Maschinenbau

Ziel: zuverlässig und automatisiert. Messing wird für viele Bauteile genutzt, jedoch ist das Schweißen der Kupferlegierung herausfordernd. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) will dies zusammen mit der LMB Automation GmbH (LMB), Iserlohn, ändern. Sie entwickeln im Projekt LaserMessing eine laserbasierte Fertigungsanlage für eine automatisierte Produktion von Messingbauteilen wie etwa für Armaturen, Lager, Ventile, Turbinen oder Wärmetauscher. Im Rahmen des Projekts LaserMessing arbeiten die Wissenschaftler:innen des LZH an einem Schweißprozess, der laserbasierte Tiefschweiß- und Fülldrahtprozesse kombiniert. Das Ziel: ein stabiler,…

… am LZH kann komplex geformte Optiken präzise beschichten. Mit einer neuen Spatial ALD-Anlage kann das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) auch komplex geformte Optiken gleichmäßig beschichten. Die innovative Anlage erzielt höhere Auftragsraten als bisher möglich – und ist unter anderem für Anwendungen im Automotive Lighting- oder auch VR/AR-Bereich interessant. Mithilfe der ALD-Technologie (engl. atomic layer deposition) lassen sich sehr dünne, qualitativ hochwertige Schichten herstellen. Bisher wird das ALD-Verfahren vor allem genutzt, um zum Beispiel dünne Funktionsschichten in der Halbleiterindustrie…

Der Comprex-Lader ist, wie der Turbolader auch, eine Schweizer Erfindung. Der Comprex nutzt Druckwellen im direkten Kontakt des Abgases mit der Frischluft zur Aufladung, während ein Turbolader zwei Strömungmaschinen (Turbine und Verdichter) koppelt. Ein brandneues Design mit dem Namen “Comprex 2.0” zeigte nun viele Vorteile in Kombination mit einem Erdgasmotor. In den 1980er Jahren wurden Comprex-Lader in Dieselmotoren für Personenwagen von Opel und Mazda eingesetzt. Doch der Lader hatte Nachteile: beim Motorkaltstart war der Aufbau des Druckwellenprozesses schwierig und temperaturbedingte…

Für die Metallisierung von Silicum-Solarzellen sowie vieler anderer elektronischer Bauteile ist aktuell der Flachbett-Siebdruck das Standardverfahren. Forschern des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE ist es nun auf einer gemeinsam mit der ASYS Automatisierungssysteme GmbH entwickelten neuen Fertigungsanlage gelungen, den Durchsatz beim Drucken um den Faktor 1,5 zu erhöhen. Dazu wurde erstmalig der Rotationssiebdruck- und das Flexodruckverfahren eingesetzt. Mit der neuen Anlage realisierte das Forschungsteam eine Taktzeit von nur 0.6 Sekunden pro Solarzelle. Der neue Prozess kann auch für den funktionalen…

In einem einzigen Anlauf fertigte ein Forschungsteam des Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen kürzlich eine Titan-Blisk aus einem 230 Kilogramm schweren Rohteil. Dem Team gelang es in einem 300-stündigen Fertigungsprozess, den hochkomplexen Prototyp fehlerfrei herzustellen. Auf die sonst üblichen und kostspieligen iterativen Schritte bis zur Fertigstellung des Bauteils konnten die Wissenschaftler dank neuer digitaler Verfahren zur Simulation und Prozessauslegung vollständig verzichten. Das Team rund um die Prototypenfertigung des Fraunhofer IPT fertigte kürzlich eine Blisk von rund 650 Millimeter Durchmesser…

… transportiert Waren bis zum Patientenzimmer. Das Fraunhofer IPA hat einen neuen, flexiblen Transportroboter entwickelt, der speziell die Bedarfe von Einrichtungen wie zum Beispiel Krankenhäusern oder Pflegeheimen adressiert. Transport- und Logistikaufgaben gehören in Einrichtungen des Gesundheitswesens zum Arbeitsalltag, binden aber Zeit, die dem Personal für die Pflegetätigkeiten fehlt. Zwar werden bereits heute in vielen großen Kliniken fahrerlose Transportfahrzeuge eingesetzt, allerdings sind diese nur in separaten Versorgungstrakten nutzbar. Inzwischen gibt es auch erste Serviceroboter, die sich unter Menschen bewegen und so…

Fünf Gütersloher Studenten der Fachhochschule Bielefeld haben im Studiengang „Mechatronik / Automatisierung“ den Roboter „Eye-Car“ konstruiert. Für kilometerlange Kontrollgänge durch große, abgelegene Fabrikanlagen muss vielleicht schon bald kein Personal mehr abgestellt werden, wenn diese Wartungsrundgänge durch Erkundungsroboter erledigt werden. Die Personen, die diese monotone Aufgabe bislang übernehmen, könnten sich dann auf ihre wesentlichen Aufgaben konzentrieren: die eigentliche Überwachung und Wartung von Anlagen oder die Beurteilung von Störmeldungen. Eigene Ideen in praxisnaher Projektarbeit einbringen Wie so ein Roboter aussehen könnte, das…

Optische Komponenten mit komplexen Geometrien wie Asphären, Linsen-Arrays oder Freiform-Optiken lassen sich durch Glasumformung effizient und kostengünstig fertigen. Das ständige Aufheizen, Umformen und Abkühlen führt allerdings dazu, dass die Umformwerkzeuge bereits nach wenigen Anwendungen stark verschleißen. Schutzbeschichtungen können die Lebensdauer der Werkzeugoberflächen verlängern. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT hat seinen Maschinenpark nun um eine Anlage zur Diamond-Like-Carbon-Beschichtung (DLC) erweitert und kann dami als einzige Einrichtung in Europa Forschungsarbeiten zu Beschichtungslösungen für alle Arten von Umformwerkzeugen und Glassorten anbieten. Die Werkzeuge…

Neue Forschungsergebnisse… Kaffee schwappt über den Tassenrand: Ärgerlich, aber zu verschmerzen. Gefährlicher ist schwappender Treibstoff in Raketen oder Tankschiffen. Die Verfahrenstechnikerin Dr. Kerstin Avila von der Universität Bremen forscht zu diesem Thema und zu Turbulenzen – mit Erfolg, wie zwei herausragende Publikationen in Nature Communications und Physical Review Letters jetzt beweisen. Schwappender Kaffee ist vielen Menschen als nerviges Alltagsproblem bekannt, mit dem man leben kann und muss. Im Ingenieurbereich kann sich eine solche Dynamik jedoch fatal auswirken. „Schwappender Treibstoff gefährdet…

Die regelmäßige Reinigung und Desinfektion in Einrichtungen des Gesundheitswesens ist anspruchsvoll und aufwendig. Um Reinigungskräfte dabei zu entlasten, entstehen im Forschungsprojekt »RoReBO« ein kompakter Bodenreinigungsroboter beispielsweise für Krankenhäuser oder Pflegeheime sowie Technologien für die Oberflächenreinigung und das roboterbasierte Öffnen von Türen. Nicht erst seit Pandemiezeiten ist Hygiene in Einrichtungen des Gesundheitswesens sehr wichtig, um Infektionen zu vermeiden. Für dieses Umfeld definiert die neu eingeführte Hygienenorm DIN 130643 »Krankenhausreinigung« auszuführende Tätigkeiten. Die Norm sichert zwar die Qualität, sie steigert aber auch…

Methanol-Reformer wandeln gut transportierbares Methanol in Wasserstoff um. Doch bestehen bei herkömmlichen Reformern noch einige Probleme – so entsteht beispielsweise Katalysatorabrieb. Ein neuartiger Methanol-Reformer aus dem Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM für die mobile Anwendung kann diese Herausforderungen lösen. Wasserstoff ist der Hoffnungsträger der Energiewende: Er soll sowohl die Mobilität als auch industrielle Prozesse nachhaltig gestalten. Doch hapert es derzeit noch an der Verfügbarkeit, da der Transport von Wasserstoff aufwändig ist. Abhilfe schaffen kann die Umwandlung von Wasserstoff in…

Veronika Selmaier entwickelt in ihrer Bachelorarbeit Unterarmgehstütze. Einige Medizinprodukte werden bereits individuell für Patient*innen hergestellt. Bei Unterarmgehstützen ist dies bisher jedoch noch weitestgehend unüblich. Da sie meistens zeitlich begrenzt nach Unfällen oder Operationen eingesetzt werden, handelt es sich üblicherweise um Massenprodukte, die sich zwar kostengünstig herstellen lassen, aber außer einer Längenverstellung keine weitere individuelle Anpassung erlauben. Insbesondere wenn eine langfristige Nutzung medizinisch erforderlich ist, sollten Gehstützen sehr viel besser an die individuelle Physis der Patient*innen angepasst und möglichst komfortabel sein,…

Der Einsatz doppelschrägverzahnter Planetenradgetriebe macht Flugzeugtriebwerke effizienter: Die Verzahnungen gewährleisten eine hohe Lastaufnahme und eine beständige Laufruhe. Konventionelle Fertigungsverfahren für Verzahnungen können bei diesen Zahnradgeometrien nur mit großen Abstrichen beim Bauteilgewicht eingesetzt werden. Ein Forschungsteam des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT in Aachen hat nun in einem Konsortialprojekt eine neue Prozesskette entwickelt, bei der doppelschrägverzahnte Zahnräder mittels 5-Achs-Fräsen mit anschließendem 5-Achs-Schleifen gefertigt werden. Diese Doppelschrägverzahnungen sind leichter und langlebiger als die bisherigen und damit besser geeignet für den Einsatz in modernen…

Additive Verfahren sind gegenüber herkömmlichen Produktionstechniken auf dem Vormarsch: Flexibler, sparsamer, funktionaler sind sie schon. Nur bei der Produktivität hakt es noch. Ein deutsch-kanadisches Konsortium geht das jetzt mit Künstlicher Intelligenz (KI) an: Mit einer neuen Software zur Prozesssteuerung soll das Laserauftragschweißen automatisch optimiert und erheblich produktiver werden. Verschleißteile effizienter und adaptiv beschichten Kanadische Maschinenbauer erhalten viele Aufträge aus dem Bergbau und der Erdölin-dustrie. So werden zum Beispiel Steinbrecherzähne aus dem Bergbau regelmäßig über-holt. Mit dem Laserauftragschweißen (engl. Laser Material…

Mit Hilfe von Hochfrequenzfrässpindeln werden in der industriellen Fertigung unterschiedliche Werkstoffe wie Aluminium oder Kunststoff bearbeitet. Beim Fräsprozess dehnt sich die Spindel aufgrund der thermischen Belastung allerdings aus, was die Bearbeitung ungenau macht. Damit der Prozess präzise bleibt, muss die Temperatur im System konstant bleiben. Im Projekt „SmartSpindle“ entwickeln das Institut für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik der TH Köln sowie die mechatron GmbH daher ein intelligentes und selbstlernendes Steuerungssystem. Dieses soll die Spindel vorausschauend kühlen oder beheizen, so dass sich temperaturbedingte…

Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen und die TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH aus Ditzingen haben eine Kooperationsvereinbarung abgeschlossen. Sie wollen die Zusammenarbeit im Bereich Laserauftragschweißen intensivieren und den Transfer der Technologie in die Industrie beschleunigen. Kunden profitieren von der einmaligen Kombination aus weltweit führender Lasersystemtechnik und langjährigem, anwendungsspezifischem Prozess-Knowhow. Wie kann ich meine Produktivität beim Laserauftragschweißen steigern? Welche sind die besten Materialien für meinen Prozess? Und wie schnell kann ich damit beschichten? Typische Fragen, die Dr. Thomas Schopphoven…