Kategorie: Qualitätskontrolle, Messtechnik, Sensorik

Spannende Beiträge, informative Fachartikel und die neusten Entwicklungen aus dem Themengebiet Qualitätskontrolle, Messtechnik und Sensorik

Neuer Weg zu 2D-Materialien

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Kombination eines Modells aus einer Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme (links) mit einem Ausschnitt der zugrunde liegenden Kristallstruktur eines untersuchten MXenes mit präzise kontrollierten Oberflächenabschlüssen.© B. Schröder/HZDR

Kombination eines Modells aus einer Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme (links) mit einem Ausschnitt der zugrunde liegenden Kristallstruktur eines untersuchten MXenes mit präzise kontrollierten Oberflächenabschlüssen.
© B. Schröder/HZDR

Ein internationales Forschungsteam der Technischen Universität Dresden (TUD), des Max-Planck-Instituts für Mikrostrukturphysik Halle, des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und weiterer Partnerinstitutionen in Europa hat eine neue Methode zur Herstellung von MXenen – einer wichtigen Familie zweidimensionaler Materialien – mit bisher unerreichter Reinheit und Kontrollierbarkeit entwickelt. Ein neuer „Gas-Flüssig-Feststoff“-Prozess ermöglicht die Synthese reiner MXene mit gleichmäßig verteilten und in ihrer Zusammensetzung gezielt eingestellten Halogenatomen auf der Oberfläche. Das führt zu einer spürbaren Steigerung der elektrischen Leitfähigkeit und eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten in der Hochleistungselektronik, Sensorik und Energietechnik. Weiterlesen

GiantEye – Computertomographie in neuer Dimension

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© Fraunhofer IISGantry-Bauweise in Anlehnung an medizinische CT-Scanner: Strahlenquelle und Detektor werden in einer Gantry-Bauweise vertikal rotierend um das Prüfobjekt bewegt. Dies erlaubt es, große Objekte in ihrer natürlichen, horizontalen Lage zu untersuchen, ohne sie zuerst hochkant ausrichten zu müssen.

© Fraunhofer IIS
Gantry-Bauweise in Anlehnung an medizinische CT-Scanner: Strahlenquelle und Detektor werden in einer Gantry-Bauweise vertikal rotierend um das Prüfobjekt bewegt. Dies erlaubt es, große Objekte in ihrer natürlichen, horizontalen Lage zu untersuchen, ohne sie zuerst hochkant ausrichten zu müssen.

Einen Blick ins Innere eines Objekts zu werfen, ohne den Zustand durch das Öffnen oder Demontieren verändern zu müssen: Das ist das Ziel der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP). Doch gescannt werden kann nur, was ins Prüfgerät passt. Im Projekt GiantEye entwickelt das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS in seinem Bereich Entwicklungszentrum Röntgentechnik am Standort Fürth ein neuartiges Hochenergie-Computertomographie-System: Es ermöglicht die zerstörungsfreie Prüfung und Digitalisierung großer und komplexer Objekte in höchster Detailtiefe.

Traditionelle Industrietomographen stoßen an physikalische Grenzen, wenn es um große Volumina und hohe Durchstrahlungsanforderungen geht. Das im Jahr 2013 erbaute XXL-CT-System des Fraunhofer IIS gilt als die weltweit einzige öffentlich zugängliche Anlage mit der Fähigkeit, komplette Fahrzeuge und Seecontainer zu scannen, erforderte jedoch ein aufwändiges Handling der Prüfobjekte. Weiterlesen

Mobiles, hochpräzises Kalibrier- und Prüfgerät

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Das mobile Hochpräzisions-Kalibrier- und Prüfgerät TRANS CAL 7281 für mechanische und elektrische Größen (Urheber: burster)

Das mobile Hochpräzisions-Kalibrier- und Prüfgerät TRANS CAL 7281 für mechanische und elektrische Größen (Urheber: burster)

Für turnusmäßige Wartung bzw. Systemkalibrierung von Sensoren an Pressen und Montagelinien im Feld sind Service- und Kalibriertechniker auf hochpräzise, mobile Prüfgeräte angewiesen. Der TRANS CAL 7281 von burster, ein mobiles, praxiserprobtes Hochpräzisions-Kalibrier- und Prüfgerät für mechanische und elektrische Größen, ist das Schweizer Taschenmesser für Servicetechniker (Bild 1). Weiterlesen

Der gläserne Druckgussprozess – Rückverfolgbarkeit und Vorhersage durch Digitalisierung und KI

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Der digitale Druckguss-Zwilling verknüpft Materialzustandsinformationen zu allen Teilprozessen des Druckgießens und schafft eine Wissensbasis zum Erfüllen von wirtschaftlichen, technologischen und ökologischen Anforderungen. Dazu wurden am Fraunhofer IWM mit Ontologie-basierten semantischen Strukturen Wissensgraphen zu verschiedenen Prozessschritten erstellt und vernetzt.

© Fraunhofer IWM Abb. 1: Der gläserne Druckgussprozess – mit einer integrierten Wissensbasis zu Material- und Prozessdaten den wirtschaftlichen, technologischen und ökologischen Anforderungen an Gussbauteile gerecht werden

© Fraunhofer IWM
Abb. 1: Der gläserne Druckgussprozess – mit einer integrierten Wissensbasis zu Material- und Prozessdaten den wirtschaftlichen, technologischen und ökologischen Anforderungen an Gussbauteile gerecht werden

Dekarbonisierung, Kostensteigerungen, Entwicklungstempo, Innovationsdruck – ohne eine umfassende produktbezogene Wissensbasis können die Herausforderungen, die teilweise im Zielkonflikt miteinander stehen, nicht bewältigt werden. Das gilt besonders für technologieintensive Produkte, die hohe Anforderungen an Sicherheit, Zuverlässigkeit und Lebensdauer zu erfüllen haben, und genauso für Gussbauteile. Weiterlesen

Neuartige „Tinte“ für den lichtbasierten 3D-Druck

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Konzept zur Herstellung elektrochromer Strukturen mithilfe von Digital Light Processing (links); Anwendung im spektroelektrochemischen Experiment (rechts). Bild: Universität Stuttgart / GRK 2948 / F. Sterl

Konzept zur Herstellung elektrochromer Strukturen mithilfe von Digital Light Processing (links); Anwendung im spektroelektrochemischen Experiment (rechts).
Bild: Universität Stuttgart / GRK 2948 / F. Sterl

Eine neuartige „Tinte“ macht es möglich, elektrochemisch schaltbare, leitfähige Polymere mit einem lichtbasierten Verfahren dreidimensional zu drucken. Forschende der Universitäten Heidelberg und Stuttgart ist es gelungen, sogenannte Redoxpolymere für die additive Fertigung mit Digital Light Processing nutzbar zu machen. Die auf diese Weise entstehenden komplexen zwei- und dreidimensionalen Strukturen können elektrochemisch so manipuliert werden, dass sie ihre Farbe ändern. Dies eröffnet neue Perspektiven für die Fertigung etwa von 3D-gedruckten optoelektronischen Geräten. Die Forschungsarbeiten wurden im Rahmen des von beiden Universitäten getragenen Graduiertenkollegs „Gemischter Ionen-Elektronentransport: Von den Grundlagen zur Anwendung“ durchgeführt. Weiterlesen

Neuer Standard: Materialforscher trainieren KI mit Mikroskopie-Analysedaten von 10.000 Stahlproben

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Bei rund 5.000 Stahlsorten kommt es im Herstellungsprozess auf Nuancen an. Um neue Eigenschaften zu kreieren oder die konstante Qualität zu sichern, werden die Stähle mit verschiedenen Bildgebungsverfahren analysiert. Professor Frank Mücklich und sein Forschungsteam haben dazu über viele Jahre eine umfassende Expertise aufgebaut. Mit ihren mikroskopischen Analysedaten konnten sie eine KI so trainieren, dass sie kleinste Veränderungen im Stahl aufspürt.

Diese KI kann nun auch in Industrielaboren als Standard dienen, um metallische und keramische Werkstoffe zu analysieren. Dafür arbeiten die Saarbrücker Forscher mit der auf Bilddatenbanken spezialisierten Firma Imagic aus der Schweiz zusammen.

Bei der Herstellung von Stahl und anderen Metallen wirkt sich jeder Produktionsschritt auf die innere Struktur aus, von Materialforschern als „Gefüge“ bezeichnet. Dieses wird durch die chemische Zusammensetzung, das Walzverfahren oder Wärmebehandlungen verändert. „Das Gefüge des Stahls ist äußerst komplex und je nach gewünschter Eigenschaft sehr unterschiedlich. Unter dem Mikroskop oder in der Computertomographie müssen aber auch kleinste Unterschiede erkannt und richtig klassifiziert werden. Dies leistet unser KI-gestütztes Verfahren nun automatisch“, erklärt Frank Mücklich, Professor für Funktionswerkstoffe der Universität des Saarlandes. Weiterlesen

Innovative Detektorfor­schung: Neuer organischer Phototransistor erkennt und speichert schwaches Licht

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Jonas Schröder vermisst einen organischen Phototransistor in einer sogenannten Glovebox unter Schutzgasatmosphäre (Stickstoff Atmosphäre).© Tobias Antrack, IAP, TU Dresden

Jonas Schröder vermisst einen organischen Phototransistor in einer sogenannten Glovebox unter Schutzgasatmosphäre (Stickstoff Atmosphäre).
© Tobias Antrack, IAP, TU Dresden

Forschende am Institut für Angewandte Physik der TU Dresden, dem Zentrum für Technologieentwicklung am Deutschen Zentrum für Astrophysik (DZA) in Görlitz sowie der TH Mittelhessen haben gemeinsam einen neuen organischen Phototransistor entwickelt. Dieser kann schwaches Licht besonders effizient detektieren und gleichzeitig speichern. Der neuartige Ansatz bildet den Auftakt für die erfolgreiche Kooperation zwischen den Einrichtungen und eröffnet spannende Perspektiven im Bereich der Detektorforschung. Damit liefert er einen wichtigen Impuls für die zukünftige Entwicklung moderner Lichtsensorik. Weiterlesen

PROFINET Diagnose-Agent erleichtert Inbetriebnahme

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Der Agent Blond sendet bei Auffälligkeiten in der PROFINET-Kommunikation Informationen direkt in den SPS-Diagnosepuffer, das schafft Klarheit, ermöglicht gezieltes Handeln und vermeidet die Überschreitung der Inbetriebnahme-Zeiten. (Urheber: Indu-Sol)

(Urheber: Indu-Sol)

Bei der Anlagen-Inbetriebnahme stehen Funktions- und Qualitätstests der einzelnen Anlagenteile im Fokus. In der Praxis kommt es aber immer wieder zu nichtreproduzierbaren Auffälligkeiten in der PROFINET-Kommunikation. Das kostet unnötig Zeit, Geld und Nerven. Hier hilft der PROFINET Agent Blond von Indu-Sol. Wo die SPS-Diagnose keinen eindeutigen Aufschluss liefert, generiert er Informationen über die Qualität der PROFINET-Kommunikation. Dafür überwacht er als intelligenter TAP (Test Access Point) Auffälligkeiten in der Kommunikation zwischen Controller und Devices. So werden beispielsweise Telegrammlücken teilnehmerbezogen erfasst und gezählt. Der Agent lässt sich einfach in die SPS-Konfiguration integrieren und seine Informationen im Diagnosepuffer auslesen oder bei Bedarf auf dem HMI anzeigen. Weiterlesen

Zug- und Druckkräfte präzise messen

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Der Flachprofilkraftaufnehmer aus 1.4542 Edelstahl Typ 8525 baut nicht nur sehr kompakt, sondern ist auch unempfindlich gegenüber Fremdkräften und Momenten. (Urheber: burster)

Der Flachprofilkraftaufnehmer aus 1.4542 Edelstahl Typ 8525 baut nicht nur sehr kompakt, sondern ist auch unempfindlich gegenüber Fremdkräften und Momenten. (Urheber: burster)

Ob Kran-, Windkraftanlagen oder allgemeiner Maschinenbau, überall gibt es Anwendungen, die eine präzise Kraftmessung benötigen, beispielsweise um Überlastungen zu vermeiden. Die burster präzisionsmesstechnik bietet für solche Aufgaben eine breite Palette an Sensoren, die jetzt mit dem neuen Flachprofilkraftaufnehmer Typ 8525 (Bild 1) erweitert wird. Der Sensor baut nicht nur sehr kompakt, sondern ist auch unempfindlich gegenüber Fremdkräften und Momenten. Zudem eignet sich der Sensor für statische und dynamische Messungen mit hoher Wechselzyklenzahl gleichermaßen. Stromversorgung und Daten werden über einen 8-poligen Rundsteckverbinder mit Bajonettverschluss herausgeführt, eine Kabelkonfiguration vor Ort entfällt. Der sehr robuste Sensor aus 1.4542 Edelstahl kann für Zugkraftanwendungen mit einer Lastzentrierplatte ausgestattet werden, das vereinfacht die Handhabung bei anspruchsvollen Zugbelastungen mit Querkräften. Die Messbereiche von 0 … 10 kN bis 0 … 200 kN (höhere Messbereiche folgen) bei einer Linearitätsabweichung 0,1 % v.E. ermöglichen einen universellen Einsatz im Bereich von – 30 bis + 120 °C. Weiterlesen

Materialien: Metallorganische Gerüste mit metallischer Leitfähigkeit

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Metallische Leitfähigkeit bei MOF-Dünnschichten eröffnen neue Perspektiven in der Elektronik- und Energieforschung. (Foto: Lena Pilz, KIT)

Metallische Leitfähigkeit bei MOF-Dünnschichten eröffnen neue Perspektiven in der Elektronik- und Energieforschung. (Foto: Lena Pilz, KIT)

Metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs) zeichnen sich durch hohe Porosität und eine anpassbare Struktur aus. Sie besitzen enormes Potenzial, zum Beispiel für Anwendungen in der Elektronik. Doch bisher schränkte ihre geringe elektrische Leitfähigkeit ihren Einsatz stark ein. Mithilfe von KI- und robotergestützter Synthese in einem selbststeuernden Labor ist es Forschenden des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen in Deutschland und Brasilien nun gelungen, eine MOF-Dünnschicht anzufertigen, die Strom leitet wie Metalle. Damit eröffnen sich in der Elektronik und der Energiespeicherung – von Sensorik über Quantenmaterialien bis hin zu Funktionswerkstoffen – neue Möglichkeiten. Weiterlesen