisende Konzepte wie die Smart Factory in die Realität umzusetzen. Weiterlesen
Härten auf Knopfdruck: Kohlenstoff-Faser-Verbundwerkstoffe und Unterwasser-Kleber
Das neuartige Material kann sogar unter Wasser ausgehärtet werden. Foto: TU Wien
An der TU Wien wurde eine Spezialformel für ein Epoxidharz entwickelt. Es kann für faserverstärkte Komposite im Flugzeug-, Auto- oder Schiffsbau eingesetzt werden, oder ist sogar für Unterwassersanierungen geeignet.
Innerhalb von Sekunden kann sich das neue Material völlig verändern: Am Anfang ist es transparent, es kann flüssig oder pastos sein. Bestrahlt man es an irgendeinem Punkt mit dem passenden Licht, beginnt sich das gesamte Spezialharz zu verfestigen und nimmt dabei eine dunkle Farbe an. Die spezielle Epoxidharz-Formel, die das möglich macht, wurde von der TU Wien patentiert. Nun gelang es, diesen Prozess sogar unter Wasser ablaufen zu lassen. Damit kann das neue Epoxidharz für Aufgaben verwendet werden, die bisher nur sehr schwer zu lösen waren – etwa um unter Wasser Risse in Brückenpfeilern oder Dämmen zu verkitten, oder um im laufenden Betrieb Rohre zu reparieren. Weiterlesen
Laserscanner flexibilisiert Herstellprozess von FVK-Prototypen
Integration des Lasers in bestehende Anlagentechnik am IKV Foto: IKV
Komplexe, funktionalisierte Bauteile auf Basis faserverstärkter thermoplastischer Kunststoffe lassen sich heute schon mit integrierten Fertigungsverfahren in kurzen Zykluszeiten herstellen. Jedoch gelingt die wirtschaftliche Fertigung von Prototypen oder Kleinserien aufgrund der hohen Werkzeugkosten bisher nicht. Deshalb entwickelt das Institut für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen gemeinsam mit Projektpartnern im Rahmen des BMBF‑Verbundprojekts „LightFlex“ ein neuartiges, photonikbasiertes Fertigungsverfahren zur Steigerung der Flexibilität und geometrischen Komplexität für die Prototypen- und Kleinserienfertigung. Weiterlesen
Turbolader für den Lithium-Akku
Einem Team von Materialforschern aus Jülich, München und Prag gelang die Herstellung eines Verbund-Werkstoffs, der sich besonders gut für Elektroden in Lithium-Batterien eignet. Das sogenannte Nanokomposit-Material könnte nicht nur die Speicherkapazität und Lebensdauer der Batterien deutlich steigern, sondern auch ihre Ladegeschwindigkeit.
Ob für Handy, Tablet oder Elektroauto: Lithium-Ionen-Akkus sind das Maß der Dinge. Ihre Speicherfähigkeit und Leistungsdichte sind der anderer wiederaufladbarer Batteriesysteme weit überlegen. Doch trotz aller Fortschritte halten Smartphone-Batterien nur einen Tag lang, Elektroautos brauchen Stunden zum Aufladen. Wissenschaftler arbeiten deswegen Möglichkeiten, die Energiedichten und Laderaten der Allround-Batterien weiter zu verbessern. „Ein wichtiger Faktor ist das Anodenmaterial“, erklärt Dina Fattakhova-Rohlfing vom Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-1). Weiterlesen
Additive Fertigung von komplex geformten, großformatigen und gradierten Keramiken
3D-Drucker mit vier Mikordispenser-Einheiten
zum Verdrucken von verschiedenenthermoplastischen Massen.
Anspruchsvolle keramische Komponenten wurden bislang hauptsächlich unter preisintensivem Werkzeugeinsatz spritzgegossen oder mit hohen Materialverlusten aus isostatisch gepressten Formkörpern gefertigt. Neue additive Fertigungstechnologien wie das Fused-Filament-Fabrication-Verfahren oder der Thermoplastische 3D-Druck eröffnen nun völlig neue Wege für die Keramik: Mit komplex geformten, großformatigen oder funktional gradierten Bauteilen kann ihr Einsatzspektrum in den verschiedensten Zielbranchen erheblich gesteigert werden.
Generell gestatten additive Verfahren Bauteilgeometrien herzustellen, die mit herkömmlichen Formgebungsverfahren nicht realisierbar sind. Zudem können auch individualisierte Einzelstücke oder Kleinstserien kosteneffizient gefertigt werden, da die Additive Fertigung ohne kostspielige verschleißende Werkzeuge auskommt. Neben der geometrischen Vielfalt bieten additive Verfahren aber auch die Möglichkeit, Bauteile mit ortsaufgelöstem Eigenschaftsprofil herzustellen, indem die Werkstoffzusammensetzung an jedem beliebigen Punkt des Bauteils variiert wird. Damit werden künftig neue, geometrisch und funktional komplexe Keramikkomponenten verfügbar sein. Weiterlesen
