Verfahrenstechnologie

Für jeden Bedarf die optimale Umformtechnik: Entscheidungshilfe für die Industrie. Die Potenziale von Brennstoffzellen sind riesig, doch bisher fehlen in der Herstellung klare Strukturen und Standards. Bei der Vielzahl an produktionstechnischen Möglichkeiten ist es daher für Anwender und Interessenten nicht einfach, den Überblick zu behalten und dem eigenen Bedarf entsprechend das passende Produktionsverfahren zu identifizieren. Um diesem Problem zu begegnen, entwickeln Forschende des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU und des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT einen virtuellen Technologiebaukasten. Er hilft,…

Mikroschadstoffe wie zum Beispiel Steroidhormone verunreinigen weltweit das Trinkwasser und gefährden bereits in kleinsten Mengen die Gesundheit der Menschen und die Umwelt erheblich. Gut skalierbare Technologien zur Wasseraufbereitung, die sie effizient und zukunftsfähig entfernen, fehlen bislang. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein neues chemisches Verfahren zur Elimination der Hormone entwickelt. Es macht sich die Mechanismen der Photokatalyse zunutze und verwandelt die Schadstoffe in potenziell sichere Oxidationsprodukte. Darüber berichtet das Team in der Fachzeitschrift Applied Catalysis…

Ab April 2021 fördert das BMBF das VIP+-Transferprojekt “NoChrom2: Chrom(VI)-freies Verfahren zur galvanischen Metallisierung von Kunststoffteilen”. Wissenschaftler aus dem Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden werden gemeinsam mit Kollegen am Institut für Oberflächentechnik der Hochschule Zittau-Görlitz und dem Kunststoff-Zentrum in Leipzig gGmbH einen am IPF entwickelten Ansatz weiterentwickeln und zur Nutzung vorbereiten, mit dem schon während des Spritzgießens eine umweltfreundliche und ökonomisch sehr vorteilhafte Funktionalisierung von Kunststoffoberflächen für nachfolgende galvanische Metallisierungsprozesse erfolgt. Das Projekt wird von einem Beirat aus dem Fachverband Galvanisierte…

Für Anwendungen in extremem Hochvakuum, wie beim geplanten europäischen Einstein-Teleskop zum Aufspüren von Gravitationswellen, werden üblicherweise Rohre aus Edelstahl verwendet. Diese sind jedoch relativ teuer. Ein Forschungsteam des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT aus Aachen hat nun für diesen Einsatzzweck ein hybrides Rohr entwickelt, das nur noch eine dünne Funktionsschicht aus Edelstahl enthält. Die geforderte Stabilität gewährleistet eine Umwicklung aus wesentlich günstigerem glasfaserverstärktem Kunststoff. Die Basis dafür ist ein Fertigungsverfahren, das die Aachener Produktionsexperten für die Serienfertigung in der Automobilindustrie entwickelt…

Die Bandbreite von 3D-Druck-Technologien wächst: Ein Forschungsteam der TH Köln entwickelt jetzt gemeinsam mit der Firma mz Toner Technologies ein neues 3D-Druck-Verfahren auf Basis von Elektrophotographie, das unter anderem das Drucken im Weltraum ermöglichen soll. Elektrophotographie ist das Verfahren, mit dem die meisten Drucker funktionieren. Dabei wird eine sogenannte Fototrommel innerhalb des Druckers komplett elektrisch aufgeladen. Ein Laserstrahl bildet anschließend das zu druckende Motiv auf dieser Trommel ab, indem er selektiv elektrische Ladungen löscht. Der Farbstoff haftet dort auf der…

Neues Verfahren zur Herstellung von Dämmstoff aus Kunststoffabfällen. Ein Schaumstoff zur akustischen und thermischen Dämmung von Gebäuden, der aus Mikroplastik im Meer gewonnen werden kann: Mit dieser Innovation will der Forscher Marco Caniato von der Fakultät für Naturwissenschaften und Technik einen konkreten Beitrag zur Reduzierung des Plastikmülls in unseren Ozeanen leisten. Das Verfahren beruht auf einem Biopolymer, das aus der Verarbeitung von Rotalgen gewonnen wird. Sekundäres Mikroplastik, also Plastikpartikel, die kleiner als 5 Millimeter sind, und aus weggeworfenen Plastikflaschen und…

Wolfram hat mit 3.422 Grad Celsius den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle. Ideal für den Einsatz dort, wo es richtig heiß wird, etwa für Weltraumraketendüsen, Heizelemente von Hochtemperaturöfen oder im Fusionsreaktor. Das Metall ist aber zugleich sehr spröde und daher schwer zu verarbeiten. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) fanden nun einen innovativen Ansatz, wie sie „den Spröden geschmeidig machen“: Sie entwickelten für das Verfahren des Elektronenstrahlschmelzens neue Prozessparameter, um damit auch Wolfram verarbeiten zu können. Wolfram hat mit 3.422…

Messungen an der Forschungs-Neutronenquelle helfen bei der Entwicklung intelligenter Schweißgeräte.Die Schweißnähte des riesigen Treibstofftanks einer Rakete müssen beim Start immense Kräfte aushalten. Für solche besonders stabilen Nähte wird das Verfahren des Rührreibschweißens genutzt. Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) wollen das Verfahren effizienter machen. Sie nutzten dabei die Positronen der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II), um atomare „Löcher“ im Material präzise zu lokalisieren. Das Verfahren des Rührreibschweißens wird immer häufiger bei Bauteilen eingesetzt, bei denen die Nähte besonders dicht und…

Innovatives biotechnologisches Verfahren löst Gallium aus Industrieabwässern Gallium ist ein seltenes, aber in der High-Tech-Industrie viel verwendetes Metall. Dieser krasse Gegensatz macht Recycling unabdingbar. Bisherige Verfahren sind allerdings kostenintensiv und chemisch belastet. Biotechnologische Ansätze nutzen daher Peptide, da sie in der Lage sind, metallische Partikel, Mineralien und Metallionen umweltschonend zu binden und gezielt voneinander zu unterscheiden. Wissenschaftler*innen des Helmholtz-Instituts Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) konnten nun zeigen, dass sich ein Peptid-basiertes Material für die Gewinnung von Gallium…

Chemiker der Universität Konstanz entwickeln ein Verfahren für ein nachhaltigeres Recycling von polyethylenartigen Kunststoffen Kunststoffe sind allgegenwärtig, sie zählen zu den verbreitetsten Werkstoffen überhaupt. Eine effiziente Wiederverwertung dieser wichtigen Materialien erfolgt bislang allerdings nur bedingt. Um hierfür neue Lösungen zu bieten, entwickelten Chemiker der Universität Konstanz um Prof. Dr. Stefan Mecking ein nachhaltigeres Verfahren für das chemische Recycling von polyethylenartigen Kunststoffen. Die Forscher nutzen dabei „Sollbruchstellen“ auf molekularer Ebene, um den Kunststoff in seine molekularen Bestandteile zu zerlegen. Das neue…

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…

Wasser ist für den Menschen das wichtigste Grundnahrungsmittel sowie eine Basis zur Sicherstellung und Weiterentwicklung für dessen Lebensweise und -qualität. Dies bedingt eine Sicherstellung dieser Ressource für die Zukunft. Bislang konnte Trinkwasser durch die Entsalzung von Meerwasser oder die Aufreinigung von verschmutztem Oberflächenwasser nur in Großanlagen aufbereitet werden. Im CeMOS (Center for Mass Spectrometry and Optical Spectroscopy) der Hochschule wurde nun eine kleine autarke Entsalzungsanlage entwickelt, die mittels erneuerbarer Energien ökologisch nachhaltig betrieben werden kann und für die Versorgung abgelegener…

TU Dresden entwickelte neues Verfahren zur Biegeumformung von Vollholzplatten Das vom Bundeslandwirtschaftsministerium geförderte Verbundvorhaben „Umformung von unverdichteten ebenen Holzplatten quer zur Faser zu technischen Profilen“ setzt neue Maßstäbe für eine nachhaltige Holzbearbeitung. Das Forschungsteam des Institutes für Stahl- und Holzbau der Technischen Universität Dresden und dessen Praxispartner GHEbavaria Maschinen GmbH entwickelten in dem dreijährigen Verbundvorhaben ein Verfahren, mit dem es gelingt, Vollholzplatten aus Laubholz quer zur Faser maschinell zu gekrümmten Schalen umzuformen. Durch das Zusammenfügen mehrerer dieser Halbzeuge zu Ringquerschnitten…

Recycling und optimierte Rohstoffkreisläufe, Zweitnutzung und ein wissensbasiertes Zelldesign sollen Lithium-Ionen-Batterien zukünftig nachhaltiger und sicherer machen. Die Grundlagen dafür schaffen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Verfahrenstechnik und Materialwissenschaft am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) mit gemeinsamer Forschung zum Batterielebenszyklus. Die neuen Forschungsprojekte sind Teil der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) neu geschaffenen Batterieforschungscluster „greenBatt“ und „BattNutzung“. Batteriezellen mit einer dauerhaft hohen Leistungsfähigkeit können den ökologischen Fußabdruck von Anwendungen wie der Elektromobilität erheblich verringern. Denkbar ist es auch, solche Zellen…

ZHAW-Forschende haben ein neues 3D-Druck-Verfahren entwickelt, das beliebige Formen ohne zusätzliches Stützmaterial herstellen kann. Der Druckkopf ist geneigt und dreht sich um die eigene Achse. Konventionelle 3D-Drucker könnten damit aufgerüstet werden. 3D-Drucker erfreuen sich immer grösserer Beliebtheit. Im bereits weit verbreiteten Schmelzschichtverfahren wird ein thermoplastischer Kunststoff Schicht um Schicht aufgetragen, bis das gewünschte Bauteil hergestellt ist. Soll aber eine überhängende Form gedruckt werden, sind herkömmliche 3D-Drucker ab einem bestimmten Winkel auf Stützmaterial angewiesen. Diese mitgedruckten Hilfsstrukturen müssen danach in einem…

Thermografieaufnahmen Durch die Kombination von 3D-Messung und Thermografiepanorama unter identischen Blickwinkeln ist eine Rekonstruktion des Emissionswinkels möglich. Hierdurch kann die elektrische Leitfähigkeit der abgebildeten Oberfläche bestimmt werden, was wiederum Rückschlüsse auf den Emissionsgrad erlaubt. „Wärmebilder“ sind allen geläufig, die Thermografie konnte sich als weit verbreitete Methode etablieren: Mit einer speziellen Infrarotkamera wird ein Bild oder Video eines Gegenstandes aufgenommen, das die Temperaturverteilung auf dessen Oberfläche zeigt. In der Bauphysik lassen sich so Baumängel oder Schäden wie z.B. undichte Fenster, Feuchtigkeitseinlagerung…