Highlights aus Forschung und Praxis 2023

Optische Atomuhren gelten als die Atomuhren der Zukunft. Sie „ticken“ bereits, aber noch ist die Einheit Sekunde durch Cäsium-Atomuhren definiert. Bei ihnen werden Cäsium-Atome durch Mikrowellenstrahlung angeregt, die Atome oder Ionen bei optischen Uhren dagegen durch optische Strahlung. Die häufigeren Schwingungen pro Zeiteinheit von Licht im Vergleich zur Mikrowelle erlauben eine Bestimmung der Frequenz dieser Atomuhren mit weit höherer Genauigkeit. Zum Artikel...

Mit weltweit mehr als 100 Millionen Untersuchungen pro Jahr ist die Magnetresonanztomografie (MRT) das zweitwichtigste medizinische Bildgebungsverfahren nach dem Röntgen. Doch wer ein Implantat trägt, muss oft auf diese potenziell lebensrettende Diagnosemöglichkeit verzichten. In der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) wurde nun demonstriert, wie dieses Problem gelöst werden kann. Zum Artikel...

Ein Wissenschaftler vom Fraunhofer IPA hat einen Weg gefunden, wie sich einige der zahlreichen Prozessschritte von der ersten Skizze bis zum fertigen Bauteil einsparen lassen. CAD-Modell, technische Zeichnung und die Einstellungen an der Maschine entfallen. Alles, was Konstrukteure und Fertiger noch brauchen, sind neun einfache Zeichen. Zum Artikel...

Ein Forschungsteam des Fraunhofer IPA und Fraunhofer IME arbeitet daran, mithilfe von Proteinen und Enzymen aus dem Speichel von Hornissen oder der Seide von Köcherfliegenlarven einen Holzbinder herzustellen, der witterungsbeständig und biologisch abbaubar ist. Ziel ist es, einen biologischen Holzkleber zu entwickeln, mit dem Holzreste mittels 3D-Drucker zu neuen Naturstoffkomposit-Produkten verarbeitet werden können. Zum Artikel...

Automatisierung und Null-Fehler-Produktion sind wichtige Trends im Maschinenbau. Künstliche Intelligenz (KI) spielt dabei eine große Rolle. Schon heute hilft sie, in den Daten der Prozessüberwachung Abweichungen zu erkennen und Qualitätskontrolle in Echtzeit zu realisieren. In Zukunft wird KI viel mehr Prozesse regeln und mit Vorschlägen die Prozessplanung vereinfachen. Zum Artikel...

Einer der wichtigsten Schritte bei der Konstruktion ist die Situationsanalyse, bei der der Bauraum, die zu übertragenden Kräfte und weitere Randbedingungen definiert werden. Dies dient als Grundlage für die Erstellung des CAD-Modells mittels Topologie-Optimierung. Zum Artikel...

Zurzeit entsteht in Darmstadt das neue internationale Beschleunigerzentrum FAIR. Kernstück ist der mit supraleitenden Magneten ausgeführte Ringbeschleuniger SIS100, an dessen mechanischen Endanschlägen sich Industriestoßdämpfer von ACE befinden. Zum Artikel...

Die durcrete GmbH hat mithilfe spezialbehandelter Gesteinskörnungen eine besondere Mischung für Maschinenbetten und Prüfrahmen entwickelt: den ultrahochfesten „Nanodur-Beton E80“. Zum Artikel...

Das Einsatzgebiet von Bauteilen aus Schaumkeramiken ist groß. Grund genug für Kager, sein facettenreiches Angebot an Hochtemperatur-Lösungen durch eine Auswahl an Elementen aus Aluminiumoxid-Schaum zu ergänzen. Zum Artikel...

Mit 3D-gedruckten Bauteilen konnte das Unternehmen Sutrue ein automatisches Nähgerät für die minimalinvasive Chirurgie zur Marktreife bringen. Zum Artikel...

Physiker und Physikerinnen versuchen schon lange die größte aller Fragen zu beantworten: Wie ist unser Universum entstanden? Mithilfe von Teilchendetektoren aus der additiven Fertigung kommen sie der Antwort ein Stück näher. Zum Artikel...

Seit Juni 2021 läuft ein durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördertes Forschungsprojekt, das die Möglichkeiten des Transfer Learnings in der Zerspanung ausloten und industriell nutzbar machen soll. Zum Artikel...

Kann dunkle Materie mit Photonen wechselwirken und die Atomstruktur beeinflussen? Ein Fall für optische Atomuhren: Zwei verschiedene Typen von ihnen wurden an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) im Rahmen des Sonderforschungsbereichs DQ-mat und des Exzellenzclusters QuantumFrontiers verglichen. Zum Artikel...

Ein Team des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT hat ein neues, besonders kompaktes Scannermodul entwickelt, das erhebliche Effizienzsteigerungen verspricht. Zum Artikel...

Der Maschinenbauer GMN beteiligt sich an zwei Forschungsprojekten mit dem Ziel, digitale und ressourceneffiziente Spindeltechnologien zu entwickeln. Zum Artikel...

Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich haben einen neuartigen Transistor aus einer Germanium-Zinn-Legierung gefertigt, der gegenüber herkömmlichen Schaltelementen einige Vorteile aufweist. Zum Artikel...

Ein neuartiges, ebenso umweltfreundliches wie kostensparendes Verfahren zur Herstellung von Carbonfasern aus Lignin ist an den DITF entwickelt worden. Zum Artikel...

Zwei Wissenschaftler vom Fraunhofer IPA haben einen KI-Demonstrator für den Hörsaal entwickelt: das »KIstle«. Es zeigt anschaulich den Nutzen von KI anhand eines Alltagsproblems aus dem Maschinenbau. Zum Artikel...

Die Braunkohle wird von der chemischen Industrie genutzt, um wichtige Grundchemikalien herzustellen. Doch spätestens nach dem Kohlestopp müssen diese auf anderen Wegen gewonnen werden. Ein Beispiel ist Kohlenmonoxid, das für die Produktion von Kunststoffen und Essigsäure verwendet wird. Wissenschaftler vom Forschungszentrum Jülich arbeiten hierzu an einer innovativen Technik. Zum Artikel...

Inspiriert vom natürlichen Wachstum der Bäume entwickelt die CENIT in Zusammenarbeit mit der TU Hamburg einen Basisalgorithmus und ein Tool, das baumähnliche Stützstrukturen erstellt. Ziel ist, die Stützkonzeption für den 3D-Druck von Titanbauteilen zu optimieren. Zum Artikel...

Henkel hat ein neuartiges Sensor-Experience-Kit auf den Markt gebracht, das für die IoT-Entwicklung in verschiedenen Branchen maßgeschneidert ist. Zum Artikel...

Der Schlosshersteller AMF präsentiert als Weltneuheit ein selbstverriegelndes Schloss im Schlosskasten. Die Neuentwicklung verriegelt eine Tür automatisch, wenn diese geschlossen wird. Zum Artikel...

Das Forschungsprojekt IDEEL soll ein Lasertrocknungsverfahren zur klimafreundlicheren Serienproduktion von Lithium-Ionen-Batterien auf den Weg bringen. In diesem Zusammenhang ist es jetzt erstmals gelungen, lasergetrocknete Anoden und LFP-Kathoden im Rolle-zu-Rolle-Verfahren herzustellen. Zum Artikel...

In der additiven Fertigung lassen sich Kunststoffe durch die Zugabe verschiedener Nanopartikel gezielt verbessern. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) hat nun ein patentiertes System für die reproduzierbare Synthese von harzbasierten Nanokompositen entwickelt. Zum Artikel...

Neue Freiheiten eröffnen sich in der Lasermaterialbearbeitung: Mit einem Flüssigkristall-Modulator lässt sich das Strahlprofil eines Lasers zeitlich hochaufgelöst frei programmieren. Details werden im EU-Projekt METAMORPHA erforscht. Zum Artikel...

Es gibt eine clevere Möglichkeit, einen E-Motor vor Überhitzung zu schützen und dabei keine Leistung zu verlieren: die Verwendung eines wärmeleitfähigen Gießharzes als Wärmetransfermedium. Zum Artikel...

Verpackungen aus Monomaterialien sind gut recyclebar. Sie müssen aber mit ultradünnen Barriereschichten versehen werden, um empfindliche Produkte ebenso gut zu schützen wie Verbundmaterialien. Fraunhofer IPM entwickelt ein optisches Messsystem, mit dem sich die Qualität dieser Barriereschichten in der Produktionslinie prüfen lässt. Zum Artikel...

Die theoretische Beschreibung physikalischer Phänomene beruht auf der Annahme, dass das Ergebnis eines Experiments nicht von seiner Ausrichtung in der Raumzeit abhängt. Experimentelle Tests haben dies bisher bestätigt. Einige Theorien der Quantengravitation deuten jedoch darauf hin, dass diese Raumzeit-Symmetrie möglicherweise nicht vollständig gilt. Zum Artikel...

Bisher war unklar, wie im Detail die Blutversorgung von Lymphknoten aussieht. Dieses Rätsel hat nun ein Forschungsteam mithilfe eines speziellen Röntgenverfahrens gelöst. Zum Artikel...

Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT entwickelte eine neuartige Anlage zur Herstellung hochaufgelöster Mikrobauteile durch Fotovernetzung. Zum Artikel...

Irlbacher bringt Touch-Sensoren und die zugehörige Auswerteelektronik in einem industriellen Prozess direkt auf das Frontglas auf und ermöglicht so berührsensitive HMIs mit nur wenigen Millimetern Bauhöhe. Zum Artikel...

Katalysatoren sind von größter Bedeutung für die Herstellung von Chemikalien und die Energiespeicherung mit Wasserstoff. Forscher haben nun herausgefunden, dass die Bildung von Blasen in den Poren eines Katalysators sehr wesentlich für dessen Aktivität sein kann. Zum Artikel...

Die CHIRON Group stellt eine Innovation vor: AM Coating. Eine industriegerechte, auf den 24/7-Betrieb ausgelegte Anlage zum Aufbringen extrem harter Beschichtungen auf Bremsscheiben. Zum Artikel...

Mit der Track & Trace-Fingerprint-Technologie hat Fraunhofer IPM gezeigt, dass sich Bauteile auch ohne maschinenlesbare Markierung rückverfolgen lassen. Zum Artikel...

Ein neuer Teststand von Fraunhofer IPM erlaubt die Prüfung großer Bleche und Bauteile unter produktionsähnlichen Bedingungen. Er besteht aus einer Bandförderanlage sowie einem Laserscanner für die Beschichtungs- und Reinheitsprüfung. Zum Artikel...

Unfassbar schnelle Quantenprozesse und chemische Reaktionen wie im Kino in höchster Auflösung beobachten: Das ist das Ziel des Projekts „Orbital Cinema“. Zum Artikel...