Industriell produzierte Bauteile werden meistens auf Basis eines 3D-CAD-Modells gefertigt. Da während der maschinellen Fertigung zahlreiche Einflüsse auf die Werkstücke einwirken, weichen ihre Geometrien oft deutlich vom CAD-Modell ab. Die Folge ist ein teilweise erheblicher Mehraufwand bei der Planung der Folgeprozesse; schlimmstenfalls ist das Bauteil unbrauchbar. Dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen gelang es nun in einem Konsortialprojekt, mithilfe von Prozessdaten und einem neu entwickelten Algorithmus, das CAD-Modell an die real gefertigte Werkstückgeometrie anzupassen. Dies senkt senkt den Ausschuss…

Physiker der Universität Basel haben erstmals eine Graphenverbindung aus Kohlenstoffatomen und wenigen Stickstoffatomen hergestellt, die ein regelmässiges Gitter aus Sechs- und Dreiecken bilden. Dieses wabenförmige, sogenannte Kagome-Gitter verhält sich wie ein Halbleiter und könnte zudem ungewöhnliche elektrische Eigenschaften besitzen. Womöglich findet es künftig Verwendung in elektronischen Sensoren oder Quantencomputern. Forschende weltweit befinden sich auf der Suche nach neuen synthetischen Materialien, die besondere Eigenschaften wie die der Supraleitung – die Leitung elektrischen Stroms ohne Widerstand – besitzen. Solche neuen Stoffe sind…

Wasserstoff kann zum Wegbereiter der Energiewende werden. Besonders in der Verkehrsindustrie wird über Technologien diskutiert, um künftig Verkehrsmittel wie Lastkraftwagen, Schiffe oder Züge klimaneutral zu bewegen. Die Vorteile liegen auf der Hand: Elektromobilität mit Wasserstoff und Brennstoffzellen ist lautlos und ermöglicht emissionsfreies Fahren mit großen Reichweiten und schneller Betankung. Wenn es aber so einfach wäre, würden wir alle schon lange nicht mehr Diesel und Benzin tanken. Unser Experte Dr. Stefan Wagner, der schon vor vielen Jahren an der Brennstoffstelle forschte,…

Nanowissenschaftler aus Chemnitz und Dresden entwickeln adaptive Mikroelektronik, die sich auf der Basis von Sensordaten selbständig bewegt und für Tätigkeiten gezielt ausrichten kann – Anwendungsmöglichkeiten in der Biomedizin und als bioneurales Interface Die flexible und adaptive Mikroelektronik gilt als Innovationstreiber für neue und effektivere biomedizinische Anwendungen. Dazu gehört beispielsweise die Behandlung beschädigter Nervenbündel, chronischer Schmerzen oder die Steuerung künstlicher Gliedmaßen. Damit das funktioniert, ist ein enger Kontakt zwischen der Elektronik und dem neuronalen Gewebe für eine effektive elektrische und mechanische…

Grenzüberschreitende Projektgruppe unter Beteiligung der FH Kiel entwickelt Motorensteuerung. Mit einem Online-Kick-Off Meeting starteten die Fachhochschule (FH) Kiel, die Süddänische Universität (SDU) sowie Danfoss Drives und Danfoss Silicon Power in ihr gemeinsames Forschungs- und Entwicklungsprojekt HiCoMMID. HiCoMMID steht für hocheffiziente, kompakte und modulare integrierte elektronische Motorsteuerung für Pumpenantriebe. Eine intelligente, auf die benötigte Leistung abgestimmte Drehzahlsteuerung soll Strom einsparen helfen. Die Steuerung soll miniaturisiert im Motorvolumen integrierbar sein und dank einer modularen Bauweise für unterschiedliche Motoren mit einer Leistung von…

… sie hören auf die Hand Die flache Hand in die Luft halten, ein Wischen nach links oder rechts – wie bei Spielkonsolen werden Roboter in Fabriken zukünftig berührungslos kontrolliert. Denn die industrielle Gestensteuerung ist nun marktreif. Entwickelt haben sie Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU. Sie basiert auf der intelligenten Kopplung optischer Sensoren, innovativer Bildverarbeitungsverfahren und berührungsloser Bedieninterfaces. Die direkte Zusammenarbeit von Menschen und Robotern in der Produktion wird damit intuitiver, effizienter und ergonomischer. Geltende…

Die helle Seite der Macht Eine Gruppe von Forscher*innen des Fritz-Haber-Instituts der Max-Planck-Gesellschaft und der Humboldt-Universität zu Berlin hat herausgefunden, dass sich Halbleiter leichter und schneller als bisher angenommen in Metalle und zurück verwandeln lassen. Diese Entdeckung könnte die Rechenleistung vieler technischer Geräte erhöhen und ihr Design vereinfachen. Vom Smartphone bis zum Computerprozessor – ein Großteil der von uns genutzten Technik ist mit Transistoren ausgestattet. Weil Transistoren für jede Art von Datenverarbeitung so wichtig sind, versuchen Wissenschaftler*innen und Ingenieur*innen seit…

Zweidimensionale Materialien sind Hoffnungsträger für viele technische Anwendungen. Ein internationales Forschungsteam hat erstmals ermittelt, wie stark 2D-Materialien schwingen, wenn sie mit Licht angeregt werden. Aktuelle elektronische Bauteile in Computern, Handys und vielen weiteren Geräten beruhen auf mikrostrukturierten Siliziumträgern. Bei dieser Technologie sind jedoch die physikalischen Grenzen des Machbaren und die kleinstmöglichen Strukturgrößen fast erreicht. Als neue Hoffnungsträger werden darum zweidimensionale (2D) Materialien intensiv erforscht. Man kann sich diese Materialien wie extrem dünne Folien vorstellen, die aus nur einer Schicht von…

Neutronen zeigen tatsächliche Verteilung von Lithium und Elektrolyt in Lithium-Ionen-Zellen. Im Handy, Laptop oder auch im Elektroauto: überall verwenden wir Lithium-Ionen-Akkus. Doch nach einiger Zeit verlieren sie an Kapazität. Daher untersuchte ein deutsch-amerikanisches Forschungsteam den Aufbau und die Funktionsweise dieser Akkus mit Neutronenbeugung. Dabei fanden Sie heraus, dass Zersetzungsprodukte der Elektrolytflüssigkeit das bewegliche Lithium im Akku abfangen und dass Lithium in der Zelle überraschend ungleich verteilt ist. Die hervorragenden Eigenschaften des Lithium-Ionen-Akkus haben das tägliche Leben wie sonst wenige andere…

Röntgenstrahlen ermöglichen nicht nur Einblicke in den menschlichen Körper, sondern auch in Materialien bis auf atomare Ebene. Die neu eingerichtete Servicestelle Röntgenbeugung stellt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, aber auch Industrievertretern die Methoden der Einkristall- und Pulverdiffraktion zur Verfügung. Diese erlauben es, Eigenschaften der untersuchten Stoffe zu verstehen und im Nachgang gegebenenfalls gezielt zu verändern. Die Servicestelle besitzt eine herausragende Ausstattung. Zwei Einkristalldiffraktometer ermöglichen die Aufklärung der Struktur von Festkörper- und Molekülkristallen. Die Bestimmung der Positionen von Atomen kann mit dieser Methode…

Forschungsergebnisse aus dem BMVI-Expertennetzwerk erweitern bestehende Bemessungsregeln um Methoden zur Berücksichtigung von Unsicherheiten. Wirtschaftliche Gütertransporte mit dem Binnenschiff setzen eine zuverlässige und leistungsfähige Wasserstraßeninfrastruktur voraus. Hierzu werden Wasserstraßen bedarfsgerecht instandgesetzt, modernisiert und ausgebaut. Diese Maßnahmen schließen sichere und unterhaltungsarme Ufersicherungen ein, deren Bemessung in einschlägigen Regelwerken geregelt ist. Aus ökologischen und wirtschaftlichen Gründen ist ein Ausbau von Ufersicherungen nach dem geltenden Standard jedoch nicht in allen Fällen sinnvoll. Im Rahmen des BMVI-Expertennetzwerks wurde daher in der BAW untersucht, wie zukünftig…

Serviceroboter können dazu beitragen, dass Gebäude und Verkehrsmittel regelmäßig und mit gleichbleibend hoher Qualität gereinigt und desinfiziert werden. Seit Oktober 2020 arbeiten zwölf Einrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft an der Entwicklung neuer Technologien für dieses Einsatzfeld. Geleitet vom Fraunhofer IPA bündeln die Partner im Forschungsprojekt »Mobile Desinfektion« (MobDi) ihre Kompetenzen, um zu einem sicheren »New Normal« in Pandemiezeiten beizutragen. Das Projekt ist Teil des Aktionsprogramms »Fraunhofer vs. Corona«. Ein Schlüssel im Kampf gegen COVID-19 besteht darin, die Ansteckungsgefahr zu minimieren. Dieser Herausforderung…

TH Nürnberg erschließt modernste Kraftwerkstechnologien für dezentrale Anlagen In der Industrie geht immer noch viel Primärenergie verloren, unter anderem in Form von Abwärme. Um die eingesetzten Energiesysteme klimaneutral zu gestalten, forscht ein interdisziplinäres Team unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Frank Opferkuch von der TH Nürnberg an der kompakten Verstromung von Abwärme. Das Ziel ist es, ungenutzte Abwärme in CO2-freien Strom umzuwandeln. Die Energiewende von fossilen Energieträgern und Kernenergie hin zu erneuerbaren Energien ist ein notwendiger Schritt im Kampf gegen…

Forschende der Universität Stuttgart entwickeln im Projekt „PlasmaFuel“ synthetische Treibstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen Forschende aus aller Welt suchen derzeit nach neuen und bezahlbaren Wegen zu „sauberem“ Kraftstoff. Doch während Autos längst mit Strom aus Batterien unterwegs sind, ist eine solche Umrüstung zum Beispiel bei Flugzeugen oder Containerschiffen nicht möglich, da die Batterien für diese zu schwer und zu voluminös sind. Abhilfe schaffen soll nun ein synthetischer Kraftstoff aus nachwachsenden Rohstoffen, den die Universitäten Stuttgart und Bayreuth sowie zwei Industriepartner im…

Grenzen des Fused Layer Modeling ausgelotet Erst seit einigen Jahren ist es möglich, Metallbauteile mit dem Fused Layer Modeling (FLM) herzustellen. Welche Grenzen dem Verfahren gesetzt sind und welche Qualität die damit gefertigten Komponenten aufweisen, haben nun Forscher vom Zentrum für Additive Produktion am Fraunhofer IPA untersucht. Die Bauteile aus Edelstahl, die Mark Becker auf seinem Schreibtisch ausgebreitet hat, haben ganz verschiedene Formen und Abmessungen. Würfel mit eingedruckten Zahlen und Buchstaben oder feingliedrigen Gittern sind darunter. Andere erinnern entfernt an…

Autonomer Transportroboter Laura in Lauenburg unterwegs Seit über einem Jahr fährt das autonome TaBuLa -Shuttle durch die Lauenburger Straßen. Nun hat der selbstfahrende Elektrobus mit Laura eine neue Kollegin dazu gewonnen. Bei Laura handelt es sich allerdings weder um eine Co-Pilotin noch um eine Fahrgastbetreuerin. Laura ist ein kleiner Transportroboter und steht für Lauenburgs Automatisierte Roboter Auslieferung. In Zukunft soll sie völlig selbständig die Behördenpost der Stadt ausliefern. Entwickelt, programmiert und gebaut wurde Laura am Institut für technische Logistik an…