Autor: HWAdmin

Leichte Wagenkasten für Schienenfahrzeuge durch Integration von deckschichtverschweisster Sandwichpanelen

  Von , , ,
Bild 1: Detailansicht: Übergang zwischen Rahmenstruktur (links) und Sandwichboden (rechts)

Bild 1: Detailansicht: Übergang zwischen Rahmenstruktur (links) und Sandwichboden (rechts)

Herausforderung Wagenkasten

In Personenzugwagen werden heute viel mehr Komfort- und Informationssysteme eingebaut als früher, die zulässige Achslast ist aber beschränkt. Die Trassenbenutzung wird künftig immer mehr gewichtsabhängig verrechnet, so dass Hersteller von Schienenfahrzeugen insgesamt noch stärker auf das Gewicht achten müssen. Dies erfordert innovative Leichtbaukonzepte, bei denen neben dem Einsatz leichter und hochfester Werkstoffe auch fortschrittliche Bauweisen notwendig sind. Zusammen mit dem Institut für Mechanische Systeme (IMES) an der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) haben der Sandwichelemente-Hersteller 3A Composites Mobility und das Fertigungstechnologieunternehmen Rapid Technic ein Forschungsprojekt zur Weiterentwicklung der Integrierten Sandwichtechnologie (ISTech) lanciert, um die Strukturanforderungen einer Zulassung im Eisenbahnbereich zu erfüllen. Weiterlesen

Vom Pulver zum additiv hergestellten Bauteil – Teil 2: Potenziale durch Pulvermischungen

  Von , ,
Pulvermetallurgische Verarbeitung von Pulvermischungen

Pulvermischungen werden in der konventionellen Pulvermetallurgie (PM) beim Matrizenpressen von Formteilen standardmäßig eingesetzt. Beim herkömmlichen Pressen und Sintern von Eisen- und Stahlpulvern werden Legierungszuschläge mit einem gut pressbaren Grundpulver gemischt. Die Legierungszuschläge können als Elementarpulver oder sog. „Meisterlegierung“ zugesetzt werden. Meisterlegierungen enthalten die Legierungselemente in den gewünschten Verhältnissen und vermeiden so das Mischen von Vielkomponentenwerkstoffen. Die Partikelgröße der Zusätze ist abhängig von der Legierungsart. Nicht aufschmelzende Elemente werden in Form feiner Pulver zugemischt, um beim Sintern eine homogene Durchmischung mittels Festkörperdiffusion zu erreichen. Aufschmelzende Partikel können in gröberer Form zugemischt werden, da sich die Schmelze vor den Diffusionsprozessen gleichmäßig im Bauteil verteilt. Aus Pulvermischungen verschiedener Korngrößen und Dichten ergeben sich auch stets Entmischungsproblematiken. In der konventionellen Pulvermetallurgie wird daher zum Teil über ein vorgelagertes Diffusionsglühen feines Pulver an das Grundpulver angesintert oder es werden organische Bindemittel verwendet, um feines Pulver an das Grundpulver zu kleben. Organische Hilfsmittel werden nach dem Formgebungsprozess durch Sintern thermisch entfernt. [1] Weiterlesen

Hochpräzise Messung der physikalischen Eigenschaften von Flüssigkeiten mit piezoelektrischen MEMS Resonatoren

  Von , ,
Abbildung 1: MEMS Sensor mit angepasstem Elektrodendesign, um spezielle mechanische Schwingungsmoden effizient anzuregen

Abbildung 1: MEMS Sensor mit angepasstem Elektrodendesign, um spezielle mechanische Schwingungsmoden effizient anzuregen.

Einleitung und Motivation

Flüssigkeiten spielen eine zentrale Rolle in nahezu jedem Aspekt unseres Lebens von Körperflüssigkeiten über Lebensmittel bis hin zu chemischen Prozessen und technischen Anwendungen. Die Kenntnis über die physikalischen Eigenschaften von Flüssigkeiten wie Viskosität und Dichte erlaubt vielfältige Rückschlüsse auf deren aktuellen Zustand. Weiterlesen

Verbesserung der Delaminations-, Impakt- sowie Schadenstolenanzeigenschaften von Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffen durch eine dreidimensionale Verstärkung mittels z-Pins

  Von , ,
Abbildung 1 Z-Pins zur 3D-Verstärkung von Faser-Kunststoff-Verbunden: v.l.n.r. mit kreisförmigem Querschnitt mit einem Durchmesser von 0,28 mm und 0,5 mm sowie mit definierter Oberflächen-Mikrostrukturierung (umlaufende Kerben) und mit rechteckförmiger Querschnittsfläche.

Abbildung 1 Z-Pins zur 3D-Verstärkung von Faser-Kunststoff-Verbunden: v.l.n.r. mit kreisförmigem Querschnitt mit einem Durchmesser von 0,28 mm und 0,5 mm sowie mit definierter Oberflächen-Mikrostrukturierung (umlaufende Kerben) und mit rechteckförmiger Querschnittsfläche.

Einleitung

Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffe, wie sie heute verbreitet in Strukturkomponenten in der Luft- und Raumfahrt sowie zunehmend auch in Bereichen der Elektromobilität zum Einsatz kommen, bestehen typischerweise aus einer polymeren Matrix in Kombination mit verstärkenden Fasern. Speziell die kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffe (CFK) mit Epoxidharzmatrix werden dort eingesetzt, wo ein hoher Leichtbaugrad zwingend erforderlich ist, um energie- und kosteneffiziente Systeme zu erreichen. Diese Werkstoffe besitzen, abhängig u.a. von der Kombination von Matrix und Faserverstärkung sowie der Anordnung und Ausrichtung der verstärkenden Fasern, hervorragende mechanische Eigenschaften kombiniert mit einem geringen Gewicht. Diese Eigenschaften zeigen sich in der Laminatebene, in der die lasttragenden Fasermaterialien ausgerichtet sind. Weiterlesen

High-end Systemtechnik für das Laserschweißen von Kunststoffen

  Von ,
EVOSYS liefert Systemtechnik und Prozess-Know-how für das Laserschweißen von Kunststoffen

EVOSYS liefert Systemtechnik und Prozess-Know-how für das Laserschweißen von Kunststoffen

Die Evosys Laser GmbH entwickelt und fertigt maßgeschneiderte Lasersysteme zur Materialbearbeitung für Industriezweige mit anspruchsvollen Bearbeitungsaufgaben im Kunststoffbereich. Der Laser ist heute in vielen Bereichen der Produktion ein etabliertes Werkzeug. Durch die hohe Präzision, die gut dosierbare Energieeinbringung und nicht zuletzt die Sauberkeit hat sich dieses Werkzeug in der Fertigung einen festen Platz gesichert. Egal ob für Anwendungen aus dem Automotivebereich, der Medizintechnik oder der Consumerbranche unsere EVOSYS Laserschweißsysteme sind für den Einsatz in der 24/7-Produktion konzipiert. Weiterlesen

Kajaks auf der Einwelle

  Von , ,
Bild 1: Zweistufige Zerkleinerungsanlage

Zweistufige Zerkleinerungsanlage
© WEIMA

Im britischen Exeter recycelt das Unternehmen Devon Contract Wasteeine breite Vielfalt an Hartkunststoffen. Dazu gehören auch nicht ganz alltägliche Dinge wie Kraftstofftanks, Kajaks und Straßenkegel. Zentraler Bestandteil der Recyclinganlage ist ein WEIMA WLK 1500 Einwellen-Zerkleinerer.

Seit der Gründung im Jahr 1989 ist Devon Contract Waste (DCW) das führende unabhängige Unternehmen für das Recycling von Gewerbeabfällen im Südwesten Großbritanniens. Mit der Mission, den nachhaltigen Umgang mit Abfällen in der Region weiter voranzutreiben, unterstützt DCW Unternehmendabei, so viel Müll wie nur möglich zu recyceln. Weiterlesen

Anwendungsorientierte Materialkennwertermittlung für Zerspansimulationen auf Basis digitaler Bildkorrelationsverfahren

  Von , ,
Möglichkeiten der Zerspansimulation

Mit fortschreitender Digitalisierung in der Produktionstechnologie gewinnt auch die Zerspansimulation bei der Entwicklung von Präzisionswerkzeugen zunehmend an Bedeutung. Die überwiegend auf der Finite Elemente Methode (FEM) basierenden Ansätze erlauben es, komplexe Geometrievarianten mit wenig Aufwand im frühen Entwicklungsstadium zu simulieren. Die Ergebnisse ermöglichen eine Beurteilung hinsichtlich der Spanbildung sowie der thermomechanischen Belastungen an der Schneidkante und dem Werkzeugkörper. Der Simulationsein­satz bietet Einsparpotenziale in der Entwicklung, da vielversprechende Designs frühzeitig identifiziert und die Anzahl realer Prototypen und Maschinentests verringert werden können. Abb. 1 stellt exemplarisch die mechanische Belastung eines Kugelfräswerkzeugs durch Zugspannungsanteile am Übergang der Schneide zum Werkzeugkörper bei unterschiedlichen Schnittbedingungen gegenüber.

Abb. 1: Mechanische Belastung (Max. Hauptnormalspannung) eines Werkzeugs bei unterschiedlichen Schnittgeschwindigkeiten, berechnet mit dem kommerziellen System AdvantEdge v7.7 (Third Wave Systems, Inc. USA)

Abb. 1: Mechanische Belastung (Max. Hauptnormalspannung) eines Werkzeugs bei unterschiedlichen Schnittgeschwindigkeiten, berechnet mit dem kommerziellen System AdvantEdge v7.7 (Third Wave Systems, Inc. USA)

Weiterlesen

MXene

  Von , ,

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

Mit der Entdeckung des Graphens im Jahr 2004 haben zweidimensionale (2D) Materialien wie MXene aufgrund ihrer außergewöhnlichen mechanischen, elektronischen, optischen sowie chemischen Eigenschaften und den damit verbundenen Anwendungsmöglichkeiten ein wachsendes Interesse erzeugt.

Im Gegensatz zum Graphen, bei dem die Abtrennung der benötigten atomlagen-dünnen Schichten ohne viel Kraftaufwand durch mechanische Trennung möglich ist, ist bei MXenen eine chemische Trennung erforderlich. Als Ausgangsmaterial für MX­ene dienen MAX-Phasen, deren Schichtstrukturen aus Übergangsmetallen (M) bestehen, die von Kohlenstoff oder Stickstoff (X) koordiniert werden, und einem dazwischenliegenden Element der 3. oder 4. Hauptgruppe (A). Für MXene werden daher Ätzverfahren mit Fluss- oder Salzsäure in Kombination mit Fluoridsalzen eingesetzt, um die A-Schichten selektiv zu lösen und die MXene zu isolieren. Weiterlesen

Mobile Härteprüfgeräte

  Von ,
BU: Härteprüfung an schwer zugänglichen Stellen mit dem e-handy

BU: Härteprüfung an schwer zugänglichen Stellen mit dem e-handy

Mobile Härteprüfverfahren sind u.a. für die schnelle Wareneingangsprüfung sowie die Prüfung an großen Bauteilen und schwer zugänglichen Stellen in der Produktionsumgebung optimal geeignet. Die Geräte selbst sind handlich, flexibel einsetzbar und meist kostengünstiger als stationäre Härteprüfer.

Durch Auswahl eines geeigneten mobilen Härteprüfers können nahezu alle Erzeugnisse, darunter polierte Teile, Schweißnähte sowie wärmebehandelte Oberflächen direkt vor Ort in unterschiedlichen Positionen (horizontal, vertikal, Überkopf) geprüft werden. Weiterlesen

Ermüdungsverhalten von Faserverbunden berechnen

  Von ,
Zerstörte Probekörper nach einem Belastungstest im Hydropulser. (Bild: Heike Fischer / TH Köln)

Zerstörte Probekörper nach einem Belastungstest im Hydropulser. (Bild: Heike Fischer / TH Köln)

Faserverbundmaterialien werden aufgrund ihres Gewichtsvorteils in immer mehr Branchen eingesetzt, etwa in der Automobilfertigung. Bislang gibt es aber noch keine zuverlässigen Prognoseverfahren für die Lebensdauer solcher Bauteile, so dass diese aus Sicherheitsgründen oftmals überdimensioniert werden.

In einem Forschungsprojekt haben die TH Köln und die Structural Engineering GmbH & Co. KG jetzt ein allgemeingültiges Berechnungsmodell entwickelt. Weiterlesen