Autor: HWAdmin

Innovative Rechenmethode enthüllt Hochleistungs­keramiken für extreme Umgebungen

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Künstlerischer Blick auf das Kristallgitter einer Hochentropie-Keramik, die so hitzebeständig und elektronisch belastbar ist, dass sie Geräten den Betrieb bei lavaähnlichen Temperaturen ermöglichen könnte.

Künstlerischer Blick auf das Kristallgitter einer Hochentropie-Keramik, die so hitzebeständig und elektronisch belastbar ist, dass sie Geräten den Betrieb bei lavaähnlichen Temperaturen ermöglichen könnte. ( © B. Schröder/HZDR)

Ein internationales Forschungsteam hat ein Verfahren entwickelt, um neuartige Materialien zu berechnen, die bei extrem hohen Temperaturen von mehreren tausend Grad Celsius funktionieren. Diese leistungsfähigen Keramiken könnten eines Tages die Grundlage für robustere Beschichtungen, Batterien und strahlungsbeständige Geräte bilden.

Elektronische Geräte, die lavaähnlichen Temperaturen von mehr als 1.000 Grad Celsius standhalten? Eine neue Klasse von Hochleistungsmaterialien könnte das bald möglich machen. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Materialwissenschaftler:innen der Duke University (USA) hat eine Berechnungsmethode vorgestellt, mit der sich schnell Vertreter einer neuen Klasse von Materialien entwickeln lassen, die so hitzebeständig und elektronisch stabil sind, dass sie Geräte in die Lage versetzen könnten, bei extremer Hitze zu funktionieren. Bei diesen Materialien handelt es sich um Keramiken aus sogenannten Überangsmetallcarbonitriden oder -boriden. Dieser spezielle Typ von Verbindungen bildet stark ungeordnete Strukturen, sogenannte Hochentropiephasen. Durch die zufällige Verteilung der Kationen im Material kommt es dabei in hohem Maße zu Reflexionen und Interferenzen von Wellen, woraus sich besondere mechanische, elektronische und thermische Eigenschaften ergeben. Weiterlesen

Digitaler Zwilling beschleunigt Solarforschung

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Solarflächen der Zukunft: flexibel, durchsichtig und mit immenser Einsatzvielfalt. (Bild: FAU/DALL-E/runwayml)

Solarflächen der Zukunft: flexibel, durchsichtig und mit immenser Einsatzvielfalt. (Bild: FAU/DALL-E/runwayml)

Künstliche Intelligenz soll die Suche nach dem perfekten Material für Solarmodule um den Faktor zehn beschleunigen. Daran arbeitet ein interdisziplinäres Team der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). Die Forschenden aus der Materialwissenschaft, dem Ingenieurwesen, der Chemie und der Informatik wollen einen digitalen Zwilling implementieren, der Materialkombinationen besser charakterisiert und Hochdurchsatzexperimente schneller zum Erfolg führt. Weiterlesen

KI-basierte Prozessüberwachung beim Rührreibschweißen

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Roboterbasiertes FSW unter Zuhilfenahme eines 6-Achs Industrieroboters für einen hochflexiblen Einsatz und komplexe Geometrien. ©KUKA Deutschland GmbH

Roboterbasiertes FSW unter Zuhilfenahme eines 6-Achs Industrieroboters für einen hochflexiblen Einsatz und komplexe Geometrien. ©KUKA Deutschland GmbH

Ob Seitenwände von Hochgeschwindigkeitszügen, Batteriewannen von Elektrofahrzeugen oder Tankstrukturen von Trägerraketen: Viele Industriezweige stellen besondere Anforderungen an Fügeverbindungen, sprich Schweißnähte. Für einige Anwendungen hat sich das Rührreibschweißen (kurz FSW, eng. Friction Stir Welding) als besonders innovative Fügetechnik durchgesetzt. Um die Qualität der Nähte schon während des Prozesses zu erfassen und damit Zeit und Kosten bei der nachträglichen Prüfung zu sparen, forscht das KI-Produktionsnetzwerk an der Universität Augsburg mit drei schlagkräftigen Partnern – der BCMtec GmbH, der Grenzebach Maschinenbau GmbH sowie der KUKA AG – an einem zuverlässigen, KI-basierten Prozessüberwachungssystem. Weiterlesen

Staatlich geförderte Wärmepumpentrocknung

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© Harter-Trockner-Energie-CO2-Einsparung

© Harter-Trockner-Energie-CO2-Einsparung

Sie möchten Ihre Energiebilanz verbessern? Ebenso Ihren Prozess und die Qualität Ihres Produktes? Airgenex®-Lacktrocknung mit Wärmepumpe macht dies möglich. Hinter Airgenex® steht eine hocheffiziente Trocknungstechnologie. Durch ihren alternativen physikalischen Ansatz ist sie in der Lage vielfältige Qualitäten wie niedrige Temperaturen, wenig Energie und hohe Prozesssicherheit zu kombinieren.

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Innovation im Korrosionsschutz durch Partnerschaft von Straetmans High TAC und BCD Chemie

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Die Vertriebspartnerschaft zwischen Straetmans High TAC GmbH und BCD Chemie GmbH, die im Januar 2024 gestartet wurde, verspricht eine wegweisende Entwicklung im Bereich des Korrosionsschutzes und der Metallbearbeitung. Kunden profitieren von gutem Service und innovativer Problemlösung.

© BCD Chemie GmbH

© BCD Chemie GmbH

High TAC hat in den 20 Jahren ihres Bestehens einen respektablen Ruf als Hersteller klassischer und innovativer Additive für die Metallbearbeitung und -konservierung erworben. Neben TACorr E78 und TemProTAC bietet das Unternehmen auch eine breite Palette an Inhibitoren für Farben und Lacke an, die durch ihre gute Wirksamkeit, Umweltverträglichkeit und Handhabbarkeit gekennzeichnet sind.

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Mit der Natur gegen Materialermüdung

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Korallen sind den Gezeiten und anderen Meeresströmungen ausgesetzt. Die Evolution hat dafür gesorgt, dass sie trotzdem stabil bleiben.

© Hiroko Yoshii
Korallen sind den Gezeiten und anderen Meeresströmungen ausgesetzt. Die Evolution hat dafür gesorgt, dass sie trotzdem stabil bleiben.

Wissenschaftler*innen der Universitäten Erlangen-Nürnberg, Bayreuth und Haifa in Israel, des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam, der Charité – Universitätsmedizin Berlin sowie der TU Berlin als Konsortialführerin haben eine neue DFG-Forschungsgruppe gegründet. Ziel ist die Entwicklung neuer Materialien durch Bioinspiration. Sie sollen widerstandsfähiger sein gegen das gefährliche Phänomen der Materialermüdung, die ohne Vorwarnung zum Materialversagen und damit zu schweren Unfällen führen kann. Weiterlesen

Künstliche Intelligenz optimiert Materialgestaltung

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Konzeptualisierung eines Laufschuhs aus einem Metamaterial. KI-​generiert mit DALL-​E (Visualisierung: ETH Zürich)

Konzeptualisierung eines Laufschuhs aus einem Metamaterial. KI-​generiert mit DALL-​E (Visualisierung: ETH Zürich)

Forschende haben eine künstliche Intelligenz so trainiert, dass sie die Struktur sogenannter Metamaterialien mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften für verschiedene Anwendungsfälle entwerfen kann.

Helme, die die Energie eines Aufpralls absorbieren, Laufschuhe, die jedem Schritt einen zusätzlichen Schub geben, oder Implantate, die die Eigenschaften von Knochen imitieren. Metamaterialien machen solche Anwendungen möglich. Ihre innere Struktur ist das Ergebnis eines sorgfältigen Designprozesses, wonach 3D-​Drucker die generierten Strukturen mit optimierten Eigenschaften herstellen können. Forschende unter der Leitung von Dennis Kochmann, Professor für Mechanik und Materialforschung am Departement für Maschinenbau und Verfahrungstechnik der ETH Zürich, haben neuartige KI-​Tools entwickelt. Diese umgehen den zeitaufwändigen und auf Intuition basierenden Designprozess von Metamaterialien und sagen stattdessen Strukturen mit außergewöhnlichen Eigenschaften schnell und automatisiert vorher. Ein Novum ist, dass diese Tools auch für große (sogenannte nichtlineare) Belastungen anwendbar sind, zum Beispiel wenn ein Helm bei einem Aufprall große Kräfte absorbiert. Weiterlesen

Objektiv klassifizierbare Stahlmaterialien durch Deep Learning

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© Fraunhofer IWMVisualisierung der Korngrößenqualifizierung des Modells anhand einer exemplarischen, bainitischen 100Cr6-Aufnahme mit heterogener Mikrostruktur (a). In der Abbildung (b) sind Bereiche in Rot und Gelb hervorgehoben, in diesem Fall grobe Kristallite, die das Modell stark berücksichtigt.

© Fraunhofer IWM
Visualisierung der Korngrößenqualifizierung des Modells anhand einer exemplarischen, bainitischen 100Cr6-Aufnahme mit heterogener Mikrostruktur (a). In der Abbildung (b) sind Bereiche in Rot und Gelb hervorgehoben, in diesem Fall grobe Kristallite, die das Modell stark berücksichtigt.

Wälzlager werden überall dort eingebaut, wo sich etwas dreht. Das breite Einsatzgebiet reicht von der großen Windkraftanlage bis zur kleinen elektrischen Zahnbürste. In Bezug auf ihre Qualität und die jeweilige Anwendung müssen die Lager aus Stahlbauteilen sorgfältig ausgewählt und geprüft werden. Maßgeblichen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Stahls hat die Korngröße. Bislang wird die Größe der mikroskopisch kleinen Kristallite per Sichtprüfung durch Metallographinnen und Metallographen bewertet – eine subjektiv geprägte, fehleranfällige Methode. Forschende am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM haben nun in Zusammenarbeit mit der Schaeffler Technologies AG & Co. KG ein Deep Learning-Modell entwickelt, das eine objektive und automatisierte Bewertung und Bestimmung der Korngröße ermöglicht. Weiterlesen

„Hochqualifizierte Schnittstelle“ – Michael Kern vom Unternehmen Spindel Full Service setzt auf präventive Instandhaltung und fachliches Feintuning als Wirtschaftsmotoren

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Geschäftsführer Michael Kern

Geschäftsführer Michael Kern (Bildquelle: Paul Hoffmann)

Selten war die wirtschaftliche Stimmung in Deutschland so gedrückt wie im Moment. Steigende Kosten, Engpässe bei Material und Fachkräften sowie billiger produzierende Konkurrenz aus dem Ausland setzen vielen Unternehmen hierzulande zu. „In einigen Bereichen ist und bleibt Deutschland federführend. Und die können eine entscheidende Schlüsselrolle in unserer wirtschaftlichen Zukunft spielen“, sagt Michael Kern, Geschäftsführer der Spindel Full Service GmbH. Weiterlesen