Im Fokus: Maschinenbau + Werkstoffe

Die Entwicklung einer energieeffizienteren industriellen Wärmebehandlung wäre ein großer Schritt in Richtung größerer Nachhaltigkeit industrieller Prozesse. Forscher haben jetzt eine Messtechnik vorgestellt, mit deren Hilfe genau das gelingen könnte. 

Wissenschaftler konnten jetzt belegen, dass Verschleiß bereits bei der ersten Berührung zweier Bauteile auftritt und sich immer an einer ganz bestimmten Stelle im Material abspielt.

Ein Zusammenschluss der Universitäten RWTH Aachen, TU Bergakademie Freiberg, TU Clausthal und Montanuniversität Leoben intensiviert die Forschung zur Automatisierung im Berg- und Tunnelbau. So sollen künftig intelligente Abbaumaschinen "nach Gehör" das Gestein selektieren.

Korngrenzen trennen die einzelnen Kristalle eines Metalls. Bekannt ist, dass diese inneren Grenzflächen die Materialeigenschaften beeinflussen. Was dort genau geschieht, wollen Forscher jetzt herausfinden, – um Phasenübergänge von Korngrenzen gezielt zu verändern.

Müssen chemisch verseuchte Areale saniert oder kerntechnische Anlagen zurückgebaut werden, sind Menschen erheblichen Gesundheitsrisiken ausgesetzt. Künftig sollen spezialisierte Robotersysteme solche Arbeiten ausführen.

Der Zustand sicherheitskritischer Schraubenverbindungen muss verlässlich überwacht werden können. Wissenschaftler erarbeiten deshalb jetzt eine genormte, branchenübergreifende Methode zur Überprüfung eingebauter Schrauben.

Die Lebensqualität in Städten wird meist an Kriterien wie Wohnen, Versorgung, Bildung, Kultur oder Erholung gemessen. Den großen Beitrag der Industrie mit ihren Arbeitsplatzangeboten rückt jetzt der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) mit einem Positionspapier in den Fokus.

Die Digitalisierung der Werkstofftechnik könnte es künftig insbesondere kleinen und mittelständischen Unternehmen erleichtern, die notwendigen Materialien zu identifizieren, die sie für ihre Produkte und Prozesse benötigen.  

Wasserdampf, Staub und thermische Strahlung verhindern bislang häufig ein präzises Messen der glühenden Stahlbänder während des Prozesses im Warmwalzwerk. Ein Start-up-Unternehmen der Technischen Hochschule Köln schafft das jetzt – in Echtzeit.

Ein neuer Trend der Technikentwicklung gewinnt an Kontur: die "biologische Transformation". Aktuelle Beispiele sind Biobausteine, die das Eigenschaftsspektrum von Materialien erweitern, oder Materialsysteme, die Informationen verarbeiten können.

Immer häufiger ersetzen Verbund- oder Leichtbauwerkstoffe herkömmlichen Stahl. Für deren Bearbeitung müssen jedoch die Werkzeuge weiterentwickelt werden. Dies gilt besonders für die Haltbarkeit von Diamant-Beschichtungen auf spanenden Werkzeugen.

Neue Technologien werden disruptiv genannt, wenn sie herkömmliche Verfahren in kurzer Zeit verdrängen und ersetzen. Additive Manufacturing (AM) ist ein solcher Fall. Die Liste der Werkstoffe, die im 3D-Druck verarbeitet werden können, wird immer länger.

Künftig können Unternehmen flexibel an Standorten in Kundennähe produzieren. Forscher haben dafür eine komplette Produktionslinie in einen Container integriert, der sich per Lkw an jeden beliebigen Ort verfrachten lässt.

Aluminium steht für Leichtbau. Forscher und Praktiker tauschten sich kürzlich in Aachen über aktuelle Tendenzen in der Werkstoffentwicklung und materialadäquaten Fertigungstechnik aus. Ein Angelpunkt ist die Weiterentwicklung der Umformtechnik. 

Eine Mikro-Dampfturbine nutzt Prozessdampf und ermöglicht so eine ressourcenschonende und kostengünstige Stromerzeugung. Und eine neu entwickelte Turbinen-Generatoreinheit will den Gesamtwirkungsgrad von Nutzfahrzeugantrieben steigern.

Mit der Steuerung des Kühlprozesses im Walzwerk lassen sich die Eigenschaften des Werkstoffs Stahl den späteren Anforderungen gemäß einstellen. Eine Herausforderung für Forscher, diesen auf umfangreichem Erfahrungswissen beruhenden Prozess zu modellieren.

Kompakte Bauform, geringe Turmkopfmasse und gute Transportierbarkeit: Ein hochtemperatursupraleitender Generator für Multimegawatt-Windenergieanlagen der nächsten Generation wird zurzeit unter realistischen Belastungen auf Herz und Nieren geprüft.

Ein Assistenz-Roboter für die Industrie, der sich den Gebrauch von Werkzeugen bei seinen menschlichen Kollegen abschauen kann, verlässt das Labor des Karlsruher Instituts für Technologie, um auf der Cebit seine Fähigkeiten zu zeigen.

Wie sich mit Additive Manufacturing die Grenzen herkömmlicher Fertigung überwinden lassen, zeigen im Juni die Aussteller der Messe Rapid.Tech + FabCon 3.D in Erfurt – und exemplarisch ein Unternehmensprojekt, bei dem die Natur Pate stand.

Materialwissenschaftlern gelang es, einen Motor zu bauen, der lediglich aus einer Komponente besteht. Dafür nutzten sie eine elastische Polymerfaser, die sie zu einem Ring formten und mithilfe einer äußeren Energiezufuhr zum Rotieren brachten.