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Projekt

Entwicklung einer neuen Glaszusammensetzung für hochwertige Behältergläser – Simba

Projektziel ist es, eine Alternative zum klassischen Kalk-Natron-Silikatglas zu entwickeln, welche als Drop-In Technologie für die Herstellung von ausgewählten Glasprodukten zum Einsatz kommen kann. Um dies mittelfristig zu ermöglichen, soll im Projektverlauf Wissen zu der neuartigen Glasfamilie der Zink-Aluminosilicophosphat (ZASP)-Gläser generiert werden. Dabei werden die Vor- und Nachteile des Schmelz- und Verarbeitungsverhaltens und der Glaseigenschaften untersucht und auch hinsichtlich der veränderten Rohstoffsituation bewertet.

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Foto eines NOX-NH3-Kombisensors (Quelle: Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Funktionsmaterialien)

Entwicklung eines kombinierten Ammoniak-Stickoxid- Sensors

Verbrennungsprozesse werden auch künftig in Fahrzeugen, Großmotoren oder Biomasseanlagen relevant sein. Um die Luftqualität zu sichern und gesetzliche Grenzwerte einzuhalten, sind effiziente Abgasnachbehandlungssysteme zur Stickoxidminderung erforderlich, meist basierend auf dem Ammoniak-SCR-Verfahren (SCR = Selektive Katalytische Reduktion). Für die präzise Regelung von SCR-Systemen braucht es Abgassensoren, die Stickoxide und Ammoniak zuverlässig und mit hoher Selektivität detektieren können.

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Lackierter Zylinder – Das Trägermaterial besteht aus einem schwarzen Thermoplast, lackiert mit einer silbernen Farbe; Abbildung links: lackiertes Originalbauteil; Abbildung rechts: Der Lack wurde vollständig entfernt. (Quelle Hochschule für angewandte Wissenschaften Ansbach – Prof. Sover)

Entwicklung und Validierung einer umweltfreundlichen Methode zur Entlackung von lackierten Kunststoffbauteilen– EnLaKu

In vielen Industriezweigen ist die Verwendung lackierter Kunststoffbauteile stark angestiegen. Das Recycling dieser Teile stellt die Entsorgungsindustrie jedoch vor große Herausforderungen, da die Lackierung das spätere Recycling massiv erschwert. So verfügt das Rezyklat von lackierten Bauteilen beispielsweise über schlechtere mechanische Eigenschaften als das Originalmaterial. Die Kombination aus Thermoplasten und Lackschicht stellt deshalb ein großes Hindernis für sortenreines Recycling dar.

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Projekt

Evaluierung des Metal-Binder-Jettings zur Herstellung von HF-Komponenten– HF-Binder

Das Streben nach höheren Datenraten und größerer Bandbreite in der Kommunikationstechnik oder höherer Auflösung von z. B. Radarsensoren führt zu immer komplexeren Hochfrequenz(HF-)komponenten, die mit gesteigerten Anforderungen an die Fertigungsverfahren einhergehen. Anwendungsfelder wie z.B. die Luft- und Raumfahrt oder die maritime Schifffahrt stellen – zusätzlich zu den elektrischen – hohe Anforderungen hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse.

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Projekt

Gefüllte Hohlleiterkomponenten für die Anwendung im Millimeterwellenbereich – HF-FILLED

In der Hochfrequenztechnik werden für die beiden großen, kommerziellen Anwendungsfelder Radarsensorik und Datenübertragung immer höhere Anwendungsfrequenzen gefordert, um mehr Auflösung bzw. Datendurchsatz zu erreichen. Durch diese Frequenzsteigerung werden die Strukturen immer kleiner, was den Fertigungsaufwand sowie die Leiterverluste erhöht. Die konventionelle Platinenfertigung stößt hier an technische und ökonomische Grenzen.

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Projekt

Hochleistungsfähige Prozessstrategien für das selektive Elektronenstrahlschmelzen – HiPe-EBM

Das selektive Elektronenstrahlschmelzen ist ein additives Fertigungsverfahren zur Herstellung hochkomplexer, metallischer Bauteile insbesondere für die Energie-, Medizin- und Luft- und Raumfahrttechnik. Ziel des Projekts ist die Entwicklung neuartiger, simulationsgestützter Prozessstrategien mit dem Fokus auf Effizienzsteigerung, Ressourcenschonung und Defektvermeidung.

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a) Vorprojekt-Kapseln mit Pigmenten verschiedener Größe b) ICT-Kapsel, gefüllt mit einem leuchtstarken, beweglichen Sechseck-Pigment c) ICT-Handmuster Orange-Gold-Grün d) ICT-Handmuster Gold-Rot-Violett. (Quelle: Giesecke+Devrient Currency Technology GmbH)

InterActiveMagSec – Entwicklung eines interaktiven magnetischen Security Features

Für die Aufrechterhaltung der Fälschungssicherheit von Banknoten und Dokumenten weisen moderne Sicherheitsmerkmale neben einer hohen optischen Attraktivität zunehmend spezielle Funktionalitäten auf. Durch die Integration von frei beweglichen Magnetpartikeln in Mikrokapseln mit flüssigem Kern kann in einem gedruckten Sicherheitsmerkmal ein neuartiger interaktiver Farbeffekt erzeugt werden.

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Bildunterschrift: Mikrostruktur eines im Projekt entwickelten Meltblown-Filtermediums als Grundlage hocheffizienter elektrostatischer Filtration. (Quelle: IREMA Filter GmbH)

Mikroskopische Mechanismen der Ladungsstabilisierung in elektrisch geladenen Fein-Faser- Elektretmaterialien – MIKROLAST-EFFEKT

Elektrostatisch geladene Meltblown-Filtermedien bilden die Grundlage moderner Atemschutzmasken sowie zahlreicher Luft- und Flüssigkeitsfiltersysteme. Ihre hohe Filtrationsleistung beruht auf dauerhaft gespeicherten elektrischen Ladungen in den Polymerfasern. Unter thermischen, klimatischen oder chemischen Belastungen können diese Ladungen jedoch mit der Zeit verloren gehen, wodurch die Filtrationseffizienz sinkt. Gleichzeitig gewinnen PFAS-freie und nachhaltige Materialkonzepte aufgrund regulatorischer Entwicklungen zunehmend an Bedeutung.

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Schematischer Aufbau des Regelkreises für die optische Dehnratenregelung und Auswirkung auf die Charakterisierung des Fließverhaltens von Blechwerkstoffen (Quelle: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Fertigungstechnologie (LFT))

Optische Dehnratenregelung in der Werkstoffcharakterisierung

Für die gezielte Umformung metallischer Werkstoffe ist eine grundlegende Kenntnis des Werkstoffverhaltens notwendig. Im Rahmen von Charakterisierungsversuchen, wie beispielsweise dem Zugversuch, werden spezifische Werkstoffkenngrößen wie Fließbeginn, Zugfestigkeit, Gleichmaßdehnung und Bruchdehnung ermittelt. Zudem kann das elastisch-plastische Materialverhalten analysiert werden. Durch die geeignete Wahl eines Materialmodells wird dieses Werkstoffverhalten in einer Simulation hinterlegt. Solche Simulationen bilden den Fertigungsprozess ab, dienen der Auslegung von Werkzeugen und Platinenzuschnitten und leisten einen Beitrag, Bauteile sicher und ressourcenschonend auslegen zu können.

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