Kategorie: Themen

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

Energy-Harvesting: Gedruckte thermoelektrische Generatoren für die Energiegewinnung

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Durch neu entwickelte Tinten und spezielle Produktionstechniken, wie die Origami-Technik, lassen sich kostengünstig thermoelektrische Generatoren für verschiedenste Anwendungen herstellen. (Foto: Andres Rösch, KIT)

Durch neu entwickelte Tinten und spezielle Produktionstechniken, wie die Origami-Technik, lassen sich kostengünstig thermoelektrische Generatoren für verschiedenste Anwendungen herstellen. (Foto: Andres Rösch, KIT)

Forschende des KIT entwickeln Druckverfahren für kostengünstige, dreidimensionale thermoelektrische Generatoren

Thermoelektrische Generatoren, kurz TEGs, wandeln Umgebungswärme in elektrische Energie um. Sie bieten eine wartungsfreie, umweltfreundliche und autarke Stromversorgung für die stetig wachsende Zahl von Sensoren und Geräten für das Internet der Dinge (IoT) und eine Möglichkeit für die Rückgewinnung von Abwärme. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben nun dreidimensionale Bauteilarchitekturen mit neuartigen, druckbaren thermoelektrischen Materialien entwickelt. Diese könnten einen Meilenstein für die Nutzung kostengünstiger TEGs darstellen. Weiterlesen

Materialdaten für die Simulation – sofort verfügbar

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Präzises Wissen über verfügbare Werkstoffe ist elementar für die Entwicklung von Komponenten und Produkten. Sind Materialparameter verlässlich, reproduzierbar und aktuell dokumentiert, ist dies ein Wettbewerbsvorteil in Bezug auf Entwicklungszeit, Qualität und Innovationsgrad des künftigen Bauteils.

Neben den klassischen technischen Merkmalen sind auch Informationen wie Kosten, eingesetzte Produktionsverfahren, Umweltauswirkungen oder weitere Risikofaktoren mögliche Auswahloptionen. Über visualisierte und wiederholbare Auswahlverfahren können Ergebnisse validiert und Konsistenz zwischen unterschiedlichen Entwicklerteams sichergestellt werden.

Wollen Sie wissen wie einfach die Materialauswahl sein kann?

Testen Sie es selbst: Ansys GRANTA Materials Data for Simulation: Materialdaten | CADFEM

Sensoren schnell digital vernetzen

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Bild 1: Kompaktes Modulsystem für die digitale Sensor-Einbindung ins Industrial-Ethernet-Konzept moderner Anlagensteuerungen (Urheber: burster)

Bild 1: Kompaktes Modulsystem für die digitale Sensor-Einbindung ins Industrial-Ethernet-Konzept moderner Anlagensteuerungen (Urheber: burster)

Modulares System aus Feldbus-Controller und bis zu 8 Messverstärkern

In modernen Automatisierungskonzepten stellt die Digitalisierung bis hinunter zu den Sensoren besondere Anforderungen. Design und Platz oder raue Umgebungsbedingungen erfordern oft Sensoren ohne integrierte Auswerteelektronik. Intelligente Messverstärker, die die Messwerte solcher Sensoren digital auswerten und über einen Feldbus-Controller ins Automatisierungsnetzwerk übertragen erlauben dann eine durchgehende Digitalisierung. Für diese Datenerfassung bietet burster ein skalierbares, volldigitales, kompaktes Modulsystem. Es besteht aus einem Feldbus-Controller (Typ 9251) für industrielle Ethernet-Standards wie PROFINET, EtherNet/IP oder EtherCAT und flexibel einsetzbaren Messverstärkern. An einen Controller können bis zu acht Messverstärker (Typ 9250) angesteckt werden für Sensoren wie DMS, Potentiometer oder analoge ±10 V bzw. inkrementelle Signale. Weiterlesen

Superkondensatoren statt Batterien

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Graphen-Hybride (links) aus metallorganischen Netzwerken (metal organic frameworks, MOF) und Graphensäure ergeben eine hervorragende positive Elektrode für Superkondensatoren, die damit eine ähnliche Energiedichte erreichen, wie Nickel-Metallhydrid-Akkus. Bild: J. Kolleboyina / IITJ

Graphen-Hybride (links) aus metallorganischen Netzwerken (metal organic frameworks, MOF) und Graphensäure ergeben eine hervorragende positive Elektrode für Superkondensatoren, die damit eine ähnliche Energiedichte erreichen, wie Nickel-Metallhydrid-Akkus.
Bild: J. Kolleboyina / IITJ

Einem Team um Roland Fischer, Professor für Anorganische und Metallorganische Chemie an der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, hocheffiziente Superkondensatoren zu entwickeln. Basis des Energiespeichers ist ein neuartiges, leistungsfähiges und dabei nachhaltiges Graphen-Hybridmaterial, das vergleichbare Leistungsdaten aufweist wie aktuell verwendete Batterien und Akkus.
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Thermomagnetische Generatoren wandeln Abwärme auch bei kleinen Temperaturunterschieden in Strom

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Die thermomagnetischen Generatoren basieren auf magnetischen Dünnschichten mit stark temperaturabhängigen Eigenschaften. (Foto: IMT/KIT)

Die thermomagnetischen Generatoren basieren auf magnetischen Dünnschichten mit stark temperaturabhängigen Eigenschaften. (Foto: IMT/KIT)

Die Verwertung von Abwärme trägt wesentlich zu einer nachhaltigen Energieversorgung bei. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Universität Tōhoku in Japan sind dem Ziel, Abwärme bei geringen Temperaturdifferenzen in Strom zu wandeln, nun wesentlich näher gekommen. Ihnen ist es gelungen, bei thermomagnetischen Generatoren, die auf Dünnschichten einer Heusler-Legierung basieren, die elektrische Leistung im Verhältnis zur Grundfläche um den Faktor 3,4 zu steigern. Weiterlesen

Hart wie ein Diamant und verformbar wie Metall

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TU-Wissenschaftler*innen entwickeln neues Material für die Technik von morgen

Smartphones mit großflächigen Glasgehäusen und Displays überzeugen zwar optisch, sind aber auch sehr anfällig für Risse und Kratzer. Um diese Schäden künftig zu vermeiden, bräuchte es ein Material, das die Härte eines Diamanten und die Verformbarkeit eines Metalls vereint. Ein Material, das dem Fund des heiligen Grals der Strukturmaterialien gleich käme. Professor Gerold Schneider von der Technischen Universität Hamburg und weitere Hamburger Materialforscherinnen und -forscher haben nun gemeinsam mit der University of California, Berkeley ein Hybridmaterial, einen so genannten Superkristall entwickelt, der diesem Ziel näher kommt. Damit könnte die Technik auf Gebieten wie der Elektronik, Photonik oder auch Energiespeicherung künftig kostengünstiger, robuster oder auch funktionaler werden.

Nano-Eindruck mit erzeugten Versetzungen und Verdichtung des Superkristalls. Grafik: TU Hamburg

Nano-Eindruck mit erzeugten Versetzungen und Verdichtung des Superkristalls. Grafik: TU Hamburg

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Neuer CO2 Fühler zur Messung der Raumluftqualität

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Mit dem Kohlendioxidfühler FYAD 00-CO2Mx bietet das ausgereifte ALMEMO® System eine genaue und rückführbare Messung zur Beurteilung der Raumluftqualität z.B. für ein entsprechendes Lüftungsverhalten. Neben dem CO2 Gehalt wird zur automatischen Messwertkompensation die Temperatur und der Luftdruck gemessen. Die Genauigkeit des Sensors liegt bei +/- 50 ppm +/ 3% vom Messwert. Weiterlesen

Problematik des Recyclings von CFK aus End-of-Life-Bauteilen

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Anwendung von CFK

Abbildung 1: Vergleich verschiedener technischer Fasern hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften [eig. Darstellung in Anlehnung an 2]

Abbildung 1: Vergleich verschiedener
technischer Fasern hinsichtlich ihrer
mechanischen Eigenschaften [eig. Darstellung
in Anlehnung an 2]

Die unbestreitbaren Potenziale, die der Einsatz von Kohlenstofffasern (engl. carbon fibres; CF) zur Verstärkung von Kunststoffen (CFK) bietet, beruhen insbesondere auf dem Paradoxon nach Slayter. Dieses besagt, dass ein Verbundwerkstoff Spannungen aufnehmen kann, die bei dessen schwächster Komponente zu einem Werkstoffversagen führen würden. [1] Entsprechend bewirken die ohnehin guten mechanischen Kennwerte der Kohlenstofffasern (vgl. Abb. 1) ein deutlich gesteigertes Eigenschaftsprofil in technischen CFK-Anwendungen. Im Zusammenspiel mit den geringen Dichten von Fasern und Kunststoffmatrix bietet sich CFK als ideales Material für Leichtbauzwecke an. Weiterlesen

Arbeitsschutz immer ein großes und wichtiges Thema!

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Arbeits- und Gesundheitsschutz im Betrieb umfasst die drei Bereiche Technik, Organisation und Personal.⁴

Arbeits- und Gesundheitsschutz im Betrieb umfasst die drei Bereiche Technik, Organisation und
Personal.⁴

Ein wesentliches Unternehmensziel ist es, wirtschaftlich zu handeln und zu produzieren. Ein gleichberechtigtes Ziel sollte sein, gute Arbeitsbedingungen zu schaffen. Seit 1996 gilt in Deutschland das Arbeitsschutzgesetz; dieses Gesetz ist für alle Arbeitgeber verbindlich und verpflichtend umzusetzen.

Aber wie verhält es sich mit dem Arbeits- und Gesundheitsschutz im Homeoffice? Wie sieht es mit den allgemeinen Informations- und Dokumentationspflichten aus? Auf diese Fragen und gesetzlichen Forderungen dürfen praktikable Lösungen und Antworten gefunden werden. Arbeitgeber werden auch bei der Gestaltung der Arbeitsplätze im Homeoffice in die Pflicht genommen. Ein Unternehmer kann es nicht dem Arbeitnehmer überlassen, sich selbst um die Einrichtung beziehungsweise Gestaltung des Arbeitsplatzes zu kümmern, sondern hat dafür Sorge zu tragen, dass die Bestimmungen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes auch hier eingehalten werden. Weiterlesen

Kompostierbare Displays für nachhaltige Elektronik

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Das bioabbaubare Display kann aufgrund seiner Anpassungsfähigkeit und Adhäsion direkt auf der Hand getragen werden. (Foto: Manuel Pietsch, KIT)

Das bioabbaubare Display kann aufgrund seiner Anpassungsfähigkeit und Adhäsion direkt auf der Hand getragen werden. (Foto: Manuel Pietsch, KIT)

Forschende des KIT entwickeln gedruckte Displays, die biologisch abbaubar sind

In den kommenden Jahren drohen die zunehmende Verwendung elektronischer Geräte in Gebrauchsgegenständen sowie neue Technologien im Zusammenhang mit dem Internet der Dinge, die Produktion von Elektronikschrott zu erhöhen. Eine umweltfreundlichere Produktion und ein nachhaltigerer Lebenszyklus sind hier von entscheidender Bedeutung, um Ressourcen zu sparen und Abfallmengen zu minimieren. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) ist es erstmalig gelungen, Displays zu produzieren, deren Bioabbaubarkeit von unabhängiger Seite geprüft und bestätigt wurde. Weiterlesen