Aus der Bibliothek: Maschinenbau + Werkstoffe

Elektronische Steuerungen und Sensoren werden zunehmend unter rauen Umgebungsbedingungen eingesetzt. Der Polymerverguss schützt elektronische Baugruppen vor äußeren Einflüssen.

Flexible und modulare Fertigungssysteme stellen besondere Anforderungen an die umgebende Infrastruktur. Forschende untersuchen nun, inwiefern die 5G-Funktechnologie feste Verdrahtung von Komponenten im industriellen Kontext ersetzen kann.

Spezielle Farbwünsche für Lack- und Oberflächenbeschichtungen erfordern oftmals die Entwicklung neuer Rezepturen. Entweder gelingt das mithilfe bereits bekannter, ähnlicher Rezepturen oder durch zeit- und kostenintensive Versuchsreihen. Eine Alternative bietet der Einsatz von KI.

Für den klebtechnischen Anschluss von Sekundärbauteilen bei Offshore-Bauwerken bedarf es spezieller Fertigungsprozesse. Das Fraunhofer IPT und das Karlsruher Institut für Technologie liefern einen Überblick über die Erprobung eines Prozesses sowie über das Alterungsverhalten.

Unter den additiven Verfahren eignet sich das Lichtbogenschweißen insbesondere für die Herstellung großskaliger Bauteile. Forschende des Georgia Institute of Technology stellen hierfür nun eine Roboter-CNC-Hybridkonfiguration vor. Herausfordernd ist dabei noch die Lokalisierung des Roboters.

In der Produktentwicklung müssen neben den klassischen Zielen Qualität, Kosten und Time-to-Market mittlerweile auch Nachhaltigkeitsaspekte berücksichtigt werden. Das erfordert zusätzliches Wissen und neue Methoden – und nimmt Hochschulen in die Pflicht.

Der Einsatz von Augmented Reality im industriellen Umfeld dürfte sich in den nächsten Jahren fortsetzen. Für das Erschließen neuer Einsatzfelder ist Grundlagenwissen hilfreich, beispielsweise in den Bereichen Software, Hardware sowie industrielle Anwendung.

Mit steigenden Anforderungen an die Lebenszyklusanalyse künftiger Fahrzeuge geraten auch die Umweltauswirkungen der Fertigung und die Ökobilanz der Vorprodukte in das Blickfeld der Automobilhersteller. Besonders stark fallen die Treibhausgasemissionen ins Gewicht, die mit der Herstellung und Verarbeitung von Stahl verbunden sind. Richard Backhaus beschreibt in seinem Artikel Verfahren, die die Stahlproduktion künftig weitestgehend klimaneutral machen.

Thermoelemente müssen immer höheren Temperaturen und mechanischen Lasten standhalten. Das Kapitel gibt einen Überblick über klassische sowie nicht-standardgemäße Werkstoffe für Thermopaare. Einen Schwerpunkt bilden dabei refraktäre Materialien.

Das Maschinenfalzen ist ein etabliertes Verfahren in der Herstellung von Türen, Klappen und Motorhauben. Das an der TU Braunschweig entwickelte Hybridfalzen verbindet Organoblech mit Außenhautteilen aus Metall – und senkt so das Gewicht der Bauteile.

Seit Anfang der 2000er-Jahre kommen in E-Antriebssträngen energiesparende Ritzellager zum Einsatz. Spezielle Kugel- oder Kegelrollenlager verbessern die Systemeffizienz noch weiter. Neu entwickelte Kegelrollenlager reduzieren den Reibungswiderstand gegenüber Serienlagern um 40 %.

Für nachhaltigeres Kleben ist besonders die Optimierung der Klebstoffe selbst relevant, aber auch die Auswirkungen auf die Klebprozesse. So darf ein biobasierter Klebstoff keine intensivere Maschinenwartung verursachen oder die Ausschussquoten unverhältnismäßig erhöhen.

Automated Guided Vehicles lösen klassische Förderbänder in der Produktion ab. Allerdings gehen Planung und Einsatz von AGVs bisweilen mit einen hohen Grad an Komplexität einher. Mit passenden Ansätzen in der Simulation lässt sie sich beherrschen.

Was uns heute wie selbstverständlich umgibt, geht oft auf bahnbrechende Innovationen zurück. Patente auf nahtlose Stahlrohre, rostfreien Stahl, die Glasblasmaschine oder auch den Simmerring beschreiben dabei einige der wichtigsten Erfindungen im Maschinenbau.

Leistungsfähige Beschichtungssysteme schützen Turmsegmente von Offshore-Windenergieanlagen. Die Applikation der flüssigen, mehrkomponentigen und mehrlagigen Beschichtungen ist allerdings schwierig. Einfacher geht es mit einlagigen selbstklebenden Schutzfolien.

Der Abbau von Rohstoffen für Vollhartmetall-Werkzeuge verbraucht große Mengen an Energie und belastet die Umwelt. Auch die Herstellung der Rohlinge für Zerspanwerkzeuge ist energieintensiv. Forschende befassen sich deswegen nun mit der Wiederaufbereitung gebrauchter Werkzeuge.

Druckluft ist Grundlage etlicher Prozesse in der Industrie. Allerdings ist sie teuer und energieintensiv. Mit leistungsstarker Technik im Verbund mit dem Internet of Things lassen sich Leckagen systematisch erkennen und Gegenmaßnahmen umgesetzt.

Mit generativem Design und additiver Fertigung im Verbund lassen sich Hochleistungskomponenten mit geringem Materialeinsatz und zu reduzierten Kosten herstellen. Erste Beispiele zeugen davon, dass die mit Computeralgorithmen gestützte Konstruktion auch im Fahrradbau Interesse weckt.

Augmented Reality erweitert die Wahrnehumung der Realität. Insbesondere in der Instandhaltung von Industrieanlagen kann die AR-Technologie von großem Nutzen sein. Eine spezielle Software koppelt die AR-Applikation der Servicemitarbeitenden mit dem cloud-basierten CRM.

Die additive Fertigung ist in eine Kette von Prozessen im Unternehmen eingebettet, die in ihrer Struktur das jeweilige Geschäftsmodell abbilden. Jedes Geschäftsmodell hat dabei spezifische Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken.