Aus der Bibliothek: Maschinenbau + Werkstoffe

Das Startup Recycling Fabrik macht 3-D-Druck nachhaltig. Dazu werden entstehende Abfälle zu Filament recycelt und so ein Wertstoffkreislauf etabliert. Die recycelten Erzeugnisse sollen für die gleichen Zwecke genutzt werden wie das Ausgangsmaterial.

Leistung und Reichweite von Fahrzeugen hängt auch mit der Reibung im Antriebsstrang zusammen. Hochleistungspolymere ermöglichen eine hohe Leistungsdichte, Haltbarkeit und Effizienz von Getrieben in verschiedenen Anwendungen.

Der Einsatz von Machine Learning und Ansätze wie die passive Speicherung von Wärme in Phasenwechselmaterialien bieten in der Elektromobilität vielversprechende Wege zur Entwicklung effizienter Wärmemanagementlösungen.

Das Bohren von Bauteilen aus Kupferlegierungen ist aufgrund der hohen Bearbeitungskräfte eine Herausforderung. Ultraschallschwingung ändern die Wirkmechanismen der Spanbildung und senken so die Bearbeitungskräfte – die Prozessgrenzen werden verschoben.

Um die Qualität in der Hochgeschwindigkeitszerspanung zu verbessern, bietet sich der Einsatz von Mineralguss und Granit an. Diese Materialien haben einen geringen Ausdehnungskoeffizienten und dämpfen Schwingungen.

Rückstände organischer Prozessmedien verringern die Klebeeignung von Oberflächen erheblich. Eine  am Fraunhofer IPM entwickelte Technologie weist organische Reste bis in den Bereich weniger mg pro m² anhand ihrer Fluoreszenz großflächig, schnell und lückenlos nach.

Laser haben sich als Werkzeuge für das präzise Schweißen und Schneiden von Metallen etabliert. Doch auch für die hoch ausgelastete Pulverbeschichtung bietet der Laser Vorteile: Er ist schnell, energieeffizient und lässt sich präzise steuern.

Digitaler Zwillinge für die virtuelle Planung, Auslegung und Inbetriebnahme müssen immer aussagekräftiger werden. Eine Plattform zur Echtzeit-Co-Simulation von Digitalen Zwillingen für die Virtuelle Inbetriebnahme hilft, mit der Modellkomplexität umzugehen.

Hochleistungsepoxidharze sind wichtige Werkstoffe für eine Vielzahl von Anwendungen, insbesondere für die Automobil- und Luftfahrtindustrie. Spezielle Messverfahren helfen bei der Formulierung und bei der Kontrolle von Aushärtungszeit und -temperatur.

Der Bedarf an Leichtbaulösungen für die Automobilindustrie führt zu neuartigen Produktideen und Fertigungstechnologien. Hierzu zählt zum Beispiel das Aluminium-Hotforming. Interessante Werkstoffe sind hier Aluminium-Magnesium-Silicium- und Aluminium-Zink-Legierungen.

Autobatterien und Elektromotoren sollen wiederaufbereitet werden können. Zentral sind dafür neben geeigneten Geschäftsmodellen und passenden Batteriedesigns auch die roboterbasierte Demontage. Ein aktuelles Forschungsprojekt widmet sich dem Thema.

Als herstellerübergreifender Standard für den digitalen Zwilling birgt die großes Potenzial für die Industrie. Ein Forschungsprojekt zeigt auf, wie der Export und Import von Verwaltungsschalen neue Geschäftsprozesse mit einer IoT-Plattform ermöglicht.

Im Automobilbau ist das Laserfügen etabliert – allerdings nicht, wenn es um elektrische Kontakte von Leistungselektroniken oder Hilfsmotoren geht. Mithilfe blauer Diodenlaser wird das Verfahren jedoch auch hier attraktiv.

Der Mangel an qualifizierten Schweißern und die regionale Ansiedlung von Lieferketten fordern europäische Hersteller heraus. Dies beschleunigt die Entwicklung von Roboter- und Schweißsystemlösungen für die autonome Fertigung.

Ratterschwingungen erschweren das Fräsen von dünnwandigen Teilen. Abhilfe schaffen sogenannte In-Process-Workpieces. Eine Prozesssimulation kombiniert dabei Materialabtrag, Finite-Elemente-Analyse und Stabilitätsberechnung und führt so zur optimalen Bearbeitungsstrategie.

Ein optisches Mikrofon, das Ultraschall in Luft detektiert, wurde mit einem Ultraschall erzeugenden Laser kombiniert. So kann es Fehler in Bauteilen zu entdecken, die von außen nicht sichtbar sind. Zur Anwendung kommt es unter anderem in der Batteriefertigung.

In der Herstellung von Karosserien spielt die Fügetechnik eine Schlüsselrolle. Sie soll leicht zu automatisieren und während der Produktion auf Qualität prüfbar sein. Smarte Schweißtechnologien mit neuartigen Kennlinien machen das Fügen wirtschaftlich und schonen Ressourcen.

Für Blechumformsimulationen müssen Werkstoffeigenschaften immer umfangreicher experimentell charakterisiert werden. Gerade bei mehrstufigen Umformprozessen ist das herausfordernd. Abhilfe schafft die "virtuelle" Charakterisierung von Blechwerkstoffen.

Herstellern von Maschinen, Maschinenbauteilen und Sensoren fehlt es oft an Informationen über das Verhalten ihrer Produkte im Einsatz. Erst mit einem sicheren und souveränen Datenaustausch entlang der Wertschöpfungskette können datengetriebene Geschäftsmodelle entstehen.

Ein Zerspanprozess mit Minimalmengenschmierung verbraucht maximal 50 ml Öl je Prozessstunde. In Deutschland forcieren vor allem die Automobilhersteller den Umstieg auf MMS – insbesondere bei der Einrichtung neuer Fertigungslinien für die Elektromobilität.