Kategorie: Themen

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

Laserbohren von Dünnglas

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Abbildung 1: Bohrzeit in Abhängigkeit der Laserwellenlänge bei maximaler Pulsenergie @ 100 kHz

Der Laser wird in zahlreichen Industriezweigen erfolgreich zur Materialbearbeitung eingesetzt. Insbesondere das Laserbohren ist aufgrund der hohen Flexibilität in Bezug auf die Bohrgeometrie und der Vielzahl an bohrbaren Werkstoffen von hoher Bedeutung. Mit ultra-kurz gepulsten (UKP) Lasern mit Pulsdauern im Pikosekundenbereich lassen sich filigrane Bohrlöcher erzeugen, mit minimalem Wärmeeintrag auf das zu bearbeitende Bauteil. Beim Laserbohren wird prinzipiell zwischen dem Perkussions-, Trepanier- und Wendelbohren unterschieden. Beim Perkussionsbohren wird die Bohrung ohne Bewegung des Laserfokus durch eine definierte Anzahl an Laserpulsen generiert. Mit dieser Verfahrensweise können Bohrdurchmesser mit wenigen µm gebohrt werden, wobei die bohrfähige Materialstärke werkstoffabhängig begrenzt ist. Das Trepanier- und Wendelbohren, bei dem der Laserfokus entlang der Bohrgeometrie verfahren wird, ermöglicht flexible Bohrdurchmesser und eignet sich für höhere Materialstärken. Weiterlesen

Kunststoffschweißprozesse

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Autoren:
Dipl.-Ing. Christopher Pommer, SKZ, Würzburg
Dr. Benjamin Baudrit, SKZ, Würzburg
M.Sc. Heinrich Leicht, SKZ, Würzburg
Dr.-Ing. Peter Heidemeyer, SKZ, Würzburg
Prof. Dr.-Ing. Martin Bastian, SKZ, Würzburg

Im Rahmen eines öffentlich geförderten Forschungsprojektes wurde die Einsatzmöglichkeit der passiven Thermographie im Bereich des Schweißens von Kunststoffen untersucht. Während diverser Fügeprozesse wurde die entstehende Temperatur mithilfe einer Wärmebildkamera protokolliert und zeitgleich von einer eigens entwickelten Software ausgewertet. Durch die Bestimmung der thermischen Eigenschaften und der Emissionskoeffizienten der untersuchten Materialien konnten in den Aufnahmen korrekte absolute Temperaturen angezeigt werden. Die passive Thermographie wurde an vier verschiedenen Schweißverfahren geprüft. Industrielle Anwendungen der passiven Thermographie als zerstörungsfreie Prüfmethode (ZfP) bzw. als Prozessüberwachungswerkzeug zeigen bereits den Erfolg und die vielversprechenden Möglichkeiten im Bereich des Kunststoffschweißens. Weiterlesen

Metallfügen mittels Laserstrahlung

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Abbildung 1: Querschliff eines laserstrahlgeschweißten Folienstapels aus korrosionsbeständigen Stählen

Autor: Vincent Mann, M.Sc., SFI

Moderne Produkte enthalten heutzutage eine Vielzahl an Kontaktstellen, durch die einzelne Komponenten miteinander verbunden sind. Neben form- und reibschlüssigen Fügeverfahren, wie beispielsweise dem Verschrauben, spielen stoffschlüssige Verbindungen eine wichtige Rolle. Insbesondere im Kontext des Leichtbaus oder steigender Anforderungen an die Baugruppen kann durch den Einsatz stoffschlüssiger Fügeverfahren das Gewicht durch den Wegfall von Verbindungselementen wie Schrauben oder Nieten reduziert oder zumindest konstant gehalten werden. Dabei stellt das Schweißen neben dem Hart- und Weichlöten die bedeutendste Fügetechnologie dar. Diese untergliedert sich wiederum in eine Vielzahl verschiedener Verfahren, deren Eignung für den jeweiligen Anwendungsfall geprüft werden muss. Aktuell kommen im Stahl- und Kranbau hauptsächlich konventionelle Verfahren, wie das MSG-, WIG- und E-Hand-Schweißen zum Einsatz, da die Stückzahlen gering sind und der Schweißprozess meist durch Fachpersonal manuell durchgeführt werden muss. Weiterlesen

Soft Robots

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

Mit dem Begriff Roboter werden im allgemeinen Sprachgebrauch präzise Computer-gesteuerte automatisierte und zum Teil humanoide Maschinen verbunden, die eine starre Struktur besitzen und Gelenke, Scharniere oder Klappen aufweisen. Soft Robots bestehen im Gegensatz dazu aus nachgiebigen Materialien und sind an biologische Systeme angelehnt. Potentielle Anwendungsgebiete von Soft Robots sind beispielsweise Such- und Bergungseinsätze auf unzugänglichem Terrain, die feinfühlige Handhabung empfindlicher Gegenstände oder weiche Orthesen, die insbesondere für die Rehabilitation von Gliedmaßen sehr gezielte Versteifungen oder Formungen ermöglichen. Um autonomes Verhalten zu ermöglichen, müssen alle Anlagen der Sensorik und Aktorik, der Steuerungscomputer, die Energieversorgung und Kommunikationsvorrichtungen in das flexible Material eingebettet werden. Idealerweise werden dazu Smart Materials genutzt, die gleich mehrere dieser Funktionen integrieren. Die anwendungsnahe Forschung an Soft Robots ist zudem ein sehr interdisziplinäres Feld, das querschnittliche Expertisen aus Informatik, Materialwissenschaften und dem Maschinenbau nutzt. Weiterlesen

Portables Messsystem erweitert Möglichkeiten beim Rohrbiegen

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© transfluid
Bildunterschrift: Mit dem drahtlosen System t control können Rohre und Verbindungselemente wie Flanschen einfach direkt vor Ort vermessen werden.

Der Weg zu exakten Messdaten für die Bauteilerstellung, das Reverse Engineering oder die Bauteilkontrolle ist insbesondere beim Rohrbiegen unverzichtbar für wertschöpfende Ergebnisse. Um das Messen auch in engen Räumen einfacher zu machen, haben die Experten von Transfluid gemeinsam mit einem Partner ‚t control‘ entwickelt – das drahtlose System zur Vermessung von Rohren und Verbindungselementen wie Flanschen. Weiterlesen

Elektronische Tattoos: Über markante Körperstellen mobile Endgeräte intuitiv steuern

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Informatiker der Saar-Universität und des US-Konzerns Google geben Falten, Knöcheln und Muttermalen eine völlig neue Bedeutung. Ähnlich wie Kaugummi-Tattoos für Kinder tragen die Forscher ultradünne, elektronische Tattoos an den markanten Körperstellen auf. Die Nutzer können diese berühren, quetschen und ziehen, um so intuitiv mobile Endgeräte wie einen Musikspieler zu steuern oder einfach Symbole aufleuchten zu lassen. Der Vorteil: Die Körperstellen sind so vertraut, dass die einzelnen Steuerelemente sogar mit geschlossenen Augen bedient werden können. Zusätzlich ermöglichen sie eine völlig neue Art der Interaktion und liefern auch auf eine natürliche Art und Weise Bedienhinweise.

Über ultradünne, elektronische Tattoos an markanten Körperstellen können Nutzer mobile Endgeräte steuern. Fotos: Universität des Saarlandes

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Infrarot 3D-Scanner

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© Foto Fraunhofer IOF
Mit dem neuen Infrarot 3D-Scanner lassen sich Menschen ohne störende Projektionen erfassen.

In Videospielen werden Infrarot 3D-Scanner schon lange eingesetzt. Während hier die Scanner jedoch nur erfassen, ob zum Beispiel ein Spieler die Arme beim virtuellen Volleyball hochreißt, arbeitet der neue 3D-Scanner vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF wesentlich genauer. Mit einer Bildauflösung von einer Million Pixel und einer Datenverarbeitung in Echtzeit sind zahlreiche Anwendungen möglich. Weiterlesen

CO2 – vom Klimakiller zum chemischen Rohstoff

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Man nehme das schädliche Treibhausgas Kohlendioxid und verwandle es mithilfe regenerativ erzeugten Stroms in eine universelle Basis für die Herstellung von Kraftstoffen und die chemische Industrie. Das ist, stark verkürzt, das Ziel einer Gruppe von Verfahren, die auch als Co-Elektrolyse bezeichnet wird. Jülicher Wissenschaftler informieren über den aktuellen Entwicklungsstand dieses Power-to-X-Konzepts, das zu den zentralen Forschungsthemen des Kopernikus-Projekts P2X zählt.

„In P2X erforschen wir eine vollkommen neue Wertschöpfungskette mit CO2 als Ausgangsstoff, die im Vergleich zu einem reinen Wasserstoffkreislauf, der sogenannten Wasserstoffwirtschaft, zusätzliche Funktionen wie die Verwertung von Kohlendioxid und geschlossene Kohlenstoffkreisläufe ermöglicht“, erläutert Prof. Rüdiger A. Eichel, Direktor des Instituts für Energie- und Klimaforschung, Bereich Grundlagen der Elektrochemie (IEK-9). Weiterlesen

Neue Steuerung für Smartwatch, Smartphone und Smart TV

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Elektronische Armbanduhren, die Smartwatches, gelten als Revolution am Handgelenk. Allerdings lassen sie sich bisher nur umständlich bedienen, da ihre Eingabefläche zu klein ist. Forscher des Max-Planck-Instituts für Informatik haben daher zusammen mit Kollegen aus Finnland und Dänemark eine neuartige Eingabemethode entwickelt: Die Bewegungen von Daumen und Zeigefinger werden nicht neben der Uhr auf dem Handrücken wie auf einem Touchscreen erfasst, sondern auch im unmittelbaren Luftraum über dem Handrücken. Auf diese Weise lassen sich nicht nur Smartwatch, Smartphone, moderne Fernsehgeräte und Endgeräte für erweiterte Realität steuern, es sind auch völlig neue Interaktionsformen möglich. Weiterlesen

BAM entwickelt Frühwarnsystem für Rohrleitungsschäden

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Wie kann man Rohrleitungssysteme kontinuierlich überwachen und so Schäden frühzeitig erkennen? In einer Machbarkeitsstudie untersucht die BAM den Einsatz von verteilter akustischer und faseroptischer Sensorik zur Detektion von Schäden, damit Rohrleitungen in Zukunft noch sicherer werden.

Sensoren spüren kleinste Schäden auf

Bereits kleinste Lecks in Rohrleitungen von Industrieanlagen, die Gase oder Flüssigkeiten führen, können große Schäden verursachen. Umso wichtiger ist es, dass potenziell gefährliche Veränderungen frühzeitig erkannt und überwacht werden. Im Projekt „Anwendung der verteilten akustischen und faseroptischen Sensorik zur kontinuierlichen Überwachung von Rohrleitungen“ (AGIFAMOR) untersucht ein Team aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der BAM, wie man Rohrleitungssysteme kontinuierlich auf Schäden wie Risse, Brüche oder Ablagerungen überwachen kann. Weiterlesen