Autor: HWAdmin

Metamaterialien: Stark verdrehte Stäbe speichern große Mengen Energie

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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)

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

Smarte Textilien und Oberflächen – Wie eine leichte Folie noch mehr Leben in die Technik bringt

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© Oliver DietzeForscher Sebastian Gratz-Kelly zeigt ein Sensorelement mit metallbeschichteter Folie: Das Touchpad – hier auf einem Armband – erkennt Druck und Bewegungsrichtung des Fingers, der darüberstreicht. Mit maschinellem Lernen und KI kann es Buchstaben und Formen entziffern.

© Oliver Dietze: Forscher Sebastian Gratz-Kelly zeigt ein Sensorelement mit metallbeschichteter Folie: Das Touchpad – hier auf einem Armband – erkennt Druck und Bewegungsrichtung des Fingers, der darüberstreicht. Mit maschinellem Lernen und KI kann es Buchstaben und Formen entziffern.

Kleider übertragen virtuelle Berührungen auf die Haut, Displays bestätigen Eingaben mit Nachdruck, sogar Lautsprecher werden ultraleicht: Die dünne Silikonfolie, die all dies möglich macht, bewegt sich nach Wunsch, sie vibriert, klopft, drückt oder zieht. Alles nur mit elektrischer Spannung.

Die Folie ist fast so dünn wie Frischhaltefolie und ein wahrer Tausendsassa. Mit ihr kann das Team der Professoren Stefan Seelecke und Paul Motzki von der Universität des Saarlandes den Dingen auf energiesparende Weise neue Fähigkeiten verleihen. Auf Textilien angebracht, macht sie den eigenen Körper in der virtuellen Realität etwa von Computerspielen spürbar. Indem sich die Folie bewegt und mit wohl dosierter Kraft drückt, überträgt sie Berührungsempfindungen auf die Haut. Als dehnbare Schicht im Arbeitshandschuh gibt sie weiter, wie Hand und Finger sich bewegen und lässt den Computer Gesten verstehen. Auf flache Displays zaubert die Folie Knöpfe, Schalter oder Schieberegler, die auftauchen und wieder verschwinden. Sogar stromsparende leichte Lautsprecher, Signalgeber oder schallschluckende Textilien zählen zu den Prototypen, die die Experten für smarte Materialsysteme an der Universität und am Saarbrücker Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik (Zema) entwickeln. Weiterlesen

Für härteste Einsätze und maximale Performance – die innovativen Kompaktschleifteller der neuen PG Easy Familie von LUKAS-ERZETT.

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Kompaktschleifteller PG Easy Purple Grain von LUKAS-ERZETTEin kräftiges Lila und ein sattes Grün – das sind die Farben, an denen man die innovativen Kompaktschleifteller der PG Easy Familie von LUKAS-ERZETT auf den ersten Blick erkennt. Und wer einmal damit gearbeitet hat weiß, für welche herausragenden Eigenschaften diese Kompaktschleifteller stehen. Zum Beispiel beeindruckende Abtragswerte, eine lange Lebensdauer, niedriger Kraftaufwand, weniger Werkzeugwechsel und nicht zuletzt eine optimierte Werkzeuggeometrie, die einen präzisen Gleichlauf des Kompaktschleiftellers sowie maximalen Komfort in der Anwendung ermöglicht. Weiterlesen

Regional, kompakt, komplett: Die LOGISTICS & AUTOMATION 2025 in Dortmund und Hamburg

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München, 30.01.2025. Automatisierung, Digitalisierung, Effizienzsteigerung und Künstliche Intelligenz: Das sind aktuelle Trendthemen der Intralogistik. Adressiert werden sie auf der LOGISTICS & AUTOMATION in Dortmund (7.-8. Mai 2025) und vier Wochen später in Hamburg (3.-4. Juni 2025) – jeweils gemeinsam mit der EMPACK und in Hamburg erstmals auch mit der aaa all about automation. Die Besucher können an beiden Standorten eine ebenso entspannte wie interessante Fachmesse mit hohem Praxisbezug erwarten – und sie werden einen aktuellen Überblick über die gesamte Wertschöpfungskette der Intralogistik gewinnen. Weiterlesen

Individuelle Sensorlösungen oft günstiger als Umbauten

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Extrem flacher Sensor zur Erfassung kleinster Kräfte für Messungen des Augeninnendrucks (Urheber: burster)

Extrem flacher Sensor zur Erfassung kleinster Kräfte für Messungen des Augeninnendrucks (Urheber: burster)

Im Sondermaschinenbau oder bei der Um-, Auf- und Nachrüstung bestehender Maschinen und Anlagen passen handelsübliche Sensoren oft nicht an der vorgesehenen Stelle. Abhilfe schafft ein Service des Sensorspezialisten burster: In der Abteilung MySensor können alle Kraft-, Drehmoment-, Weg- und Drucksensoren aus dem Portfolio nach Vorgaben der Anwender einsatzgerecht angepasst oder kundenindividuell neu konstruiert werden. Klingt aufwändig, ist aber meist günstiger, als die Anlagen selbst für den Einsatz von Standardsensoren umzubauen. Zudem spart das Vorgehen Zeit und garantiert optimale Messwerte. Der Umbau beginnt mit einer Machbarkeitsanalyse, bei der CAD-Daten ausgewertet werden. Per Video begutachten die Sensorexperten gegebenenfalls das Gerät, um die bestmögliche Stelle für eine Kraft- oder Drehmomentmessung zu finden und stimmen dann die Vorgehensweise ab. Nach der Analyse wird ein Prototyp gefertigt, vom Anwender getestet, evaluiert und dann in Serie gefertigt. Als Werkstoffe stehen Aluminium oder Edelstahl zur Verfügung. Sie decken eine Vielzahl von Einsatzanforderungen ab und eignen sich für besondere Anforderungen beispielsweise in Hygienebereichen oder der Medizintechnik. Bei Bedarf können Dehnungsmessstreifen zur Aufnahme von Kräften auch direkt in Kundenteile integriert werden. Weiterlesen

Wischtücher für industrielle Verunreinigungen

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Das PowerClean™ Produktportfolio eignet sich hervorragend für das Industrie-Segment und beinhaltetzweckmäßige, technisch entwickelte Wischtuchlösungen, die die jeweiligen Herausforderungen souverän bewältigen.

Das PowerClean™ Produktportfolio eignet sich hervorragend für das Industrie-Segment und beinhaltet
zweckmäßige, technisch entwickelte
Wischtuchlösungen, die die jeweiligen
Herausforderungen souverän bewältigen.

Flüssigkeiten schnell wegwischen, Lösungsmittel zügig aufnehmen, Öl, Fett und Ruß restlos beseitigen: Ein Allzwecktuch kann unmöglich all diese Aufgaben sicher und effizient leisten. Dennoch findet sich in vielen Arbeitsstätten nach wie vor eine solche Soforthilfe. Was auf den ersten Blick praktisch erscheint, entpuppt sich auf den zweiten als ein Katalysator für mangelhafte Reinigungsergebnisse und steigende Abfallmengen. Wird ein einfaches, nicht wiederverwendbares Allzwecktuch für sämtliche Reinigungsaufgaben herangezogen, kann dies den Materialverbrauch steigern und zu einem schlechteren Reinigungsergebnis führen. Kimberly-Clark Professional™ bietet daher das PowerClean™ -Produktportfolio an, das optimierte Wischtuchlösungen für den Industriebereich enthält. Das X70 POWERCLEANTM ist widerstandsfähig gegenüber Löse- und Reinigungsmitteln, während die X80 POWERCLEANTM bei starken Verunreinigungen ihre Struktur behalten und Späne restlos aufnehmen, ohne Oberflächen zu beschädigen. Weiterlesen

Nylon-Fresser – mikroskopische Helfer beim Recycling von Kunststoffabfällen

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Eine gentechnisch veränderte Pseudomonas putida, die Nylon abbauen und in wertvolle Stoffe umwandeln kann. Das Bakterium wurde entwickelt, um das Recycling von Nylon zu verbessern und als Grundlage für biotechnologische Prozesse zu dienen. | Copyrights: Susanne Husted Nielsen

Eine gentechnisch veränderte Pseudomonas putida, die Nylon abbauen und in wertvolle Stoffe umwandeln kann. Das Bakterium wurde entwickelt, um das Recycling von Nylon zu verbessern und als Grundlage für biotechnologische Prozesse zu dienen. | Copyrights: Susanne Husted Nielsen

Ein Team von Wissenschaftler:innen des Instituts für Bio- und Geowissenschaften – Biotechnologie am Forschungszentrum Jülich hat zusammen mit der Firma Novonesis ein Bakterium entwickelt, das die Einzelbausteine verschiedener Nylonvarianten „frisst“ und in wertvolle Stoffe umwandeln kann. Die Ergebnisse dieser Forschung leisten einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung von Nylonrecycling.

Synthetische Polyamide, besser bekannt als Nylon, werden aufgrund ihrer Langlebigkeit und hohen Zugfestigkeit in diversen Industriezweigen und Produkten eingesetzt – vom wohl bekanntesten Beispiel Strumpfhosen über Unterwäsche und Sportkleidung bis hin zu Fallschirmen, Netzen, Angelschnüren und Komponenten in der Automobilindustrie. Trotz der breiten Einsatzmöglichkeiten und Nutzung liegt die Recyclingquote von Polyamiden bislang unter fünf Prozent. Viele Nylonabfälle landen entweder auf Deponien, weil geeignete Recyclingprozesse fehlen, gelangen als Netze oder Seile aus der Fischerei in die Umwelt oder werden verbrannt, was giftige Substanzen freisetzen kann. Weiterlesen

Neue Perspektiven für Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft

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© Fraunhofer IAOCYCLOMETRIC beweist, wie wichtig ein Zusammenspiel aus technischen Lösungen, innovativen methodischen Ansätzen und einem Bewusstseinswandel ist.

© Fraunhofer IAO
CYCLOMETRIC beweist, wie wichtig ein Zusammenspiel aus technischen Lösungen, innovativen methodischen Ansätzen und einem Bewusstseinswandel ist.

Konkrete Lösung für drängende Herausforderungen: Im Projekt CYCLOMETRIC haben Forschende des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO eine Lösung entwickelt, die es Unternehmen ermöglicht, Nachhaltigkeitsbewertungen und Kreislaufwirtschaftskonzepte bereits in frühe Entwicklungsphasen zu integrieren – genau dort, wo die größten Hebel für eine umweltverträgliche Gestaltung liegen. Weiterlesen

Durchbruch bei leitfähigen Kunststoffen: Neuer Polymerkristall leitet Strom wie ein Metall

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Ein internationales Forschungsteam hat unter Mitwirkung von Wissenschaftler:innen der Technischen Universität Dresden (TUD) ein bahnbrechendes zweidimensionales leitendes Polymer entwickelt. Eine spezielle, geordnete Form von Polyanilin (2DPANI) weist eine außergewöhnliche elektrische Leitfähigkeit und ein metallisches Ladungstransportverhalten auf. Die Entdeckung ist ein grundlegender Durchbruch in der Polymerforschung, denn sie eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung leistungsfähigerer organischer Elektronik.

Schematische Darstellung des Verfahrens zur Synthese von 2DPANI auf der Wasseroberfläche.© Peng Zhang

Schematische Darstellung des Verfahrens zur Synthese von 2DPANI auf der Wasseroberfläche. © Peng Zhang

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Keramische Faserverbundwerkstoffe erstmals reparierbar

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Bauteil aus carbonfaserverstärktem Siliziumkarbid zur Befestigung optischer Instrumente, die für Raumfahrtanwendungen genutzt werden. ECM - Engineered Ceramic Materials GmbH

Bauteil aus carbonfaserverstärktem Siliziumkarbid zur Befestigung optischer Instrumente, die für Raumfahrtanwendungen genutzt werden. ECM – Engineered Ceramic Materials GmbH

Forschende am Institut für Materials Resource Management der Universität Augsburg haben eine Methode entwickelt, um Bauteile aus keramischen Faserverbundwerkstoffen zu reparieren. Nach einer zerstörungsfreien 3D-Analyse werden Schädigungsbereiche gezielt abgetragen und anschließend über neuartige Reparaturprozesse mit geeignetem Material verfüllt. Bislang war eine Reparatur solcher Faserverbundwerkstoffe nicht möglich. Das Projekt “R4CMC – Repair Concepts for Reduced Reject Rates of virgin and overhauled CMC” wurde vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie gefördert.  

Keramische Faserverbundwerkstoffe (Ceramic Matrix Composites – CMC) zeichnen sich durch ihre Hochtemperatur- und Korrosionsbeständigkeit, ihr schadenstolerantes Verhalten und ihre geringe Dichte aus. Sie eignen sich damit für Anwendungen in extremen Umgebungen und werden vor allem in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, z. B. in Satellitenstrukturen. Weitere Anwendungsbereiche finden sich in der Automobilindustrie, z.B. in Brems- oder Kupplungsscheiben, oder im Maschinenbau, z.B. in Schutzhülsen für Pumpenanwendungen.

Am Institut für Materials Resource Management haben Forschende nun erstmals eine Methode entwickelt, wie sich lokale Schäden in CMC-Bauteilen reparieren lassen. Weiterlesen