Maschinenbau

Rezyklate machen Produkte nachhaltig und wettbewerbsfähig. Sicherheit und zuverlässige Funktion müssen dabei gewährleistet sein. Forschende aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit zeigen auf der »K-Messe« vom 19. bis 26. Oktober in Düsseldorf am Fraunhofer-Stand, Halle 7, SC01, wie die Qualität von Produkten aus Kunststoffrezyklaten im frühen Entwicklungsprozess, vor der Serienfertigung, zuverlässig untersucht werden kann. Sogenannte Rezyklate aus Recyclingkunststoff finden sich in immer mehr Produkten unseres täglichen Bedarfs. Wie diese auch für anspruchsvolle hochbelastete Bauteile zur Anwendung kommen können, erforschen…

Gemeinsam mit Hamamatsu hat das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen ein Labor für die Prozessentwicklung zur Lasermaterialbearbeitung mittels ultrakurz gepulster Laserstrahlung aufgebaut. Dort wurde gemeinschaftlich ein industrieller Bearbeitungskopf entwickelt, der Lasermaterialbearbeitung mit maßgeschneiderter, dynamischer Strahlformung und großen mittleren Leistungen für unterschiedlichste Anwendungsbereiche ermöglicht. Der neue Spatial Light Modulator von Hamamatsu kann dabei Laserleistungen bis 150 Watt dauerhaft umsetzen. Multistrahlsysteme sind der Schlüssel zur Skalierung Ultrakurz gepulste (UKP) Laserstrahlung kann so gut wie jedes Material mit höchster Präzision bearbeiten. Um…

Kreislaufwirtschaft mit erneuerbaren Rohstoffen und lokalen Reststoffen. Kleine und mittlere Unternehmen vor Ort liefern nachwachsende Rohstoffe oder Reststoffe aus der Produktion an das Labor für nachhaltigen 3D-Druck. Kurze Zeit später erhalten sie ein daraus gefertigtes Produkt als Werk- oder Wertstück. Das ist die Vision von Forschenden im soeben gestarteten Reallabor für nachhaltige Additive Fertigung in Sachsen – ein Gemeinschaftprojekt der Technischen Universitäten in Freiberg, Chemnitz und Dresden. „Unser großes Ziel ist es, eine nachhaltige und ökologische Wertschöpfung für die sächsische…

Im Schiffbau sind zuverlässige und gleichzeitig effektive Schweißprozesse von enorm großer Bedeutung. Deshalb spielen in zahlreichen Werften für diese Arbeiten automatisierte Abläufe eine wichtige Rolle. Sie kommen allerdings an ihre Grenzen, wenn es darum geht, individuelle Bauteile herzustellen, Fertigungsabweichungen zu berücksichtigen oder in schwer zugänglichen Umgebungen zu funktionieren. Deshalb hat das deutsche Forschungsprojekt »KISSS« zum Ziel, einen innovativen Schweißprozess für diese deutlich zunehmenden Anwendungsfälle zu entwickeln. Dafür setzen vier Partner aus Wirtschaft und Forschung auf den Einsatz von Methoden der…

Hybridtechnik in Reinkultur hat das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT für das DVS-Forschungsprojekt »KoaxHybrid« entwickelt und gebaut. In Aachen entstanden eine neue Optik mit Glassubstraten und ein Lichtbogenbrenner. Damit wurden das Metallschutzgas (MSG)-Schweißen und das Laserauftragschweißen mit Ringstrahl zu einem völlig neuen Verfahren vereint. Wie sich mit dem COLLAR Hybrid-Verfahren die Schweißgeschwindigkeit vergrößern und die Auftragrate beim metallischen 3D-Druck erhöhen lassen, erfahren Interessierte vom 19. bis zum 21. September in Koblenz auf einem Fachkongress des DVS – Deutscher Verband für Schweißen…

In der Nahrungsmittelindustrie werden geschlossene Produktionsanlagen nach streng definierten Vorgaben gereinigt – oftmals unter Einsatz unnötig großer Mengen an Chemikalien. Ein am Fraunhofer IPM entwickelter faser-optischer Fluoreszenz-Sensor misst Ablagerungen in Behältern minimal-invasiv und ermöglicht so eine bedarfsorientierte Steuerung von Reinigungsprozessen. Bei der Produktion von Lebensmitteln gelten hohe hygienische Standards. Die Reinigung von Produktionsanlagen muss absolut zuverlässig sein, um die Unbedenklichkeit der Nahrungsmittel zu garantieren. Für geschlossene Behälter oder Rohre, in denen zum Beispiel Milch, Bier oder Säfte gelagert oder transportiert…

Den Bau von Prototypen effizienter, kostengünstiger, schneller und flexibler machen – das ermöglicht zukünftig der weltgrößte industrielle Delta-3D-Drucker. Entwickelt wurde der vier Meter hohe Apparat von der Forschungsgruppe um Professor Yilmaz Uygun an der Jacobs University Bremen. Das von der Kieserling Stiftung geförderte Projekt weist ein vielversprechendes Potenzial für die industrielle Anwendung und weitere Forschungs- und Kooperationsmöglichkeiten für die Universität in Bremen-Nord auf. In Branchen wie der Ersatzteilwirtschaft, dem Prototypenbau und dem Maschinen- und Anlagenbau werden regelmäßig Einzelteile benötigt, die…

Referenzbauteile eignen sich hervorragend zur unkomplizierten Beurteilung der Qualität von 3D-Druckern. Schwierig wird es für den Anwender erst, wenn er die einzelnen Prüfgeometrien der Referenzbauteile objektiv bewerten soll. Denn wie diese zu beurteilen sind, ist nicht klar definiert. Ein Referenzbauteil mit einem zugehörigen Bewertungssystem für das 3D-Druckverfahren »Materialextrusion« soll Abhilfe schaffen. Die Qualität ihres 3D-Druckers können Anwender schnell und unkompliziert mit einem Referenzbauteil beurteilen. Sie drucken ein Bauteil als Referenz aus und nehmen seine Qualität in Augenschein. Sind die Oberflächen…

BENTELER und das Fraunhofer IEM setzen bei der Qualitätsprüfung auf Künstliche Intelligenz In der Qualitätsprüfung ist Zeit ein wichtiger Faktor: Wer Fehler rechtzeitig findet, kann sie effektiv und kostensparend beheben. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IEM setzt der Automobilzulieferer BENTELER dafür in der Warmumformung von Fahrzeugteilen auf Echtzeit-Sensordaten und Künstliche Intelligenz. Damit können Produktionsfehler schneller erkannt, behoben und zukünftig sogar vermieden werden. In der Warmumformung am Paderborner Produktionsstandort produziert BENTELER beispielsweise Strukturbauteile für Fahrgastzellen. Dabei kann es in seltenen Fällen zu…

Ein Team vom Zentrum für Additive Produktion am Fraunhofer IPA vergleicht in einer Studie zwei 3D-Druckverfahren miteinander. Ihr Ziel ist es, das technische und wirtschaftliche Potenzial des Selective Absorption Fusion gegenüber dem Selektiven Lasersintern zu bewerten. Die beiden additiven Produktionsverfahren sind sich ähnlich: Beim Selektiven Lasersintern (SLS) wird ein Kunststoffpulver, beispielsweise Polyamid 12 (PA12), flächig aufgebracht, erwärmt und dann selektiv mit einem Laserstrahl verfestigt. Dieser Vorgang wiederholt sich Schicht für Schicht. Beim sogenannten Selective Absorption Fusion (SAF) werden ähnliche Kunststoffpulver…

Die übliche Auslegung von Kunststoffbauteilen auf Basis von Modellen für Metalle kann zu kritischen Fehlinterpretationen bei Kunststoffen führen, da diese vorwiegend mehraxialen Zugbelastungen ausgesetzt sind. Materialmodelle für Kunststoffe benötigen Daten aus 2D- und 3D-Zugversuchen. Im Fraunhofer LBF wurden bekannte Prüfvorschriften für den biaxialen Zugversuch unter Temperatureinfluss auf den aktuellen Forschungsstand gebracht. Die implementierte optische Messung während der Belastung erfasst das mechanische Verhalten. Diese Daten vereinfachen die Anpassung eines materialgerechten Modells. Eine Extrapolation auf 3D-Zug ist möglich und entscheidend für sicheres…

Ein Forschungsprojekt an der Hochschule Landshut will den Herstellungsprozess von Mund-Nasen-Bedeckungen in Deutschland verbessern sowie die Filterwirkung der Masken optimieren. Atemschutzmasken sind seit Beginn der COVID-19-Pandemie ein fester Bestandteil unseres Alltags: So ist in den letzten zwei Jahren der Bedarf an FFP2-Masken deutlich gestiegen. Hiervon profitieren vor allem fernöstlicher Hersteller, die bei der Maskenproduktion eine Monopolstellung auf dem Weltmarkt einnehmen und öffentliche Ausschreibungen aufgrund der niedrigen Lohnkosten meist für sich entscheiden. Hier setzt ein neues Projekt der Hochschule Landshut und…

ETH-​Forschende haben mit einer neuen Messtechnik die Gravitationskonstante G neu bestimmt. Obwohl der gemessene Wert noch eine hohe Unsicherheit aufweist, hat die Methode ein grosses Potenzial, um eines der fundamentalsten Naturgesetze zu überprüfen. Die Gravitationskonstante G bestimmt die Stärke der Schwerkraft. Diese sorgt dafür, dass Äpfel zu Boden fallen, oder dass die Erde um die Sonne kreist. Isaac Newton hat vor über 300 Jahren das Gravitationsgesetz formuliert, in dem diese Naturkonstante vorkommt. Sie lässt sich nicht mathematisch herleiten, sondern nur…

Prozesse in der Industrieproduktion zu optimieren ist nur möglich, wenn sich Bauteile von der Fertigung bis zur Integration in eine Baugruppe rückverfolgen lassen. Im Projekt ProIQ hat Fraunhofer IPM gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung Technologien für die adaptive Produktion von Präzisionsbauteilen entwickelt. Dazu wurde das Track & Trace Fingerprint-Verfahren mit Blick auf die Rückverfolgung rotationssymmetrischer Objekte erweitert. Die Qualität von Präzisionsbauteilen über den gesamten Produktionsprozess durchgehend zu prüfen, ist nicht trivial. Oftmals werden die Bauteile über Werks- oder…

Roboterhund Spot zeigt Digitalisierung im Maschinenbau. „Mit dem Roboterhund möchten wir Studierenden deutlich machen, wie die Grenzen zwischen Maschinenbau und IT verschmelzen. Und auch, wie kreativ Maschinenbau ist“, erläutert Prof. Dr. Joachim Friedhoff. Robotersysteme wie Spot werden in Zukunft immer öfter Aufgaben in der Industrie übernehmen. Durch die Anschaffung von Spot ist es möglich, die Studierenden mit innovativen Methoden vertraut zu machen und auf die zukünftigen Herausforderungen des Berufsalltages vorzubereiten. Derzeit wird Spot in den Studiengängen Maschinenbau und Bauingenieurwesen eingesetzt….

Die Empa hat in den letzten Jahren gemeinsam mit einem externen Hydraulikspezialisten eine vollvariable elektrohydraulische Ventilsteuerung entwickelt, welche sich für Verbrennungsmotoren und andere thermische/pneumatische Maschinen einsetzen lässt. Vollvariabel bedeutet, dass sowohl der Ventilhub wie auch der Öffnungs- sowie der Schliesszeitpunkt frei eingestellt werden können – und dies sogar von einem Zyklus zum nächsten. Am Verbrennungsmotor eingesetzt gibt diese volle Flexibilität neue Freiheitsgrade für Optimierungen. Beispielsweise lässt sich die Last bei Ottomotoren ohne Drosselklappe und von einem Zyklus zum nächsten einstellen,…