Highspeed-3D-Drucker für Hochleistungskunststoffe

© Fraunhofer IWU Mit SEAM lässt sich die Additive Fertigung von Kunststoffbauteilen im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren um das Achtfache beschleunigen. Diese ultraschnelle Fertigungsgeschwindigkeit erreicht das Verfahren durch die Kombination von 3D-Druck mit dem Bewegungssystem einer Werkzeugmaschine.

Die additive Fertigung großvolumiger Kunststoffbauteile ist zeitaufwändig. Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU haben nun mit SEAM (Screw Extrusion Additive Manufacturing) ein System und Verfahren entwickelt, das im Vergleich zum herkömmlichem 3D-Druck acht Mal schneller ist. Den ultraschnellen 3D-Drucker konnten Besucher vom 1. bis 5. April 2019 erstmals auf der Hannover Messe am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Aktion erleben. Weiterlesen

Energiereiche Festkörperbatterie

Noch im Laborstadium: Komponenten der Lithium-Festkörperbatterie mit Hybridelektrolyt
Copyright: Forschungszentrum Jülich / T.Schlößer

Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich und der Universität Münster haben eine neue Festkörperbatterie vorgestellt, die über eine Anode aus reinem Lithium verfügt. Lithium gilt als ideales Elektrodenmaterial, mit dem sich die höchsten Energiedichten erreichen lassen. Das Metall ist sehr reaktiv, was einer Verwendung als Anode bisher entgegenstand. Möglich wurde der Einsatz jetzt durch zwei zusätzliche Lagen aus einem neuartigen Polymer. Diese schützen den keramischen Elektrolyten der Batterie und verhindern, dass sich das Metall auf zerstörerische Weise ablagert. In Labortests funktionierte das so gut, dass die Zellen über Hunderte Ladezyklen kaum an Kapazität verloren. Weiterlesen

Wie gut kennen Sie Ihre Kunststoffe?

Kunststoffe werden heutzutage in allen Bereichen unseres Lebens eingesetzt. Sei es als Verpackung, in Automobilen und vor allem in der Elektro-, Elektronik- und Spielzeugindustrie. Die Eigenschaften der Kunststoffe sind dabei sehr unterschiedlich, von extrem starr bis extrem flexibel ist alles möglich – und das in den verschiedensten Farben. Diese Eigenschaften werden durch Zumischungen zum Roh-Polymer erreicht, deren Konzentration im Kunststoff anhand des Elementgehaltes kontrolliert werden kann.

Eine präzise Elementanalyse ist heutzutage unerlässlich, um sicherzustellen, dass Kunststoffprodukte die gewünschten Eigenschaften auch tatsächlich aufweisen. Zudem ist es häufig notwendig nachzuweisen, dass ein aus Kunststoff gefertigtes Teil gesetzlichen Auflagen entspricht.

Ein aktuelles Whitepaper untersucht, inwiefern sich die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) für die Charakterisierung von Elementgehalten in Polymeren eignet und was bei der Probenvorbereitung zu beachten ist.

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Rekord-Datenübertragung im Glasfasernetz mit Verfahren der TUM

In einer einzelnen Faser eines Glasfaserkabels können Informationen auf mehr als hundert Kanälen übertragen werden. (Bild: arcoss / istockphoto.com)

Erstmals ist es gelungen, in einem bestehenden Glasfasernetz Daten mit 500 Gigabit pro Sekunde über eine einzelne Wellenlänge zu übertragen. Möglich wurde die Rekord-Datenrate durch einen neuen Signalprozessor. Das Chip-Set nutzt ein Codierungsverfahren, das an der Technischen Universität München (TUM) erfunden wurde.

Die neue Mobilfunkgeneration 5G soll nicht nur für schnelles mobiles Internet sorgen, sondern beispielsweise auch vernetzte Industrieroboter verlässlich kommunizieren lassen. Grundbedingung dafür sind Datennetze mit einer möglichst hohen Übertragungsrate. In einem städteübergreifenden Feldversuch zwischen München und Regensburg haben der Netzbetreiber M-Net und das Telekommunikationsunternehmen Nokia jetzt erstmals Daten mit 500 Gigabit pro Sekunde über eine einzelne Wellenlänge unter Realbedingungen durch ein Glasfaserkabel übertragen. Weiterlesen

Direktgekühlter Elektromotor aus Kunststoff

© Fraunhofer ICT Schnittdarstellung des Elektromotors. Kernstück des Motors bildet ein Stator aus zwölf Einzelzähnen, die mit einem Flachdraht hochkant umwickelt sind.

Sollen Elektroautos leichter werden, muss auch der Motor abspecken. Beispielsweise, indem man ihn aus faserverstärkten Kunststoffen herstellt. Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT entwickeln gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie KIT ein neues Kühlkonzept, das den Einsatz von Kunststoffen als Gehäusematerial ermöglicht. Ein weiterer Vorteil des Konzepts: Die Leistungsdichte und Effizienz des Antriebs werden gegenüber dem Stand der Technik deutlich erhöht. Weiterlesen

Etiketten der Zukunft: Dresdner Physiker schreiben, lesen und radieren mit Licht

Ein leuchtendes Etikett, kontaktlos aufgedruckt auf eine Plastikfolie. Die leuchtende Schicht ist dünner als ein menschliches Haar. Der Aufdruck lässt sich berührungslos wieder löschen und durch ein anderes Muster ersetzen © M. Gmelch und H. Thomas, TU Dresden

Einem Team von Physikern unter Leitung von Prof. Sebastian Reineke von der Technischen Universität Dresden ist es gelungen, auf eine völlig neue Art Informationen in transparenten Folien zu speichern.

Prof. Reineke und seine LEXOS Gruppe am Institut für Angewandte Physik arbeiten mit transparenten Plastikfolien, die mit weniger als 50 µm dünner als ein menschliches Haar sind. In diese Plastikfolien sind leuchtende organische Moleküle eingebracht. Diese Moleküle befinden zunächst in einem deaktivierten, dunklen Zustand. Durch lokale Bestrahlung mit ultraviolettem Licht lassen sie sich aktivieren und beginnen zu leuchten. Mit Hilfe einer Maske oder eines Laserschreibers können auf diese Weise Muster in die Folie geschrieben werden, deren Auflösung die von aktuellen Laserdruckern erreicht. Durch Bestrahlung mit infrarotem Licht lässt sich das aufgedruckte Muster oder die Leuchtschrift jederzeit wieder vollständig aus der Folie entfernen. Weiterlesen

Neues Material, das Seltene Erden bei LED-Lampen spart

Die LED-Technologie ist derzeit die Beleuchtungstechnik mit dem größten Potenzial für die Zukunft. Mit dem technischen Fortschritt steigt allerdings auch die Belastung für die Materialien, die in einer LED-Lampe verbaut sind. Die transparente Kapsel, die die Leuchtdiode umhüllt, muss zum Beispiel immer höhere Temperaturen aushalten können, gleichzeitig soll die Technologie mit viel weniger der so genannten Seltenen Erden auskommen. Chemiker der Saar-Uni um Professor Guido Kickelbick haben nun mit Partnern aus der Industrie (Osram, BASF) ein Verkapselungsmaterial entwickelt, das LEDs ohne Seltene Erden langlebiger und günstiger machen könnte. Dazu haben sie auch Patente angemeldet. Das Material ist im Rahmen des noch laufenden Forschungsprojektes „Organische und Seltenerd-reduzierte Konversionsmaterialien für LED- basierte Beleuchtung“ (ORCA) entstanden, das vom Bund mit 1,9 Millionen Euro gefördert wird. Weiterlesen

VIDAM® – Sauberkeitsmessgerät für filmische Verunreinigungen

In modernen (Hoch)-Technologiebranchen ist die Sauberkeit von Bauteiloberflächen ein unverzichtbares Qualitätsmerkmal und somit Bedingung für reibungslose Nachfolgeprozesse.

Da selbst modernste Produktionstechniken zu Kontaminationen führen können, ist die Kenntnis der Sauberkeit von Bauteilen eine wesentliche Voraussetzung, um einen hinreichenden Reinigungsprozess zu etablieren. Heute geht es darum, chemische/filmische Verunreinigungen wie Rückstände von Ölen, Fetten, Kühlschmierstoffen, aber auch Handschweiß und Kontamination durch Verpackungsmaterialien nachzuweisen. Das Sauberkeitsmessgerät VIDAM® nutzt das Prinzip der vakuuminduzierten Desorption, um etwaige Kontaminationen von den Werkstoffoberflächen zu lösen und diese dann zu detektieren. Für diese Entwicklung erhielt das VIDAM-Verfahren den Fraunhofer Reinheitstechnik-Preis CLEAN! Weiterlesen

Reinigungstechnologien optimal angewandt

© Fraunhofer IVV
Simulationsergebnisse für die Reinigung eines Tanks mit einem Zielstrahlreiniger.

Man kennt es aus dem Haushalt: Sperrige Küchengeräte und Maschinen sind schwer zu reinigen. In der Industrie sind komplexe Bauteile eher Standard als Ausnahme und stellen große Herausforderungen an die Auslegung der Reinigungssysteme. Eine Simulation kann dabei künftig helfen. In der Lernfabrik Industrielle Reinigungstechnologien, die Ende 2019 am Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Dresden eröffnet wird, können Unternehmen zudem die Kombination verschiedener Reinigungstechnologien testen. Weiterlesen

Optimierte Produktion für bessere Bauteile

Die Ingenieure des wbk wollen die Fertigung von Bauteilen optimieren, um deren Eigenschaften zu verbessern und Ressourcen einzusparen (Foto: Markus Breig, KIT)

Die Qualität von Produkten hängt maßgeblich von der Beschaffenheit ihrer Einzelteile ab: Halten die Schrauben den maximalen Belastungen stand? Ist das verwendete Material fest genug? Oft entscheidet sich schon bei der Fertigung, was ein Bauteil leisten kann. Fertigungsprozesse wie Drehen, Fräsen oder Hämmern haben großen Einfluss auf die Beschaffenheit, Funktionalität und Qualität von Schrauben oder Zahnrädern. Die Produktionstechnikerinnen und -techniker des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) erforschen neue Fertigungsverfahren, welche die Wechselwirkung zwischen Werkstoff und Werkzeug gezielt nutzen, um ressourcenschonend qualitativ bessere Bauteile herzustellen. Weiterlesen