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Freitag, September 22, 2017
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Aktuelles aus der Angewandte Forschung

Elektromobilität, Materialien, Bionik, Medizintechnik, Erneuerbare Energien, Universität, Wissenschaft

Aus den Specials

  • Dach- und Fassadenelemente mit integrierten optoelektronischen Bauelementen

    fraunhofer0317 Das vom BMWI geförderte Verbundprojekt „Flex-G“ unter der Forschungsinitiative „ Energiewende Bauen “ ist kürzlich gestartet. Ziel des Vorhabens ist die Erforschung von Technologien zur Herstellung von transluzenten und transparenten Dach- und Fassadenelementen mit integrierten optoelektronischen Bauelementen. Im Fokus stehen dabei ein schaltbarer Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert) und die Integration flexibler Solarzellen. Weiterlesen
  • Toolcraft unterstützt Hyperloop 2.0 Projekt der Warr e.V. an der TU München

    toolkraft0317 Die Idee des „Hyperloops“ stammt von Elon Musk, der nicht nur Paypal verwirklicht, sondern auch namhafte Firmen wie Tesla oder SpaceX gegründet hat. Jetzt geht der Traum vom schnellen Reisen in die nächste Runde: Dabei sollen Menschen in einer Kapsel mit Schallgeschwindigkeit (1200 km/h) in einer Vakuumröhre an ihr Ziel Weiterlesen
  • Würth Elektronik und Fela forschen gemeinsam an neuer Technologie

    wuerth0317 Trotz der der positiven Umsatzzuwächse innerhalb der Leiterplattenbranche ist davon auszugehen, dass die Konsolidierung noch nicht abgeschlossen ist. Leiterplattenhersteller müssen sich dem enormen Preisdruck asiatischer Hersteller, den steigenden Herstellungskosten in Europa und dem angespannten globalen Wettbewerbsumfeld stellen. Seit Anfang des Jahres vereint daher Würth Elektronik und Fela eine Entwicklungskooperation zur Weiterlesen
  • Dünnringlager in künstlichem Kniegelenk und E-Bike mit Automatikgetriebe

    rodriguez0217 Dünnringlager von Rodriguez erreichen trotz Miniaturisierung eine vergleichbare Leistungsfähigkeit und Lebensdauer wie normale Wälzlager. So lässt sich mit ihnen die Getriebeeinheit im Kniegelenk eines Exoskelettes ohne komplizierte und platzraubende Hilfskonstruktionen lagern. Zudem kommen sie in einem Fahrrad mit Automatikgetriebe zum Einsatz. Weiterlesen
  • Positronen als neues Werkzeug für die Forschung an Lithiumionen-Batterien

    TUM0117 Forschungsbericht

    Akkus, deren Kathode aus einer Mischung aus Nickel, Mangan, Kobalt und Lithium besteht, gelten derzeit als die leistungsfähigsten. Doch auch sie haben eine begrenzte Lebensdauer. Schon beim ersten Zyklus verlieren sie bis zu 10 % ihrer Kapazität. Woran das liegt und was gegen den darauffolgenden schleichenden Kapazitätsverlust unternommen werden kann, Weiterlesen

  • Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

    nanoscribe0117 Forschungsbericht

    Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der Universität Stuttgart haben nun im 3D-Druck Sensoren hergestellt, die das Adlerauge auf kleiner Fläche nachbilden und das mit neuester 3D-Druck-Technologie von Nanoscribe realisieren.

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  • Prüfsystem für zukunftsweisende Composites-Forschung

    zwick10416 Im vergangenen Jahrzehnt hat sich die Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung (SLK) der TU Chemnitz zu einer der führenden Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet des Leichtbaus entwickelt. Um den steigenden Prüfbedarf in immer neuen Anwendungsfeldern für Composites-Materialien decken zu können, hat sich die Professur SLK für ein fortschrittliches Prüfsystem von Zwick Roell Weiterlesen
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fraunhofer0215Sollen Autos leichter werden, muss auch der Motor abspecken. Beispielsweise indem man ihn aus faserverstärktem Kunststoff herstellt: Solche Zylindergehäuse wiegen bis zu 20 % weniger als Konstruktionen aus Aluminium bei etwa gleichen Kosten. Denn per Spritzguss lassen sie sich in Großserie produzieren. Ein Prototyp solch eines Motors wurde auf der Hannover-Messe vorgestellt.

Künftig können Autohersteller ihre Motorblöcke zum Teil auch aus faserverstärktem Kunststoff herstellen. Einen solchen Motor haben Forscher der Projektgruppe Neue Antriebssysteme NAS des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT entwickelt, gemeinsam mit dem japanischen Unternehmen Sumitomo Bakelite High Performance Plastics SBHPP.

Was so einfach klingt, birgt jedoch jede Menge Herausforderungen: Die Materialien müssen extremen Temperaturen und hohen Drücken standhalten sowie Schwingungen unbeschadet überstehen. Dass dies mit Kunststoffen generell machbar ist, war bereits in den 80er Jahren bekannt. Doch die damaligen Motoren hätten von Hand gefertigt werden müssen – ein K.-o.-Kriterium für die Automobilindustrie, wo Motorblöcke in Millionen-Stückzahlen vom Band laufen.

Doch wie schaffen es die Forscher, den Motor widerstandsfähig genug aufzubauen? »Zunächst haben wir uns das Design des Motors angeschaut: In Bereichen, wo starke thermische oder mechanische Belastungen auftreten, bringen wir Inserts aus Metall ein«, sagt Berg. So etwa in der Zylinderlaufbuchse, in welcher der Kolben im Laufe des Autolebens millionenfach auf und ab läuft. Auch die Geometrie haben die Wissenschaftler so angepasst, dass der Kunststoff möglichst wenig Hitze aushalten muss.

Eine weitere Besonderheit liegt im Material: Es muss möglichst fest und steif sein und glykolhaltigem Kühlwasser, Öl und Benzin trotzen. Zudem muss es sich gut mit den Metallinserts verbinden und darf sich bei Erwärmung nicht stärker ausdehnen als diese – sonst würden sich die Inserts ablösen. All dies erfüllt das glasfaserverstärkte Phenolharz von SBHPP, das Berg und sein Team verwenden und das zu 55 % aus Fasern und zu 45 % aus Harz besteht. Autobauer können statt der Glasfasern jedoch auch die teureren, aber leichteren Kohlenstofffasern verwenden und somit von Fall zu Fall entscheiden, ob sie den Motor hinsichtlich der Kosten oder hinsichtlich des Gewichts optimieren wollen.

Bei der Fertigung von Bauteilen setzen die Forscher auf den Spritzgießprozess mit rieselfähigem Duroplast: Hier wird der fließfähige Werkstoff, bestehend aus Harz und den darin enthaltenen Fasern, in ein Werkzeug gespritzt, wo er aushärtet. Über Simulationen analysierten die Wissenschaftler, wie sie das Material dabei am besten einbringen müssen, um später optimale Eigenschaften zu erhalten. Das Verfahren ist großserientauglich und die Fertigung deutlich günstiger als die von Aluminium-Motoren. Zudem entfallen große Teile der Endbearbeitung.
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