Algen mit Lichtschalter

Grünalgen können Ihre Haftung an Oberflächen durch Licht an- und ausschalten. Im Licht kleben ihre beiden Härchen, Flagellen genannt, an einer Oberfläche, während die Algen in Dunkelheit mittels einer Art Brustschwimm-Bewegung durch das Wasser schwimmen.
© Oliver Bäumchen, MPIDS, Göttingen / Thomas Braun, Heidelberg

Die Haftung der Härchen von Chlamydomonas-Einzellern hängt von der Lichteinstrahlung ab

Das Licht der Sonne ermöglicht Grünalgen mehr als nur die Photosynthese, mit der sie Zucker aufbauen. Die Einzeller schalten mit Licht sogar die Klebrigkeit der feinen Härchen auf ihrer Oberfläche an und aus, wie jetzt erstmals Physiker am Göttinger Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation beobachtet haben. Diese Erkenntnisse sind nicht zuletzt für die Entwicklung von Bioreaktoren interessant, in denen Algen als nachwachsender Rohstoff zur Biotreibstoff-Produktion Anwendung finden. Weiterlesen

Strom mit Elastomerfolien erzeugen

© Foto Fraunhofer ISC
Feldversuch mit DEGREEN-Generatoren in einem Fließgewässer. Die Anregung der Silikonmembranen erfolgt über den Unterdruck in den wasserdurchströmten Venturi-Rohren unter dem Floß.

Mit rund 33 Prozent ist Wasser noch immer der bedeutendste erneuerbare Energieträger Bayerns, wie der Energie-Atlas Bayern zeigt. Doch vor allem konventionelle Kleinstwasserkraftwerke mit überschaubarem Ertrag sind umstritten – sie greifen in das Ökosystem ein. Fraunhofer-Forscher arbeiten an einer umweltschonenden Alternative: Neuartige Elastomermaterialien sollen künftig die mechanische Energie von Wasserströmungen in kleinen Flüssen direkt in elektrische Energie umwandeln. Weiterlesen

Strahlender Durchblick: Computertomograph analysiert Schäden in Werkstoffen unter Last

Dreidimensionale (3D) Darstellung eines Risses in der Kerbe einer faserverstärkten Kunststoffprobe.

Unterschiedlichste Materialien zerstörungsfrei prüfen zu können, ist für Industrie und Wissenschaft in vielen Bereichen essentiell. Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF hat jetzt eine neue Methode entwickelt, die erstmals die mechanische Prüfung eines Bauteils unter realistischen Belastungen mit einer radiologischen Durchstrahlungsprüfung kombiniert. Die Methode dient dazu, Materialien zu charakterisieren, und sie erleichtert die Beurteilung von Einschlüssen oder Schädigungen im Werkstoff bezüglich deren Einflusses auf die Festigkeit und Lebensdauer. Damit liefert das Fraunhofer LBF Materialentwicklern und Herstellern sowie Wissenschaftlern wichtige Informationen zum besseren Verständnis von Materialverhalten und Materialcharakterisierung. Weiterlesen

Lasersysteme fördern Durchbruch der E-Mobilität

Die EVS30 (Electric Vehicle Symposium & Exhibition) war vom 9. bis 11. Oktober 2017 der Branchentreffpunkt für die gesamte Industrie der Elektromobilität. Hersteller, Anwender und Entscheider erhielten ein aktuelles Bild zu allen Formen der Elektromobilität und diskutierten neue Trends sowie Einsatzmöglichkeiten des elektrischen Antriebstrangs. In Stuttgart wurde gezeigt, wohin die Reise geht und keinen Zweifel daran gelassen, dass sich die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen in Europa weiter steigern wird. Lasersysteme leisten durch neuartige, verbesserte wirtschaftliche Fertigungsverfahren einen wichtigen Beitrag und fördern so den Durchbruch der E-Mobilität. Das wird auch die nächste LASYS 2018 vom 5. bis 7. Juni 2018 widerspiegeln. Viele erfahrene Aussteller und Experten werden hier ihr Wissen über Innovationen und Lösungen zur Verfügung stellen. Weiterlesen

Bio-Flammschutz für Kunststoffe: Fraunhofer LBF erschließt neue Verwendungsmöglichkeiten für Lignin

Verlauf der Wärmeabgaberaten von ABS, ABS mit 30 Gewichtsprozent Lignin und ABS mit 30 Gewichtsprozent phosphoryliertem Lignin.

Aus dem Papierrohstoff Holz muss doch mehr herauszuholen sein, dachten sich Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF. Hintergrund: Bei der Produktion von Papier aus Holz dreht sich alles um die Zellulose. Das ebenfalls darin enthaltene Lignin bleibt bislang weitgehend ungenutzt – bis zu 98 Prozent der bei der Papierherstellung anfallenden Menge werden zur Energiegewinnung eingesetzt. In Zeiten knapper werdender fossiler Ressourcen und steigender CO2-Ausstöße kommt das geradezu einer Verschwendung gleich. Denn heute gilt es, als Alternative zu erdölbasierten Rohstoffen, mehr Biomasse stofflich zu nutzen. In einem EU-geförderten Forschungsprojekt hat das Fraunhofer LBF nun eine neue Verwendungsmöglichkeit für Lignin aus der Papierherstellung entwickelt: Die Wissenschaftler haben Phosphor chemisch an das Lignin angebunden und können es nun als Flammschutz für Kunststoffe nutzen. Weiterlesen

4. Forum für Industrie und Wissenschaft 2017 – Industriekolloquium des SFB 768

Das 4. Forum für Industrie und Wissenschaft 2017 findet am 12. Oktober 2017 zum Thema „Innovationen managen in disruptiven Umgebungen – Modelle Koppeln, Abhängigkeiten beherrschen, Akteure befähigen“ in Garching bei München statt.

Der Sonderforschungsbereich 768 „Zyklenmanagement von Innovationsprozessen“ durchleuchtet die Herausforderungen, die sich aus Zyklen im Kontext von Innovationsprozessen intergrativer Sach- und Dienstleistungen, sogenannter Produkt-Service Systeme (PSS), ergeben. Weitere Informationen zum SFB 768 und zum Zyklenmanagement von Innovationsprozessen finden Sie hier. Weiterlesen

Hochleistungs-Sandwichverbunde einstufig herstellen

Abbildung 1. Hochleistungs-Sandwichverbunde mit Polymerkern und Decklagen aus
textilen Halbzeugen (links, mittig), zusätzlich integrierter unkaschierter Papierwabe
(mittig) im Vergleich zu Strukturen mit Decklagen aus geschnittenen Langfasern
(rechts), hergestellt im Polyurethan-Sprühverfahren. Bildnachweis: TUD/ILK

Die Leichtform GmbH aus Bernsdorf (Sachsen) entwickelt in enger Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) unter der Leitung von Prof. Maik Gude ein effizientes Fertigungsverfahren zur Herstellung von Hochleistungs-Sandwichstruktur en für den hybriden Leichtbau. Weiterlesen

Umweltschonend und effizient – Plasma ersetzt Lösemittel und Aufrauprozesse

Autor: Inès A. Melamies, Fachjournalistin, Bad Honnef

Moderne Nutzfahrzeugaufbauten werden heute in ihrer Struktur vollständig verklebt, um eine höhere Eigenfestigkeit und eine bessere Beständigkeit der Verbindungen bei geringeren Produktionskosten sicherzustellen. Auch resultiert diese Fügemethode in einer höheren Nutzlast sowie in einer Gewichtsreduzierung der Aufbauten, aus der wiederum eine Kraftstoffeinsparung und eine damit einhergehende Verminderung den CO2 Ausstoß über die gesamte Lebensdauer eines LKWs folgt. Die an das Strukturkleben gestellten Anforderungen sind hoch und nur mit einer zuverlässigen Vorbehandlung zu erfüllen.

Von den diversen Methoden für die Reinigung und Aktivierung von Materialoberflächen ist der Einsatz von umwelt- und gesundheitsgefährdenden Nass-Chemikalien weit verbreitet. Dass es aber auch umweltfreundlich und darüber hinaus weit effizienter geht, zeigt das Beispiel des Kühlfahrzeugeherstellers Schmitz Cargobull.

Bild 1: Moderne Kühlkofferaufbauten werden heute strukturell verklebt. Bei Europas führendem Hersteller wird bei der Vorbehandlung der Sandwichpaneele vor ihrer Verklebung auf organische Lösemittel schon seit vielen Jahren verzichtet.
Foto: Schmitz Cargobull AG

Weiterlesen

Aktuelle Herausforderungen der Fügetechnik im Leichtbau

Autoren: Dr. Wolf Georgi, Dr. Jonny Kaars, Reza Kaboli, Prof. Peter Mayr

Einleitung

Abbildung 1: Maximal übertragbare Kräfte einer Einpunkt-Clinchverbindung zwischen Metall und Kunststoff in Abhängigkeit der Restfeuchte des Kunststofffügepartners zum Fügezeitpunkt

Die Fügetechnik ist nach DIN 8580 ein Teil der Fertigungsverfahren und hat die Aufgabe, Lösungen für das Verbinden verschiedenster Werkstoffe bereitzustellen. Die Palette der Fügeverfahren wird dabei ständig weiterentwickelt und an neue Werkstoffsituationen angepasst. Der aktuelle Trend zum Leichtbau stellt dabei auch große Herausforderungen an die Fügetechnik. So sind auf der einen Seite thermische Fügeverfahren zu nennen, die für hoch- und höchstfeste Stähle geeignet sein müssen oder an das Fügen von Leichtmetallen angepasst werden müssen. Auf der anderen Seite stehen mechanische Fügeverfahren, welche es ermöglichen metallische Werkstoffe, natürliche Werkstoffe oder auch Kunststoffe nicht nur mit sich selbst sondern auch untereinander zu verbinden. Die Auswahl, welches Fügeverfahren für die jeweilige Fügeaufgabe in der eigenen Produktion zu verwenden ist, stellt dabei eine große Herausforderung an die Produzenten dar. Die Professur Schweißtechnik an der Technischen Universität Chemnitz beschäftigt sich unter anderem mit Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen bei Fügeaufgaben im Leichtbau. Im vorliegenden Artikel wird ein kleiner Einblick in verschiedene Projektschwerpunkte der Professur gegeben. Hierbei werden auch Themen angesprochen, die den Fügeprozess im Vorfeld und übergeordnet betrachten. Weiterführende Informationen sind unter https://www.tu-chemnitz.de/mb/SchweiTech/ zu finden. Weiterlesen

Neue Produkte für Wärmemanagementaufgaben

Graphit ist seit vielen Jahrzehnten die Kernkompetenz der Georg H. LUH. In Zusammenarbeit mit spezialisierten Forschungsinstituten hat das Unternehmen seine Produktpalette um eine Reihe von Leitfähigkeitsadditiven erweitert. Insbesondere für Wärmemanagementanwendungen zeichnen sich diese durch ein hervorragendes Preis- Leistungsverhältnis aus.

Durch eine intensive Zusammenarbeit mit Forschungsinstituten, die im Bereich der „leitfähigen Kunststoffe“ hohe Kompetenz aufgebaut haben, konnte eine Reihe von neuen Produkten für diesen Anwendungsbereich entwickelt werden: Weiterlesen

METAV 2018: Die Fachmesse der Produktionstechnik

Die 20. Messe für Technologien der Metallbearbeitung, die vom 20. bis 24. Februar 2018 in Düsseldorf stattfindet, zeigt in einem organischen Gesamtbild die gesamte Wertschöpfungskette. Im Kernbereich der METAV stehen die klassischen Themen der Metallbearbeitung wie Werkzeugmaschinen, Fertigungssysteme, Präzisionswerkzeuge, automatisierter Materialfluss, Computertechnologie, Industrieelektronik und Zubehör.

Klassische Metallbearbeitung und Innovation sind auf der METAV kein Widerspruch. Auf der Messe sind neuesten Technologien in den traditionellen Fertigungstechniken ebenso zu sehen wie aktuelle Lösungen zu Industrie 4.0. Mit dem Kernbereich spricht die METAV dabei zahlreiche Anwenderbranchen an, darunter die Automobil- und Zulieferindustrie, den Maschinenbau, Medizintechnik und Flugzeugbau, Elektrotechnik und Elektronik sowie die Eisen-, Blech und Metallverarbeitende Industrie. Weiterlesen

Thermomanagement durch Kunststoff – Wärmeleitfähige Kunststoffe clever eingesetzt

Abbildung 1: Entwicklungsschema
„Wärmeleitfähige Kunststoffe“

Autoren: Thies Falko Pithan, Dipl.-Ing. Michael Tesch

Kunststoffe sind klassische Isolatoren, die sowohl für thermische als auch für elektrische Abschirmungen genutzt werden. Durch die vielseitigen Möglichkeiten der Additivierung eines Kunststoffs können jedoch sowohl Wärmeleitfähigkeiten wie auch elektrische Isolationseigenschaften in einem Material vereint werden. Es stellt sich die berechtigte Frage, warum durch aufwändige Material­modifizierung ein Isolationsmaterial zum Wärmeleiter umgewandelt werden sollte?

Für die Substitution von herkömmlichen Kühlkörpermaterialien durch wärmeleitfähige Kunststoffe sprechen neben den Additiverungsmöglichkeiten vielfältige Gründe: wirtschaftliche Fertigung, Leichtbau, neue Baugruppenkonzepte, hohe Gestaltungsfreiheit und/oder Funktionsintegration. Durch die Substitution von wärmeleitfähigen, oftmals metallischen Materialien können vor allem Anwendungen profitieren, die bislang mit Kühlkörpern zum Beispiel aus Aluminium hergestellt wurden. Weiterlesen