Recycling von Seltenerdmetallen

Dr. Ramona Langner, Dr. Diana Freudendahl, Stefan Reschke

Unter dem Begriff Seltenerdmetalle (auch Seltenerdelemente, SEE) werden üblicherweise die 17 chemisch sehr ähnlichen Elemente der Lanthanoiden sowie Yttrium und Scandium zusammengefasst. Sie finden seit gut zwei Jahrzehnten immer breitere Anwendung vor allem in Hochtechnologien oder „grünen“ Technologien wie der Windenergie oder der Elektromobilität. Eine große Rolle spielen sie insbesondere für den Einsatz in Legierungen, Permanentmagneten, NiMH-Akkumulatoren, Katalysatoren sowie als Leuchtstoffe. Weiterlesen

Kohlenstoffbasierte Festschmierstoffe

Stefan Reschke, Dr. Ramona Langner, Dr. Diana Freudendahl

Reibung, Verschleiß und Schmierung sind nach wie vor zentrale Themen bei Konstruktion, Herstellung und Gebrauch beweglicher Bauteile, denn sie bestimmen zu einem wesentlichen Teil Lebensdauer, Wartungskosten und Energieverbrauch der aus ihnen aufgebauten Systeme, wie z.B. Maschinen und Fahrzeuge. Neben flüssigen Schmierstoffen wie z.B. Ölen und höherviskosen Fetten werden für besondere Belastungen, speziell bei hohen Betriebstemperaturen, daher schon lange Mischsysteme aus Ölen bzw. Fetten und Feststoffen wie z.B. Graphit, Molybdendisulfid, Keramikpartikeln oder feinsten (Weich‑)Metallpulvern eingesetzt. Weiterlesen

2D-Materialien

Dr. Diana Freudendahl, Dr. Ramona Langner, Stefan Reschke

Das mit Abstand am weitesten erforschte zwei-dimensionale Material (2D-Material), für dessen Entdeckung im Jahr 2004 Novoselov und Geim den Physik-Nobelpreis (2010) erhielten, ist Graphen. Zu Beginn konzentrierte sich die Erforschung der 2D-Materialien fast ausschließlich auf diesen bemerkenswerten Werkstoff. Das Material besteht aus einer einzigen Atomlage kovalent gebundener Kohlenstoffatome und verknüpft eine sehr gute thermische und elektrische Leitfähigkeit mit sehr geringem Gewicht und extrem hoher Festigkeit. Die elektrische Leitfähigkeit kann allerdings erst durch Modifikationen eingestellt werden, da Graphen ein Isolator ist. Aufgrund dieses außergewöhnlichen Profils wurden in den letzten Jahren zunehmend weitere sehr interessante 2D-Materialien erforscht, die z.T. sehr unterschiedliche Eigenschaften besitzen. Einige dieser Materialien werden im Folgenden näher beleuchtet. Weiterlesen

Nanogeneratoren

Stefan Reschke, Dr. Ramona Langner, Dr. Diana Freudendahl

Das Wort Nanogenerator ist ein Sammelbegriff für kleine und kleinste Energiekonverter, bei denen meist eine nanoskalige Komponente, z.B. Nanoröhren, maßgeblich an der Energiekonversion beteiligt ist. Die Idee ist, sie aus ihrer direkten Umwelt ausreichend Energie ernten zu lassen (Energy Harvesting), um damit aktuelle und insbesondere zukünftige kleine elektronische Einheiten kontinuierlich und ausreichend mit Elektrizität zu versorgen. Solche Kleinstelektronik, wie z.B. hochsensible Bio-, Chemo- oder Umweltsensoren, mikroelektromechanische Bauteile (MEMS) oder Nanoroboter, sollen dadurch unabhängig von externer Energieversorgung durch Kabel oder relativ voluminöse Energiespeicher wie Akkumulatoren oder Batterien werden. Genutzt werden soll dabei die an sich im Überfluss vorhandene Energie aus der Umwelt, nämlich thermische, mechanische, chemische und biochemische Energie. Weiterlesen

Rohstoffknappheit und Ressourceneffizienz

Dr. Ramona Langner

Der jährliche globale Verbrauch an natürlichen Ressourcen wie Bau- und Industriemineralen, Erzen, fossilen Energieträgern und Biomasse steigt rasant an und verdoppelte sich zwischen den Jahren 1979 und 2009 von rund 35 auf fast 70 Milliarden Tonnen. Grund dafür sind eine wachsende Weltbevölkerung, aber auch ein zunehmender Wohlstand in weiten Teilen der Welt. Insbesondere die wirtschaftliche Entwicklung der Schwellenländer führte durch den zusätzlichen Ressourcenbedarf zu einer teilweisen Rohstoffverknappung sowie zu einem Anstieg des Preisniveaus, mit enormen Auswirkungen auf die Versorgung der deutschen Wirtschaft mit natürlichen Ressourcen. Gleichzeitig führt eine übermäßige Nutzung natürlicher Ressourcen zu erheblichen Umweltbeeinträchtigungen bei der Gewinnung von Rohstoffen sowie ihrer Verarbeitung, Nutzung und Entsorgung. Weiterlesen

Innovative Prototypen für höchstmögliche Mobilität im Alter

Leichteres Fahren und Transportieren von Einkäufen verspricht der elektrisch unterstützte Rollator-Prototyp der Projektgruppte „AID“ (Altersgerechtes innovatives Design). Davon konnten sich Besucher, Studenten und Projektpaten auf der eigens aufgebauten „Teststrecke“ am KIT überzeugen.

Leichteres Fahren und Transportieren von Einkäufen verspricht der elektrisch unterstützte Rollator-Prototyp der Projektgruppte „AID“ (Altersgerechtes innovatives Design). Davon konnten sich Besucher, Studenten und Projektpaten auf der eigens aufgebauten „Teststrecke“ am KIT überzeugen.

Die durchschnittliche Lebenserwartung in Deutschland ist mit rund 80 Jahren so hoch wie nie – und rund doppelt so hoch wie noch vor 200 Jahren. Weil Menschen älter werden, vergrößert sich ebenso das Risiko, dass körperliche und geistige Fähigkeiten nachlassen. Gleichzeitig erhöht sich jedoch der Wunsch nach einem selbstbestimmten und mobilen Alltag auch im hohen Alter. Dieser Problemstellung sind in enger Zusammenarbeit mit Schaeffler 41 Masterstudenten am IPEK – Institut für Produktentwicklung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) nachgegangen. Ergebnis: Sieben innovative Prototypen für vielversprechende Lösungen zur Alltagsmobilität im Alter. Weiterlesen

Roboter mit Kraft und Köpfchen

„Total System Solutions“ für die Industrie 4.0 stehen bei Yaskawa zur Hannover Messe im Fokus. Das heißt: durchgängige und kommunikationsfähige Systemlösungen vom Bedienfeld bis zum Roboter. Am Stand des Tochterunternehmens Vipa sind in diesem Zusammenhang auch aktuelle Automatisierungslösungen mit Motoman-Robotern zu erleben.

Eine Demozelle mit einem Handlingroboter Motoman MH5F illustriert den Yaskawa-Ansatz technisch einheitlicher Total System Solutions: Nicht nur der Motoman-Roboter und die Vipa-SPS stammen von Yaskawa, sondern auch Frequenzumrichter und Servotechnik. Steuerung und Roboter sind über die Schnittstelle MotomanSync verbunden. Die Programmierung des Roboters ist so direkt in der Vipa-Steuerung möglich. Die Bedienung erfolgt komfortabel über das SPS-Bedienfeld (HMI). Der Roboterjob wird direkt im PC oder in der SPS gespeichert. Von dort aus gehen die Bewegungsbefehle in Echtzeit an den Roboter. Das von Yaskawa entwickelte Protokoll unterstützt dabei auch SPSen verschiedener anderer Hersteller sowie PC-basierte Steuerungen. Weiterlesen

BioSuck – Abfälle absaugen und Wasser sparen

BioSuck: Weniger Abwasser plus hohes Reststoffrecycling in der Lebensmittelindustrie.

BioSuck: Weniger Abwasser plus hohes Reststoffrecycling in der Lebensmittelindustrie.

Bei der Herstellung von Lebensmitteln fallen riesige Mengen an nicht essbarem Ausschuss wie Schalen von Zitrusfrüchten und Kartoffeln oder Blut aus der Fleischindustrie an. Ihre Entsorgung als Abfall oder zusammen mit dem Schmutzwasser und auch die hygienische Säuberung von Gerätschaften führen zu einem enormen Abwasseraufkommen. Fraunhofer UMSICHT arbeitet zusammen mit einer internationalen Arbeitsgruppe im Projekt BioSuck an der Umgestaltung des Abfallmanagements in der Lebensmittelindustrie. Durch die Absaugung anfallenden Abfalls mittels Vakuumtechnologie fällt weniger Abwasser an, was Entsorgungskosten senkt. Gleichzeitig lässt sich der über Vakuumrohre hygienisch transportierte und konzentrierte Abfall anschließend gezielt für bioenergetische Zwecke nutzen oder bei entsprechender Zusammensetzung recyceln. Im Projekt werden ein System und Richtlinien für Entscheider aus der Lebensmittelindustrie entwickelt, die Informationen darüber geben, wann und wo die Installation von Vakuumleitungen zur Abfallsammlung angebracht ist. Weiterlesen

Höchste Präzision im 3D Druck

Das neue 3D Druck-Set für die Millimeter- skala verleiht der nur 3 mm großen Eiskunstläuferin Grazie, die sie buchstäblich auf dem Kristall tanzen lässt.

Das neue 3D Druck-Set für die Millimeter-
skala verleiht der nur 3 mm großen
Eiskunstläuferin Grazie, die sie buchstäblich
auf dem Kristall tanzen lässt.

Nanoscribe bietet mit einem neuen Erweiterungsset für seine 3D Drucker als erster Hersteller eine Komplettlösung für die Mikrofabrikation an. Das Spektrum der additiven Fertigung wird damit um das weltweit höchstauflösende 3D Druckverfahren – mit maximaler Detailtreue im Sub-Mikrometerbereich – ergänzt und schließt zugleich die bisherige Lücke zwischen der 3D Laserlithografie und anderen 3D Druckverfahren. Weiterlesen

Der neue GranulateContainer von Robatech

GranulateContainer_01Der neue GranulateContainer von Robatech ist eine Ergänzung zum bestehenden automatischen Befüllsystem RobaFeed. Er dient der sauberen Lagerung und störungsfreien Förderung von thermoplastischen Schmelzklebstoffen in Granulat-Form.

Die Ansprüche an die automatische Befüllung von Schmelzgeräten steigt stetig. Effizienz, Sicherheit und Funktionalität stehen dabei im Mittelpunkt. Mit dem vollintegrierten, automatischen Befüllsystem RobaFeed bietet Robatech die ideale Lösung für das sichere und zuverlässige Befüllen von Schmelzgeräten mit Klebstoffgranulat. Weiterlesen