Im Fokus: Maschinenbau + Werkstoffe

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.

Die Geheimnisse der Kaltrissbildung bei hochfesten Stählen werden zunehmend gelüftet. Im Mittelpunkt des Forscherinteresses steht der Wasserstoff, der im Werkstoff Versprödungen hervorrufen kann.

Sie kann als Meilenstein der Werkstoffentwicklung für den 3D-Druck mit Metallen gelten: Die SMS group hat jüngst in Mönchengladbach eine Pilotanlage zur Pulverherstellung im industriellen Maßstab in Betrieb genommen.

Anstatt etwa zu schweißen, werden beim Nanoscale Sculpturing Oberflächen zu verbindender Bauteile aufgeraut und ineinander verhakt. Metalle ließen sich damit sowohl miteinander als auch mit Kunststoffen dauerhaft stabil verbinden, so die Entwickler.

Mit einem Laserstrahl gelang es Forschern, in einer Legierung magnetische Strukturen zu erzeugen und anschließend wieder zu löschen. Der überraschende Effekt ist zudem reversibel.

Der vertrackte Zauberwürfel: An ihm demonstrieren Forscher, wie künftig eine Werkbank – mit Intelligenz versehen – dem Werker in der Produktion den richtigen Kniff zeigen kann. Montage- und Servicearbeiten sind das Experimentierfeld der Digitalen Fabrik.

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.