Kategorie: Themen

Informative Beiträge zu dem Themen: Fertigung, Forschung, Oberfläche, 3D-Druck, Verbindungstechnik, Lufttechnik, Umwelttechnik, Werkstoffe und viele mehr.

Die zweite Schicht: Deep Learning in der Produktion

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Rückblick: Vom klassischen ML zum Deep Learning
FOM Hochschule für Oekonomie & Management

FOM Hochschule für Oekonomie & Management

Im ersten Teil dieser Artikelserie stand der Einstieg in die Künstliche Intelligenz über klassische Machine-Learning-Verfahren im Fokus. Entscheidungsbäume, Random Forests oder ähnliche Modelle bieten mittelständischen Unternehmen einen pragmatischen Zugang zu datengetriebener Optimierung. Sie sind transparent, vergleichsweise leicht zu implementieren und liefern robuste Ergebnisse – solange sich das Problem klar strukturieren lässt. Doch nicht jede industrielle Fragestellung lässt sich mit festen Regeln oder wenigen Entscheidungsdimensionen abbilden. Spätestens dann, wenn visuelle Informationen ins Spiel kommen oder kontinuierliche Zielgrößen vorhergesagt werden müssen, stoßen klassische ML-Ansätze an ihre Grenzen. An dieser Stelle beginnt die nächste Schicht der KI-Zwiebel: Deep Learning. Weiterlesen

Die Kernmacherei der Zukunft

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Kernschießmaschinen setzen immer noch Maßstäbe: Bis zu 2,5 Tonnen können z.B. die Kerne der LHL200_1700 auf die Waage bringen, die als Formteile für Schiffsmotoren dienen.

Kernschießmaschinen setzen immer noch Maßstäbe: Bis zu 2,5 Tonnen können z.B. die Kerne der LHL200_1700 auf die Waage bringen, die als Formteile für Schiffsmotoren dienen.

Die Kernmacherei steht vor einem Umbruch: Digitalisierung, Automatisierung und additive Fertigung verändern Prozesse und Kostenstrukturen grundlegend. Der Beitrag zeigt, wie hybride Kernmachereien neue Flexibilität schaffen und Gießereien zukunftsfähig machen. Weiterlesen

Integrierte Solarbatterien

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

Überschüssige, aus Solaranlagen gewonnene Energie wird idealerweise möglichst unmittelbar und mit wenigen Verlusten in Batterie-Systemen gespeichert. Eine kontinuierliche Bereitstellung von Strom auch in Dunkelperioden ist dadurch möglich. Typischerweise handelt es sich dabei um getrennte Systeme aus Photovoltaikmodulen und Batteriespeichern, die über eine externe Verkabelung miteinander gekoppelt sind und in ihrer Gesamtheit bisweilen auch als modulare Solar- oder Photobatterien bezeichnet werden. Solche Systeme und ihre Einzelkomponenten sind heute bereits in der Breite verfügbar und leicht hochzuskalieren. Aufgrund ihres Aufbaus weisen sie jedoch vergleichsweise große Umwandlungs- und Leitungsverluste auf, daher wird mittlerweile an integrierten Solarbatterien geforscht. Sie wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie um, die dann direkt im gleichen System gespeichert werden kann. Solche Systeme sind beispielsweise für kleinere Geräte interessant, die von einer netzunabhängigen Elektrifizierung profitieren oder eine solche benötigen, wie Geräte im Kontext von Smart Citys und Smart Home, Anwendungen in den Bereichen Internet der Dinge (IoT) und Sensornetzwerken sowie für tragbare Elektronikgeräte. Außerdem könnten sie potenziell auch für eine kurzfristige Notstromversorgung sinnvoll sein. Weiterlesen

Intelligente Laser. Null Fehler. EU-Projekt OPeraTIC liefert

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Im Fokus des EU-Projekts OPeraTIC steht die Entwicklung einer neuen Fertigungsplattform, die den Einsatz von Ultrakurzpulslasern zur Strukturierung in großem Maßstab fördert. Diese Plattform wird durch menschzentrierte Forschung, Prototyping und die Verbreitung der Ergebnisse durch eine zielgruppenorientierte Kommunikationsstrategie aufgebaut.

Das Steinbeis Europa Zentrum übernimmt als Projektpartner die Kommunikation und die Verwertung der Projektergebnisse. Es führt Roadmapping zur Kommerzialisierung durch, um den Marktzugang der Innovationen zu erschließen.

OPeraTIC macht Fortschritte bei der Entwicklung eines Ultrakurzpulslaser(UKP)-Systems, das die Oberflächenbehandlung schneller, intelligenter und nachhaltiger gestalten soll. Durch die Kombination von Hochleistungslasertechnologie mit Künstlicher Intelligenz (KI) und Echtzeitüberwachung stellt OPeraTIC, ein modulares Plug-and-Play-System für die 3D-Oberflächenbearbeitung in großtechnischen Industrieanwendungen bereit. Das System wird derzeit in vier Anwendungsfällen in den Bereichen Haushaltsgeräte, Beleuchtung, Luftfahrt und Automobil getestet.

Ergebnisse zeigen:

Integration für 3D-Bewegung: Ein Hochleistungs-Ultrakurzpulslaser wurde erfolgreich mit einer nicht-dispersiven optischen Faser integriert, was eine robotergestützte Handhabung ermöglicht. Zudem wurde eine dynamische Strahlformung kombiniert, um die Produktivität zu steigern.

Vielseitige Strukturierung: Die Laser-Oberflächenstrukturierung wurde auf verschiedenen Materialien – darunter Edelstahl, Aluminium und Verbundwerkstoffe – demonstriert, unter Verwendung von Direct Laser Interference Patterning (DLIP) und Direct Laser Writing (DLW).

Echtzeitüberwachung: Fortschrittliche Überwachungstools (zur Messung der Strahlführung und der resultierenden Textur) wurden für den Inline-Einsatz validiert, was eine Echtzeitkontrolle sowohl der Prozessparameter als auch der Produktqualität ermöglicht.

KI-gesteuertes Design: KI-Modelle unterstützen die Gestaltung und Optimierung von Laseroberflächenbehandlungen, wodurch die Entwicklung schneller, intelligenter und besser an die Bedürfnisse der Nutzer angepasst wird.

Integration in Industrie 4.0: Sichere Kommunikationssysteme und Werkzeuge zur Anlagenmodellierung wurden entwickelt, um eine nahtlose Integration in intelligente Fertigungsumgebungen zu gewährleisten. „OPeraTIC liefert ein Systemkonzept, das den Anforderungen der Industrie entspricht: ein skalierbares, intelligentes, laserbasiertes Strukturierungssystem, das Fehler reduziert, die Effizienz steigert und sich in intelligente Fertigungsumgebungen integrieren lässt.

 

Weitere Informationen:

Marta Escoto, Steinbeis Europa Zentrum

marta.escoto@steinbeis-europa.de

operatic.eu

Mobiles, hochpräzises Kalibrier- und Prüfgerät

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Das mobile Hochpräzisions-Kalibrier- und Prüfgerät TRANS CAL 7281 für mechanische und elektrische Größen (Urheber: burster)

Das mobile Hochpräzisions-Kalibrier- und Prüfgerät TRANS CAL 7281 für mechanische und elektrische Größen (Urheber: burster)

Für turnusmäßige Wartung bzw. Systemkalibrierung von Sensoren an Pressen und Montagelinien im Feld sind Service- und Kalibriertechniker auf hochpräzise, mobile Prüfgeräte angewiesen. Der TRANS CAL 7281 von burster, ein mobiles, praxiserprobtes Hochpräzisions-Kalibrier- und Prüfgerät für mechanische und elektrische Größen, ist das Schweizer Taschenmesser für Servicetechniker (Bild 1). Weiterlesen

Nachhaltige Polyurethan-Produktion ohne giftiges Isocyanat

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© Fraunhofer IAPInfusionsschläuche bestehen oft aus Polyurethanen. Ein neuartiges Produktionsverfahren des Fraunhofer IAP macht es möglich, Polyurethane in höchster Qualität ohne den Einsatz der giftigen Isocyanate herzustellen.

© Fraunhofer IAP
Infusionsschläuche bestehen oft aus Polyurethanen. Ein neuartiges Produktionsverfahren des Fraunhofer IAP macht es möglich, Polyurethane in höchster Qualität ohne den Einsatz der giftigen Isocyanate herzustellen.

Polyurethane (PUR) stecken in vielen Produkten, etwa in Polstermöbeln, in Schaum- oder Dämmstoffen, Fußböden, Lacken und sogar in medizinischen Katheterschläuchen. Bei der Herstellung dieser gefragten Kunststoffe kommt giftiges Isocyanat zum Einsatz. Fraunhofer-Forschende haben jetzt ein alternatives Produktionsverfahren mit unschädlichem Dicarbamat entwickelt.

Chemische Verbindungen der Art Isocyanat sind toxisch und lösen Allergien oder Asthma aus. Allerdings sind sie für die chemische Industrie noch unverzichtbar: Sie werden vor allem für die Herstellung von PUR benötigt. Diese Kunststoffe sind extrem vielseitig und werden daher für zahlreiche Produkte verwendet. Im Endprodukt sind zwar keine Isocyanate mehr enthalten, aber in der Herstellung sind besondere Sicherheitsvorkehrungen erforderlich, um sie vom Menschen fernzuhalten und Gesundheitsgefahren zu vermeiden.

Fraunhofer-Forschenden ist es nun im Projekt »CO2NIPU« (Non-Isocyanate Polyurethanes, NIPU) erstmals gelungen, Polyurethane ohne den Einsatz von Isocyanaten herzustellen. Weiterlesen

Nanomaterialien komponieren – mit KI und Chemie

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Perowskit-Nanokristall-Lösungen mit unterschiedlichen, fein einstellbaren Emissionsfarben | © N. Henke / LMU

Perowskit-Nanokristall-Lösungen mit unterschiedlichen, fein einstellbaren Emissionsfarben | © N. Henke / LMU

Forschende der LMU entwickeln ein Werkzeug, das automatisierte chemische Synthese, Hochdurchsatz-Charakterisierung und datengetriebene Modellierung verbindet.

Der LMU-Forscher Professor Alexander Urban hat gemeinsam mit seinem Team ein Werkzeug entwickelt, das das Design neuer Materialien revolutionieren könnte. Synthesizer ist eine Plattform, die automatisierte chemische Synthese, Hochdurchsatz-Charakterisierung und datengetriebene Modellierung verbindet. Ziel ist es, das Wachstum von Nanokristallen so präzise zu steuern wie nie zuvor und so Materialien mit maßgeschneiderten optischen Eigenschaften zu erzeugen. Weiterlesen

Batterien aus Rost

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Mit Eisenoxid gefüllte Kohlenstoffkugeln bieten gute Speicherkapazität

Herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus enthalten problematische Stoffe wie Nickel und Kobalt. Zudem sind die Lösungsmittel, mit denen Elektrodenmaterialien beschichtet werden, toxisch. Materialwissenschaftler der Universität des Saarlandes suchen daher nach umweltfreundlichen Alternativen. In hochporösen Hohlkugeln aus Kohlenstoff, die an der Universität Salzburg von Professor Michael Elsässer entwickelt wurden, haben sie jetzt fein verteiltes Eisenoxid eingebracht. Die erzielten Speicherkapazitäten klingen vielversprechend, Eisen und Kohlenstoff sind zudem breit verfügbar.

„Aus Salzburg kommen ja bekanntlich die Mozartkugeln her. Analog zu diesen gefüllten Schokoladenkugeln kann man sich die Kohlenstoffhohlkugeln vorstellen, die unsere Kollegen an der Universität Salzburg entwickelt haben. Diese so genannten Spherogele (engl. Carbon Spherogels) bieten uns Einheiten in Nanometergröße (ca. 250 nm) mit großen Oberflächen und einer hohen elektrochemischen Kapazität. Die Herausforderung ist nun, passende Metalloxide über eine chemische Synthese in den schon vorhandenen Hohlraum hineinzupacken“, erklärt die Materialforscherin Stefanie Arnold. Nach ersten Versuchen mit Titandioxid, dessen Fähigkeit, Lithium-Ionen speichern und wieder freizugeben, jedoch relativ gering war, kam das Eisenoxid ins Spiel, das landläufig jeder als Rost kennt. Weiterlesen

SPS-Diagnosepuffer um eine Informationsquelle reicher

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Der Badewanneneffekt: Gleich zu Beginn entstehen Ausfälle durch diverse Mängel (Produkt-, Installations- und Softwarefehler), die mit entsprechend geplantem Aufwand behoben werden müssen. Nach langem Betrieb einer Anlage häufen sich dann wieder die Ausfälle durch Alterung und Verschleiß von Komponenten. (Urheber: Indu-Sol)

Der Badewanneneffekt: Gleich zu Beginn entstehen Ausfälle durch diverse Mängel (Produkt-, Installations- und Softwarefehler), die mit entsprechend geplantem Aufwand behoben werden müssen. Nach langem Betrieb einer Anlage häufen sich dann wieder die Ausfälle durch Alterung und Verschleiß von Komponenten. (Urheber: Indu-Sol)

Wohl fast jeder Maschinenbauer kennt das Szenario bei der Inbetriebnahme: Anstatt mit Loop Checks und Funktionstests die Maschine zu prüfen oder diese starten zu können, kämpft man erst einmal gegen sporadische, nicht reproduzierbare Ereignisse in der PROFINET-Kommunikation. Die Ursachen sind meist nicht klar nachzuvollziehen und auch der SPS-Diagnosepuffer macht hierzu keine klaren Aussagen. Letztlich hilft man sich mit dem sukzessiven Tausch von Steckern, Verbindungsleitungen oder auch der betroffenen Netzwerkkomponenten. Diese Situation nervt, kostet Zeit und ähnelt oft einem „Fischen im Trüben“. Besser wäre es, mit eindeutigen Informationen die Ursachen schnell auffinden und zielgerichtet beseitigen zu können und dann die Möglichkeit zu haben, sich voll auf die Inbetriebnahme zu konzentrieren. Weiterlesen

F-Gase-Verordnung: Die Notwendigkeit zur Chance machen

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© technotrans SE

© technotrans verfolgt einen konsequenten Ausbau natürlicher Kältemittel in seinen energieeffizienten Temperiergeräten der Baureihe teco ci

Die Verschärfungen der F-Gase-Verordnung sorgen bei vielen Unternehmen für Unsicherheit. Fristen rücken näher und die Frage nach der richtigen Kältemittel-Strategie drängt. Was auf den ersten Blick wie eine regulatorische Belastung wirkt, ist gleichzeitig eine strategische Chance für mehr Effizienz, sinkende Betriebskosten und echte Zukunftssicherheit. Als führender Thermomanagement-Spezialist hat technotrans bereits seit Jahren Kühl- und Temperiertechnik mit natürlichem Kältemittel bei seinen Kunden im Einsatz. Mit seiner Erfahrung zeigt das Unternehmen, wie Betriebe die Transformation erfolgreich gestalten und die Notwendigkeit in einen klaren Wettbewerbsvorteil verwandeln. Weiterlesen