Störgeräusche direkt an der Maschine messen und auswerten

© Fraunhofer IDMT
Demonstrator Hannover Messe: Konfigurierte drahtlose Sensorknoten (im Vordergrund) senden Zustandsmeldungen der Axialkolbenpumpe (links) an ein Tablet.

Fraunhofer zeigt auf der Hannover Messe vom 23. bis 27. April 2018 den Prototypen eines neuen kognitiven Systems zur vorausschauenden Wartung (Predictive Maintenance) von Produktionsanlagen (Halle 2, Stand C22). Intelligente akustische Sensoren verarbeiten batteriebetrieben an Ort und Stelle Audiosignale von Maschinen und Anlagen. Aus den Informationen, die drahtlos an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden, lassen sich Rückschlüsse auf den Zustand der Fertigungsanlagen ziehen und mögliche Schäden vermeiden. Industriekunden profitieren von einer kostengünstigen, skalierbaren und datensicheren Industrie 4.0-Lösung, die Ausfallzeiten gering hält. Weiterlesen

Schnelleres Befüllen von Lithiumionen-Akkus

Füllung einer Lithiumionen-Zelle unter Vakuum: Die Benetzung der Elektrode (dunkler Bereich) schreitet von allen Seiten gleichmäßig voran. Links: nach 33 Min, rechts nach 41 Min. Nach ca. 50 Min. ist die Elektrode vollstaendig benetzt. (Bild: Wolfgang Weydanz / Bosch / TUM)

Entwickler von Bosch und Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) haben Neutronen eingesetzt, um das Befüllen eines Lithiumionen-Akkus für Hybridautos mit Elektrolytflüssigkeit zu analysieren. Ihr Experiment zeigte, dass die Elektroden unter Vakuum doppelt so schnell benetzt werden wie unter Normaldruck.

Einer der kritischsten und zeitlich aufwändigsten Prozesse in der Batterieherstellung ist das Befüllen der Lithiumionen-Zellen mit Elektrolytflüssigkeit nachdem die Elektroden in die Batteriezelle eingebaut wurden. Während das Befüllen selbst nur wenige Sekunden dauert, warten Batteriehersteller oft mehrere Stunden lang, um sicher zu gehen, dass die Flüssigkeit vollständig in die Poren des Elektrodenstapels eingesogen ist. Weiterlesen

Biosensoren aus Graphen einfach ausdrucken

© Foto Fraunhofer IBMT
Endlosfolie mit gedruckten Biosensoren: Fraunhofer hat ein günstiges Rolle-zu-Rolle-Verfahren entwickelt.

Zellbasierte Biosensoren können die Wirkung verschiedener Stoffe, wie beispielsweise Medikamente, auf den menschlichen Körper im Labor nachbilden. Je nach Messprinzip kann ihre Herstellung jedoch teuer sein. Oft wird daher auf ihren Einsatz verzichtet. Kostenfaktoren bei elektrisch messenden Sensoren sind das teure Elektrodenmaterial und eine aufwändige Fertigung. Fraunhofer-Wissenschaftler stellen Biosensoren mit Graphen-Elektroden günstig und einfach im Rolle-zu-Rolle-Druck her. Ein Anlagen-Prototyp für die Massenproduktion existiert bereits. Weiterlesen

Elektrobleche: Starke Magnetfelder durch scharfe Kanten

Um in einem Elektromotor die Elektrizität in Bewegungsenergie umzuwandeln, müssen Magnetfelder erzeugt werden. Entscheidend für die Effizienz des Elektromotors sind die magnetischen Eigenschaften seiner Hauptbestandteile, der sogenannten Elektrobleche. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) haben den Verarbeitungsprozess dieser Bleche untersucht.

Die lange Ladedauer der Batterien und die geringe Reichweite – das sind aktuell die Hauptkritikpunkte an der Elektromobilität. Forscherinnen und Forscher arbeiten daran, die Effizienz der Elektromotoren zu erhöhen, um so den Energiebedarf von Elektrofahrzeugen zu senken. Dabei spielen viele Einzelkomponenten eine Rolle, allen voran die Elektrobleche. Sie sind wichtig, da in ihnen die Magnetfelder erzeugt werden, die den Motor durch die Anziehungs- und Abstoßungskräfte in Bewegung versetzen. Weiterlesen

Intelligentes Rotorblatt optimiert die Windenergienutzung

© Foto Fraunhofer IWES, Pascal Hancz
Das smarte Blatt im Extremlasttest: über drei Hydraulikzylinder werden die Lasten aufgetragen.

Der Anteil der Windenergie am Gesamtstrom steigt von Jahr zu Jahr. Die riesigen Rotorblätter sind das Herzstück jeder Windenergieanlage. Das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES hat im Projekt »SmartBlades« zusammen mit Partnern ein Rotorblatt entwickelt, das durch eine neuartige Biegetorsions-Kopplung in der Lage ist, hohe Schwankungen der Windstärken effizienter zu nutzen. Im Folgeprojekt »SmartBlades2« wird das Konzept nun mithilfe eines Demonstrators experimentell überprüft. Weiterlesen

Wandel – Prognose – Transfer: FOREL-Studie 2018 erschienen

Das Forschungs- und Technologiezentrum für ressourceneffiziente Leichtbaustrukturen der Elektromobilität (FOREL) hat unter dem Titel „Ressourceneffizienter Leichtbau für die Mobilität: Wandel – Prognose – Transfer“ die FOREL-Studie 2018 veröffentlicht. Sie thematisiert innovative Fertigungstechnologien für kommende Fahrzeugarchitekturen, zeigt Defizite auf und leitet Handlungsbedarfe ab. In diesem Jahr wird die Umfrage mit mehr als 220 Insidern erstmals ergänzt durch ausführliche Interviews mit Entscheidungsträgern aus der Automobil- und Zulieferindustrie sowie zugehörigen Dienstleistern. Weiterlesen

Aktuelle Umfrage zur Digitalisierung im Maschinen- und Anlagenbau: Noch ein weiter Weg zur Smart Factory

Ist die Digitalisierung im deutschen Maschinen- und Anlagenbau angekommen? INFORM, Anbieter entscheidungsintelligenter Softwaresysteme, und das FIR (Forschungsinstitut für Rationalisierung) e.V. an der RWTH Aachen, haben hierzu Ende 2017 eine Befragung durchgeführt. Experten und Entscheider aus 47 verschiedenen Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus wurden entsprechend zum Entwicklungsstand und der Bedeutung der Digitalisierung in und für ihre Branchen interviewt. INFORM schreibt damit eine erste Erhebung aus dem Jahr 2015 fort, deren Ergebnisse als Vergleichswerte für den aktuellen Status quo der Maschinen- und Anlagenbauer in puncto „Industrie 4.0“ dienen. Weiterlesen

Kognitive Sensorik in der Produktion

Im Zuge von Industrie 4.0 wird die Produktion individueller – langfristig streben Unternehmen die Losgröße Eins an. In den Firmen bedeutet Digitalisierung jedoch häufig noch: punktuelle Einzellösungen, die nur unvollständig oder gar nicht miteinander vernetzt sind. Nachfolgende Prozesse oder Vorausplanungen können nicht von den erfassten Daten profitieren. Damit sich die Prozesse verzahnen, anwendungsspezifische Daten austauschen und Abläufe optimieren lassen, entwickelt das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS in Nürnberg Technologien zur Identifikation, Lokalisierung und Kommunikation für kognitive Sensorik und Systeme. Auf der Hannover Messe Preview am 6. Februar und vom 23. bis 27. April 2018 auf der Hannover-Messe stellen die Forschenden entsprechende Lösungen und datengetriebene Anwendungen am Beispiel des Montageprozesses eines Motors vor (Halle 2, Stand C22). Weiterlesen

Autonomer 3D-Scanner unterstützt individuelle Fertigungsprozesse

© Foto Fraunhofer IGD
Das Scansystem kann jedes beliebige Bauteil in Echtzeit vermessen – ein langwieriger Anlernprozess ist nicht erforderlich.

Die Armlehne im Oldtimer ist gebrochen? Sind momentan noch viel Glück und Durchhaltevermögen erforderlich, das passende Ersatzteil aufzutreiben, so lässt sich die Lehne im Zuge von Industrie 4.0 und der Produktion mit Losgröße eins einfach scannen und ausdrucken. Möglich macht dies ein 3D-Scanner, der erstmals autonom und in Echtzeit arbeitet. Auf der Hannover-Messe Preview am 6. Februar ist das autonome Scansystem zu sehen, ebenso wie vom 23. bis 27. April 2018 auf der Hannover Messe (Halle 6, Stand A30).

Der besondere Charme von Oldtimern liegt darin, dass sie schon lange nicht mehr gefertigt werden –auf den Straßen sind sie somit rar und etwas Besonderes. Geht jedoch etwas am Fahrzeug kaputt, wird diese Sonderstellung schnell zum Problem. Denn Ersatzteile werden naturgemäß nicht mehr produziert. Im Zuge von Industrie 4.0 soll sich das ändern: Die Produktion wandelt sich hin zur Losgröße eins, sprich zur individuellen Fertigung. Man spricht dabei auch von »Highly customized mass production«. Weiterlesen

Stahl ist nicht gleich Stahl: Informatiker und Materialforscher optimieren Werkstoff-Klassifizierung

In Autos, Windrädern und Brücken wird viel Stahl verbaut, etwa 5.000 Stahlsorten sind auf dem Markt. Doch wie können Hersteller bei einem spezifischen Stahl garantieren, dass er immer dieselbe hohe Qualität aufweist? Bisher werden dafür Materialproben unter dem Mikroskop analysiert und von erfahrenen Mitarbeitern mit Beispielbildern abgeglichen. Diese Werkstoff-Klassifizierung ist jedoch fehleranfällig. Mit Hilfe von maschinellen Lernverfahren haben Saarbrücker Informatiker und Materialforscher daher eine Methode entwickelt, die viel genauer und objektiver ist als herkömmliche Qualitätskontrollen. Weiterlesen