Verfahrenstechnologie

Oberflächen- und Beschichtungstechnologie Im Kampf gegen das Coronavirus kommt der Mikroskopie ein besonderer Stellenwert zu: Spezial-Mikroskope sind ein unverzichtbares Hilfsmittel bei der Darstellung kleinster Zellstrukturen. Sie helfen, die Entwicklung von Impfstoffen und Therapien voranzutreiben. Dabei sind die Anforderungen an die optische Auflösung der Mikroskope und die Präzision der Mikroskoptische enorm. Hartmagnetische Schichten des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST tragen dazu bei, kleinste Zellstrukturen sehr schnell und genau zu erfassen. Mikroskop- und Labortechnik sind ein unverzichtbares Hilfsmittel im Kampf gegen…

Chemiker der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) haben eine Methode entwickelt, um Flüssigkeiten direkt während des 3-D-Drucks in Materialien zu integrieren. Damit lassen sich zum Beispiel medizinische Wirkstoffe in pharmazeutische Produkte einbauen oder leuchtende Flüssigkeiten in Werkstoffe integrieren, die bei Materialrissen austreten und so den Schaden anzeigen. Die Studie dazu wurde in „Advanced Materials Technology“ veröffentlicht. 3-D-Druck ist mittlerweile weit verbreitet und wird für unterschiedlichste Anwendungsgebiete genutzt. In der Regel beschränken sich die Verfahren jedoch auf Materialien, die beispielsweise durch Erhitzen verflüssigt…

Eine neue Generation von Brennstoffzellen: »Chemnitz Fuel Cells« (CFC) verursachen, so das Ziel des Fraunhofer IWU, deutlich weniger Produktionskosten als bei bisherigen Herstellungsverfahren und werden zukünftig in Großserie gefertigt. Das ist eine wichtige Voraussetzung für das Gelingen der Energiewende. Ein entscheidender Schritt auf dem Weg zur CFC sind neue Fertigungstechniken für Bipolarplatten, die am Fraunhofer IWU erforscht werden. Bipolarplatten bilden in Stacks das Herz einer jeden Brennstoffzelle. Darüber hinaus arbeitet das Fraunhofer IWU an effektiveren Komponenten für Brennstoffzellen-Antriebe und am…

Wissenschaftler*innen entwickeln Verfahren zur Herstellung neuer Kunststoffmaterialien. Medizin, Luftfahrt und Automobilbranche sind häufig auf komplexe Kunststoff-Bauteile angewiesen. Mittels additiver Fertigung, auch 3D-Druck genannt, können diese individuell, unkompliziert und in passender Stückzahl hergestellt werden. Ein weit verbreitetes und qualitativ hochwertiges Verfahren ist das sogenannte Lasersintern. Hier bringt ein Laser Polymerpulver zum Schmelzen und baut dann das gewünschte Kunststoff-Bauteil schichtweise auf. Der Haken: Für das Verfahren stehen bislang nur wenige Materialien zur Verfügung. In einem Forschungsprojekt wollen Wissenschaftler der Universität Paderborn daher…

Nachhaltiges Verfahren könnte Edelmetalle bei der Vernetzung von Siliconen ersetzen. Silicone haben sich im privaten und im professionellen Bereich bewährt. Damit aus dem flüssigen Vorprodukt das elastische und haltbare Polymer wird, benötigt man jedoch in vielen Fällen teure Edelmetalle als Katalysatoren. Einem Forschungsteam der Technischen Universität München (TUM) und des Münchner WACKER-Konzerns ist es nun gelungen, einen Vernetzungsprozess zu entwickeln, der ohne Edelmetalle auskommt. Als Silicone bezeichnet man synthetische Polymere, die aus einem anorganischen und durch organische Reste modifizierten Silicium-Sauerstoff-Grundgerüst…

Während großflächige Wettertrends mittelfristig gut prognostiziert werden können, haben die aktuellen Verfahren noch einige Schwächen für die lokale Wettervorhersage. Mit dem Forschungsprojekt „Deep Weather“ wollen Wissenschaftler der Hochschule RheinMain und die Q.met GmbH nun ein neues Verfahren entwickeln, um lokale Wetterereignisse besser prognostizieren zu können. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) mit rund 400.000 Euro gefördert; 190.000 Euro gehen an die HSRM. Q.met beschäftigt sich seit vielen Jahren mit der…

Werkstoffe für Flugzeuge müssen hochbelastbar und gleichzeitig so leicht wie möglich sein. Im Triebwerkbau, besonders bei der Fertigung sogenannter Fanblades, kommen deshalb seit einigen Jahren immer häufiger Faserverbundkunststoffe (FVK) mit harzbasierter Matrix zum Einsatz, die bei geringem Gewicht sehr stabil sind. Allerdings ist die Herstellung von Bauteilen aus diesen Werkstoffen sehr zeitaufwändig und teuer, da sie mehrere Stunden im Autoklav aushärten müssen. Ein Forschungsteam des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT in Aachen möchte die Fertigung von FVK-Fanblades noch weiter automatisieren und…

Nach der sommerlichen Ernte gelangen Früchte als Trockenobst saisongerecht in den Verkauf. Wird Obst oder Gemüse durch Wärme getrocknet, können jedoch Nährstoffe zerstört werden und Aromastoffe verloren gehen. Deshalb ist das nichtthermische Trocknen von Lebensmitteln – also ohne Erwärmen –, in der Industrie besonders beliebt. Dabei kommen unter anderem Ventilatoren zum Einsatz. Ein neues, an der Empa entwickeltes Trocknungsverfahren mittels Ionenwind verspricht nun ein energieeffizienteres, schnelleres und erst noch schonenderes Trocknen von Lebensmitteln. Wenn sich die Rotorblätter eines Ventilators drehen,…

Ressourcenschonende Alternative für die Fertigung von Antriebswellen Wellen sind als Kraft- und Drehmomentüberträger unscheinbare und doch unersetzliche Bestandteile von Autos, Flugzeugen, Schiffen oder Windkraftanlagen. Weltweit werden jedes Jahr Milliarden dieser Bauteile in unterschiedlichen Größen produziert, die meisten mit Absätzen oder anderen Oberflächenmerkmalen. Ein Team des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT entwickelte nun das additive Verfahren »Express Wire Coil Cladding« (kurz: EW2C) zur Oberflächenbearbeitung von Wellen. Das EW2C-Verfahren bietet eine ressourcenschonende und kostengünstige Alternative zu gängigen abtragenden Verfahren der Wellenbearbeitung wie dem…

Ingenieurinnen und Ingenieure haben ein Verfahren konzipiert, mit dem Dünger gezielter in landwirtschaftlich genutzte Böden eingebracht werden kann. Dabei wird das Düngemittel in einem Biopolymer-Schaum verkapselt, aus dem es kontinuierlich freigesetzt werden kann. Über die Technik berichtet das Wissenschaftsmagazin Rubin der RUB. Die Arbeiten fanden unter Leitung von Prof. Dr. Sulamith Frerich, Arbeitsgruppe Virtualisierung verfahrenstechnischer Prozesse, statt und sind eingebettet in die Forschung zum verantwortungsvollen Umgang mit Polymeren durch zirkuläres Wirtschaften des Teams um Prof. Dr. Eckhard Weidner, Inhaber des…

Zu den Stahlsorten mit Zukunft zählen die martensitischen Chromstähle, die sich wegen ihrer Leichtbau- und Korrosionseigenschaften ideal für Anwendungen im Fahrzeugbau eignen. Bei der Konstruktion von crash-sicheren Batteriekästen für Elektroautos sind diese Werkstoffe besonders gefragt. Diese anspruchsvollen Komponenten dienen dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT aus Aachen daher auch als Demonstrationsbauteile beim Schweißen und der Wärmebehandlung mit dem Laser. Im Rahmen des AiF-Forschungsvorhabens FAAM, gefördert durch die FOSTA – Forschungsvereinigung Stahlanwendungen e.V., nahmen Experten aus Industrie und Forschung den aktuellen Stand…

Nanotechnologen der Universität Münster entwickeln Verfahren zur Veränderung von Metalloberflächen. Ein Forscherteam der Westfälische Wilhelms-Universität (WWU) Münster hat ein molekulares Werkzeug entwickelt, das auf atomarer Ebene ermöglicht, gezielt die Struktur einer Metalloberfläche zu verändern. Diese Umstrukturierung erfolgt an der Oberfläche durch einzelne Moleküle, sogenannte N-heterozyklische Carbene, ähnlich eines Reißverschlusses. Die Arbeit wurde in der Fachzeitschrift “Angewandte Chemie International Edition” publiziert. In vielen technologisch-relevanten Bereichen, wie zum Beispiel der Katalyse, der Sensorik sowie der Batterieforschung, spielt die Oberfläche von Metallen eine…

Nachwuchsgruppe der TU Dortmund entwickelt katalytische Verfahren für nachwachsende Rohstoffe. Auf Basis nachwachsender Rohstoffe Produkte zu erzeugen – das ist ein wichtiger Trend in der chemischen Industrie. Eine Gruppe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern will dafür innovative Verfahren entwickeln. Dr. Thomas Seidensticker von der Fakultät Bio- und Chemieingenieurwissenschaften (BCI) der TU Dortmund im Bereich Technische Chemie baut diese Nachwuchsgruppe auf und leitet sie. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) fördert das Projekt mit 1,1 Millionen Euro in den kommenden drei…

Projekt »C3PO« Am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ist ein alternatives Verfahren zur Herstellung von Solarzellen-Kontakten entwickelt worden. Das Laser Transfer and Firing (LTF) bietet insbesondere für bestimmte Solarzellenoberflächen Vorteile gegenüber dem Standardverfahren. Im Verbundprojekt »C3PO« ist es den Freiburger Forscher*innen gemeinsam mit Industriepartnern jetzt gelungen, auf einer Anlage der Pulsar Photonics GmbH den LTF-Prozess erstmals vollautomatisiert abzubilden. Das Verfahren kann nun im Hinblick auf eine industrielle Umsetzung systematisch getestet und optimiert werden. Um den in einer Solarzelle erzeugten Strom…

Leinöl gilt aufgrund seines Reichtums an lebenswichtigen und vom Körper nicht selbst produzierbaren Omega-3-Fettsäuren als sehr gesund. Das Speiseöl wird nach Anbruch aber schnell ranzig. Ein Team um den Lebensmittelanalytiker Marc Pignitter von der Fakultät für Chemie der Universität Wien präsentiert eine Methode, wie Leinöl hochwertiger und haltbarer produziert werden kann. Der in einem von der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) geförderten Projekt entwickelte Prototyp soll nun für die Leinöl-Produktion im Großmaßstab weiterentwickelt und getestet werden. “Wir haben in Zusammenarbeit mit einem Speiseölhersteller…

Systeme mit Infrarotoptiken finden heute immer öfter Verbreitung in industrieller Sensorik, Bauthermographie, Bewegungsmeldern oder auch Fahrerassistenzsystemen. Die verfügbaren Infrarotoptiken sind jedoch für viele Anwendungen noch deutlich zu teuer. Um neue Anwendungsfelder und Märkte erschließen zu können, müssen die Hersteller solcher Systeme einem hohen Preisdruck begegnen. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen hat gemeinsam mit der Ingeneric GmbH einen vergleichsweise kostengünstigen Ansatz zur replikativen Fertigung von Infrarotlinsen durch das Präzisionsblankpressen von Chalkogenidglas entwickelt. Durch den replikativen Ansatz lassen sich Materialien…