Im Fokus: Maschinenbau + Werkstoffe

Wissenschaftler aus Braunschweig, München, Darmstadt und Mainz berichten aktuell in "Nature" über einen Weg, eine Laseranregung des Thorium-229-Atomkerns zu kontrollieren und somit eine optische Kernuhr zu realisieren, die genauer tickt als heutige Atomuhren.

Um Energie zu sparen, erhalten Flugzeugtragwerke Winglets. Sie sollen helfen, Randwirbel zu vermeiden. Derart starre Einrichtungen sind jedoch nur in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich wirksam. Jetzt ist eine flexiblere Methode in Sicht.

In zunehmend globalisierten Märkten muss die produzierende Industrie 4.0 schnell auf Nachfrageänderungen durch Neukombination der Anlagen reagieren können. Wie das geht, erkunden Forscher mit unterschiedlichen Konzepten.

Materialwissenschaftlern der Universität Jena gelang es, die Oberfläche winziger, gekrümmter Kohlenstofffasern mit einem Femtosekundenlaser sehr fein zu strukturieren. Die Technik eröffnet vielfältige neue Möglichkeiten für die Praxis.

Die Lufthansa Technik hat durch Lean Management ihr Geschäft mit Wartungs-, Reparatur- und Überholungs-Dienstleistungen optimiert. Wie, erklären die Springer-Autoren Markus Dahm und Aaron Brückner in einem Fallbeispiel. 

Wie können Unternehmen Wachstumschancen ohne Markterfahrung wahrnehmen? Springer-Autor Jan-Philipp Büchler erklärt am Beispiel eines Hidden Champions unter den Automobilzulieferern, wie Innovationen erfolgreich eingeführt werden.

Ein neues Aufzugskonzept ermöglicht es, sich in Gebäuden künftig anders zu bewegen als gewohnt. Die innovative Technik eröffnet neue Perspektiven für Architektur und Gebäudetechnik – und ist für den Deutschen Innovationspreises nominiert.

Mithilfe von metallischen und keramischen Pasten – durch ein Extrusionsverfahren schichtweise in Form gebracht und anschließend gesintert – gelang Forschern an der TU Chemnitz die Herstellung eines vollständigen elektrischen Motors im 3D-Druck.

Industrie 4.0 und digitale Vernetzung verändern Automatisierungsansätze zum Beispiel auch in der Montage- und Handhabungstechnik grundlegend. Der Stand der Dinge wird demnächst auf der Hannover-Messe und im Juni auf der automatica in München sichtbar.

Fassadenbegrünungen haben viele positive Effekte. Allerdings ist die vertikale Begrünung auch mit viel Aufwand verbunden. Forscher entwickeln derzeit eine automatisierte Fassadenbegrünung, bei der ein Roboter die Pflege übernimmt.

Wenn sich der Aggregatzustand eines Ausgangsmaterials durch Erhitzen von fest nach flüssig verändert, nennt man diesen Übergang gemeinhin Schmelzen. Wissenschaftler konnten jetzt aufklären, was dabei auf der Ebene der Moleküle passiert.

Beim additiven Freiformgießen wird erst die Hülle eines Bauteils im FLM-Druck hergestellt und anschließend mit einem Zwei-Komponenten-Harz befüllt. Das spare Zeit, steigere die Stabilität und ermögliche es, neue Materialien zu verdrucken, so die Entwickler.

Um große Datenmengen schnell zu übertragen, soll bis 2020 die neue 5G-Mobilfunktechnologie an den Start gehen. Dann wird die Industrie 4.0 ihr Potenzial erst richtig entfalten können. Vorboten dieser Zukunft werden auf der diesjährigen Hannover-Messe zu sehen sein. 

Jeder fünfte Arbeitnehmer wird bis zum Jahr 2025 von der Automatisierung betroffen sein, so eine BCG-Studie. Um Jobverluste und neue berufliche Anforderungen zu bewältigen, müssen Aus- und Weiterbildung gestärkt werden.

Es ist so stark wie Stahl, aber leichter – und zehnmal härter als natürliches Holz. Wissenschaftler an der University of Maryland haben einen Weg gefunden, Holz stärker, härter und widerstandsfähiger zu machen.

Rotorblätter sind der Schlüssel für die Leistungsfähigkeit von Windenergieanlagen. Forscher wollen nun zeigen, wie durch eine neuartige Biege-Torsions-Kopplung der Blätter auch große Windstärken effizient genutzt werden können.

Der Mensch rüstet gegen Künstliche Intelligenz auf. Überlegungen rund um neuronale Schnittstellen im Gehirn, Cyborgs, Human Enhancement und Cobots liegen im Trend.

Graphen ist als Werkstoff ein wahrer Tausendsassa. Zum Beispiel lassen sich Biosensoren einfach ausdrucken. Noch ist freilich das Material selbst der Engpass, Graphen schlicht zu teuer. Das soll sich ändern, verkündet die australische First Graphene.

Die Intralogistik bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für Augmented Reality. Forscher haben jetzt ein visuelles Kommunikationssystem entwickelt, das hörbehinderten Menschen die Arbeit als Kommissionierer erleichtert.

Wenn es um digitale Währungen geht, steht der Bitcoin aktuell im Fokus. Dabei ist aus Sicht der digitalen Transformation und unter dem Geschichtspunkt Industrie 4.0 eine andere Krypto-Währung deutlich interessanter: IOTA.