Kategorie: Themen

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

Anwendungsorientierte Materialkennwertermittlung für Zerspansimulationen auf Basis digitaler Bildkorrelationsverfahren

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Möglichkeiten der Zerspansimulation

Mit fortschreitender Digitalisierung in der Produktionstechnologie gewinnt auch die Zerspansimulation bei der Entwicklung von Präzisionswerkzeugen zunehmend an Bedeutung. Die überwiegend auf der Finite Elemente Methode (FEM) basierenden Ansätze erlauben es, komplexe Geometrievarianten mit wenig Aufwand im frühen Entwicklungsstadium zu simulieren. Die Ergebnisse ermöglichen eine Beurteilung hinsichtlich der Spanbildung sowie der thermomechanischen Belastungen an der Schneidkante und dem Werkzeugkörper. Der Simulationsein­satz bietet Einsparpotenziale in der Entwicklung, da vielversprechende Designs frühzeitig identifiziert und die Anzahl realer Prototypen und Maschinentests verringert werden können. Abb. 1 stellt exemplarisch die mechanische Belastung eines Kugelfräswerkzeugs durch Zugspannungsanteile am Übergang der Schneide zum Werkzeugkörper bei unterschiedlichen Schnittbedingungen gegenüber.

Abb. 1: Mechanische Belastung (Max. Hauptnormalspannung) eines Werkzeugs bei unterschiedlichen Schnittgeschwindigkeiten, berechnet mit dem kommerziellen System AdvantEdge v7.7 (Third Wave Systems, Inc. USA)

Abb. 1: Mechanische Belastung (Max. Hauptnormalspannung) eines Werkzeugs bei unterschiedlichen Schnittgeschwindigkeiten, berechnet mit dem kommerziellen System AdvantEdge v7.7 (Third Wave Systems, Inc. USA)

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MXene

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

Mit der Entdeckung des Graphens im Jahr 2004 haben zweidimensionale (2D) Materialien wie MXene aufgrund ihrer außergewöhnlichen mechanischen, elektronischen, optischen sowie chemischen Eigenschaften und den damit verbundenen Anwendungsmöglichkeiten ein wachsendes Interesse erzeugt.

Im Gegensatz zum Graphen, bei dem die Abtrennung der benötigten atomlagen-dünnen Schichten ohne viel Kraftaufwand durch mechanische Trennung möglich ist, ist bei MXenen eine chemische Trennung erforderlich. Als Ausgangsmaterial für MX­ene dienen MAX-Phasen, deren Schichtstrukturen aus Übergangsmetallen (M) bestehen, die von Kohlenstoff oder Stickstoff (X) koordiniert werden, und einem dazwischenliegenden Element der 3. oder 4. Hauptgruppe (A). Für MXene werden daher Ätzverfahren mit Fluss- oder Salzsäure in Kombination mit Fluoridsalzen eingesetzt, um die A-Schichten selektiv zu lösen und die MXene zu isolieren. Weiterlesen

Mobile Härteprüfgeräte

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BU: Härteprüfung an schwer zugänglichen Stellen mit dem e-handy

BU: Härteprüfung an schwer zugänglichen Stellen mit dem e-handy

Mobile Härteprüfverfahren sind u.a. für die schnelle Wareneingangsprüfung sowie die Prüfung an großen Bauteilen und schwer zugänglichen Stellen in der Produktionsumgebung optimal geeignet. Die Geräte selbst sind handlich, flexibel einsetzbar und meist kostengünstiger als stationäre Härteprüfer.

Durch Auswahl eines geeigneten mobilen Härteprüfers können nahezu alle Erzeugnisse, darunter polierte Teile, Schweißnähte sowie wärmebehandelte Oberflächen direkt vor Ort in unterschiedlichen Positionen (horizontal, vertikal, Überkopf) geprüft werden. Weiterlesen

Ermüdungsverhalten von Faserverbunden berechnen

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Zerstörte Probekörper nach einem Belastungstest im Hydropulser. (Bild: Heike Fischer / TH Köln)

Zerstörte Probekörper nach einem Belastungstest im Hydropulser. (Bild: Heike Fischer / TH Köln)

Faserverbundmaterialien werden aufgrund ihres Gewichtsvorteils in immer mehr Branchen eingesetzt, etwa in der Automobilfertigung. Bislang gibt es aber noch keine zuverlässigen Prognoseverfahren für die Lebensdauer solcher Bauteile, so dass diese aus Sicherheitsgründen oftmals überdimensioniert werden.

In einem Forschungsprojekt haben die TH Köln und die Structural Engineering GmbH & Co. KG jetzt ein allgemeingültiges Berechnungsmodell entwickelt. Weiterlesen

Elektronenstrahlschmelzen bringt sprödes Metall in Form

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Bauteil aus Wolfram, hergestellt im 3D-Druck mit dem Verfahren des Elektronenstrahlschmelzens (Foto: Markus Breig, KIT)

Bauteil aus Wolfram, hergestellt im 3D-Druck mit dem Verfahren des Elektronenstrahlschmelzens (Foto: Markus Breig, KIT)

Forschenden des KIT ist es erstmals gelungen, Bauteile aus Wolfram für den Einsatz im Hochtemperaturbereich im 3D-Druck-Verfahren Elektronenstrahlschmelzen herzustellen.

Wolfram hat mit 3.422 Grad Celsius den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle. Ideal für den Einsatz dort, wo es richtig heiß wird, etwa für Weltraumraketendüsen, Heizelemente von Hochtemperaturöfen oder im Fusionsreaktor. Das Metall ist aber zugleich sehr spröde und daher schwer zu verarbeiten. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) fanden nun einen innovativen Ansatz, wie sie „den Spröden geschmeidig machen“: Sie entwickelten für das Verfahren des Elektronenstrahlschmelzens neue Prozessparameter, um damit auch Wolfram verarbeiten zu können. Weiterlesen

Mit aktivem maschinellem Lernen zu neuen Solarzellen

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Aktiv selbst lernend bewegt sich der Algorithmus immer weiter durch die unendlichen Weiten des molekularen Raums und schlägt immer wieder neue Moleküle vor, die die Basis für die nächste Generation von Solarzellen sein könnten. Bild: Christian Kunkel / TUM

Aktiv selbst lernend bewegt sich der Algorithmus immer weiter durch die unendlichen Weiten des molekularen Raums und schlägt immer wieder neue Moleküle vor, die die Basis für die nächste Generation von Solarzellen sein könnten.
Bild: Christian Kunkel / TUM

Ein Forschungsteam der Technischen Universität München (TUM) und des Fritz-Haber-Instituts in Berlin nutzt maschinelles Lernen bei der Suche nach geeigneten molekularen Materialien für neue organische Halbleiter, die Basis für organische Feldeffekt-Transistoren (OFETs), Licht emittierende Dioden (OLEDs) und organische Solarzellen (OPVs). Um mit der endlosen Vielfalt möglicher Materialien effizient zurechtzukommen, bestimmt die Maschine selbst, welche Daten sie braucht.

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Netzwerke öffnen für die Digitalisierung in der Produktion

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Damit man sich bei der Digitalisierung der Produktion nicht selbst im Weg steht, müssen bestehende Strukturen überdacht, neue geschaffen sowie die Wege zu den Datenquellen geöffnet werden. (Urheber: ipopba/stock.adobe.com)

Damit man sich bei der Digitalisierung der Produktion nicht selbst im Weg steht, müssen bestehende Strukturen überdacht, neue geschaffen sowie die Wege zu den Datenquellen geöffnet werden. (Urheber: ipopba/stock.adobe.com)

Praktisch alle Unternehmen wissen, dass die durchgehende Digitalisierung ihrer Produktionsanlagen unumgänglich ist, um sich auch zukünftig am Markt behaupten zu können. Damit man sich bei diesem Vorhaben nicht selbst im Weg steht, müssen bestehende Strukturen überdacht, neue geschaffen sowie die Wege zu den Datenquellen geöffnet werden. Waren bisher der IT- und OT-Bereich getrennt bzw. voneinander abgeschottet, ist jetzt ein ganzheitliches Netzwerkdenken vonnöten. Hier kann der OT-Bereich von den Erfahrungen der IT profitieren, denn hinsichtlich der Echtzeitgarantie oder der Einhaltung von Security-Anforderungen stehen bereits bewährte Lösungen zur Verfügung. Weiterlesen

Luftreinigungssysteme für Innenräume reduzieren das Risiko einer Ansteckung

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Das Spetec Luftreinigungssystem Cleanboy® Office

Das Spetec Luftreinigungssystem Cleanboy® Office (Bildquelle: Spetec GmbH)

Jeder kennt sie. Jeder hat sie. Die FFP2-Maske. Sie schützt uns vor Aerosolen, die durch unsere Mitmenschen beim Sprechen und Atmen ausgestoßen werden. Sie schützt auch unsere Mitmenschen vor Aerosolen, das sind feine Tröpfchen in der Atemluft, die wir selbst emittieren. Vor diesen Aerosolen müssen wir uns derzeit schützen, denn sie sind das Vehikel mit dem das Coronavirus SARS-CoV-2 (Covid19) transportiert wird. Die Funktion eines Mund-Nasen-Schutzes ist sichtlich einfach. In einem partikelreduzierenden Filter werden in den engen Maschen des Filtermediums Partikel und auch Aerosole absorbiert, dadurch aus der Atemluft entfernt und somit das Ansteckungsrisiko deutlich reduziert. Weiterlesen

Viele Beschichter, eine Oberflächenqualität

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KHS greift auf Systemlacklösungen von FreiLacke zurück.

KHS greift auf Systemlacklösungen von FreiLacke zurück.

Hamburger Maschinenbauunternehmen stellt Zulieferer weitgehend auf Systemlacke von FreiLacke um; nun zieht auch Mutterkonzern nach

Damit Getränke sicher zum Point of Sale und damit zu den Konsumenten gelangen, sind viele einzelne Schritte nötig: Von der Planung einer geeigneten Behälterform und -größe über die Herstellung, Befüllung und Etikettierung bis hin zum Verpackungsprozess. Das ist die Kernkompetenz der KHS GmbH, einem global agierenden Anbieter von Abfüll- und Verpackungslösungen. Seit 2008 gehört der Hamburger Maschinenbauer zur Dortmunder KHS-Gruppe und ist auf die Entwicklung und Fertigung von Maschinen zur Herstellung von PET-Flaschen spezialisiert. Auf manchen dieser zehn Meter langen Maschinen können bis zu 81.000 Flaschen pro Stunde hergestellt werden – das sind pro Tag zwei Millionen Flaschen. Weiterlesen

Neues Optris Komplettsystem für Glashärtungsanlagen

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Neues Optris Komplettsystem für Glashärtungsanlagen

Neues Optris Komplettsystem für Glashärtungsanlagen

Die physikalischen Eigenschaften von Flachglas lassen sich durch gezielte Wärmebehandlung beeinflussen. So wird z.B. durch sogenanntes thermisches Vorspannen Einscheibensicherheitsglas (ESG) hergestellt. Dazu werden die Scheiben zunächst in einem Ofen auf mehr als 600 °C gleichmäßig erwärmt. Danach erfolgt in einer Kühlsektion durch Anblasen mit Luft das schlagartige Herunterkühlen. Weiterlesen