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Aus der Bibliothek: Maschinenbau + Werkstoffe

Aus der Bibliothek: Maschinenbau + Werkstoffe

Prothesen beschichten wie die Miesmuschel

Prothesen passen sich oft nicht an die dynamischen Veränderungen des Knochens an. Sie lockern sich, erneute Operationen folgen. Dieses Problem könnte ein biomimetischer Klebstoff lösen, der das Einwachsen unterstützt und eine dauerhafte Adhäsion ermöglicht.

Materialstandards werden transparent

Schwankende Materialqualität, Ausschussraten und hoher Energieverbrauch beeinträchtigen die Kunststoffverarbeitung. Mithilfe von Smart-Factory-Methoden lassen sich die hohen Qualitäts- und Sicherheitsstandards in der Luftfahrt- und Automobilindustrie erfüllen.

Wasserstoff braucht die passende Dichtung

In der Wasserstoff-Wertschöpfungskette spielen Dichtungen eine zentrale Rolle: Sie sorgen dafür, dass die Moleküle von der Gewinnung bis zur Endanwendung sicher und möglichst verlustfrei gespeichert und transportiert werden können.

Werkzeugstandzeiten sollen prognostizierbar werden

Die Wirtschaftlichkeit der Hochleistungszerspanung von Stählen hängt wesentlich von der Werkzeugstandzeit ab. Prognostizierbar ist sie mit heutigen Methoden und Modellen aber nicht. Mithilfe von Greybox-Modellen wollen Forschende der RWTH Aachen das ändern.

So entstehen Kunstharze

In Bau und Industrie steigt der Bedarf an immer spezielleren Harzen. Wie ein neues Kunstharz entsteht, lässt sich am Beispiel der Entwicklung eines Harzes für die Innenbeschichtung von Abwasserrohren verfolgen.

Mit CFK-Pflaster Stahlstrukturen reparieren

Stahlkonstruktionen von Brücken weisen gelegentlich Ermüdungsrisse als Folge des erhöhten Schwerlastverkehrs auf und müssen saniert werden. CFK-Pflaster mit zähmodifizierten Klebstoffen sollen die geschädigte Bauteile gezielt verstärken.

Wertstoffkreislauf im 3D-Druck etablieren

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.

Hochleistungspolymere senken Reibung im Getriebe

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.

Bauteile KI-gestützt optimieren

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.

Ultraschall hilft beim Kupfer-Bohren

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.

Highspeed-Zerspanung gelingt auf Granit

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.

Laserscanner garantiert reine Oberflächen

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 härtet Pulverbeschichtungen schnell und energiesparend aus

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.

Digitale Zwillinge für die Produktion aussagekräftig machen

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.

Epoxidharze kontrolliert aushärten

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.

Alumium-Hotforming erzeugt detailreiche Geometrien

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.

Roboter demontieren E-Auto-Komponenten

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.

Verwaltungsschale integriert IoT-Komponenten schneller

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.

Laserschweißen wird für elektrische Kontakte interessant

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.

Was das Roboterschweißen in Zukunft ausmacht

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.