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Projekt

Prozessanalyse durch direkte Viskositätsmessung – ProVis

Die Produktion von Kelchgläsern bewegt sich aufgrund vieler Einflussfaktoren in einem extrem komplexen Prozessablauf, der mit den aktuellen Möglichkeiten einer hoher Ausschussrate von bis zu 30 % und mehr ausgesetzt ist. Ein Messwert für die Viskosität der Glasschmelze kann die Stabilität des Prozesses steigern und somit den Grundstein für Automatisierung und mehr Nachhaltigkeit legen.

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Neu entwickelter Al G Beschichtungsprozess und Materialsystem (Quelle: Neue Materialien Bayreuth GmbH)

Thermisches Spritzen von aluminiumhaltigen Verschleißschutzschichten auf Glasformen zur umweltfreundlichen Herstellung von Behältergläsern

Verschleißschutzschichten erhöhen die Standzeit von Bauteilen, besonders in abrasiven, korrosiven und sehr heißen Medien. In der Glasindustrie sind kurze Taktzeiten nur mit Formen mit hoher Wärmeleitfähigkeit möglich. Daher wird oft kostengünstiger Grauguss eingesetzt. Nickelbasierte Verschleißschutzschichten sind zwar etabliert, aber sehr teuer und als kritische Materialien eingestuft. Nach einer gewissen Zyklenzahl haftet zudem die heiße Glasschmelze an der Formoberfläche, was die korrekte Formgebung verhindert. Als Gegenmaßnahme wird derzeit eine Öl‑Graphit‑Suspension aufgetragen.

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Projekt

Tribologische Machbarkeitsstudie für CFR-PEEK-Gleitpaarungen in künstlichen Kiefergelenksimplantaten – CFR-PAIR

Um die Versorgungszeit für Patienten mit Bedarf nach künstlichen Kiefergelenken zu minimieren, sollen die Möglichkeiten einer aus carbonfaserverstärktem PEEK (CFR-PEEK) hergestellten Totalendoprothese evaluiert werden. Das additive Fertigungsverfahren Fused Filament Fabrication (FFF) ermöglicht eine Point-of-Care Versorgung und kann damit entscheidend zur Reduktion der Wartezeit beitragen.

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Hornantenne mit dielektrischer Linse an Messgerät montiert (Quelle: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik)

3D-gedruckte Metamaterialstrukturen für Automobilradarsysteme im mm-Wellenbereich – 3DMeta

In diesem Projekt sollte die Leistungsfähigkeit von Automobilradaren im Frequenzbereich von 76-81 GHz mittels einer funktionellen Kuppel (Radom) erhöht werden, um die Sicherheit beim autonomen Fahren zu gewährleisten. Insbesondere der auf dem Stand der Technik vor Projektbeginn begrenzte Gesichtswinkel der Antennen und das damit einhergehende erfassbare Gesichtsfeld sollten vergrößert werden. Hierfür sollten Metamaterialen durch additive Verfahren sowie Laserablation gefertigt werden, die aufgrund ihrer scheinbar auch „unphysikalischen“ Materialeigenschaften, anders als übliche Radome, eine zusätzliche elektromagnetische Funktionalität aufweisen.

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Kennzeichnend für den 3D-Druck ist die Anordnung des zu druckenden Teils in einer Box und und die Zerlegung in einzelne Schichten, den sogenannten Slices (Quelle: Inacore GmbH)

Entwicklung einer Intelligenten und Automatisierten Additiven Fertigung von Sandkernen für die Gießereiindustrie – EnIAAF

Im Forschungsprojekt EnIAAF wird ein intelligentes und automatisiertes Fertigungszentrum zur Herstellung qualitativ hochwertiger Sandkerne für die Gießereiindustrie entwickelt. Das Fertigungszentrum wird mit intelligenten Softwareroutinen künftig Kernkosten und Produktionsdauer reduzieren und umweltfreundliche Fertigungskonzepte forcieren.

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Lichtmikroskopische Aufnahme von plasmageblähten Hohlglaskugeln Glaspulvern (Quelle: Sebastian Lehmann, Sigmund Lindner GmbH)

Entwicklung eines Mikrowellenplasma-Verfahrens für das Blähen von Glaspulvern zu Mikrohohlglaskugeln zur Substitution fossiler Energieträger – PlasmaGlassBead

Bislang werden Mikrohohlglaskugeln überwiegend in einer Erdgasflamme erzeugt. Dazu wird ein Rohglaspulver in die Flamme gedüst, wo das Glaspulver im Flug aufschmilzt und durch eine dabei einsetzende Gasentwicklung ab ca. 1100 °C aufgebläht wird. So entstehen winzige Hohlkugeln. Anstatt die Energie durch Gasfeuerung oder in selteneren Fällen durch Widerstandsheizung zuzuführen, können Hohlglaskugeln auch in einer Plasmaflamme erzeugt werden. Plasmen sind neben den Aggregatszuständen fest, flüssig und gasförmig der vierte Aggregatszustand und enthalten teilweise oder vollständig ionisierte Gase. Die Plasmaanregung erfolgt elektrisch, d. h. Plasmen können mit grünem Strom generiert werden.

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Hochfrequenzkomponenten für 60 bis 90 GHz aus Vollmetall, hergestellt mit additiven Technologien in Kombination mit dem Wachsausschmelzverfahren. (Quelle: David Panusch, FAU Erlangen-Nürnberg)

Evaluierung des Wachsausschmelzverfahrens zur Herstellung von HF-Komponenten – HF-GUSS

Kommunikationssysteme wie die neueste Mobilfunkgeneration (6G) oder bildgebende Radarsysteme in Kraftfahrzeugen verwenden hohe Signalfrequenzen, um eine hohe Bandbreite für die Signalübertragung oder eine hohe Bildauflösung zu erreichen.
Die Verwendung von dreidimensionalen Strukturen wie Hohlleitern kann die elektrischen Verluste bei der Signalübertragung erheblich reduzieren und effizientere 3D-Antennensysteme ermöglichen.

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Projekt

Extrinsische Defekte in SiC-Substraten – ExtrinSiC

Siliziumkarbid (SiC)-Wafer sind für die Leistungselektronik im Bereich der Elektromobilität und der erneuerbaren Energien unverzichtbar. Extrinsische Punktdefekte sind Kristalldefekte auf atomarer Skala, die durch Fremdatome während des Kristallwachstums verursacht werden. Sie haben einen großen Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften der SiC-Wafer und führen letztendlich zu einer niedrigeren Systemperformance.

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Projekt

Extrinsische Defekte in SiC-Substraten– ExtrinSiC

Siliziumkarbid (SiC)-Wafer sind für die Leistungselektronik im Bereich der Elektromobilität und der erneuerbaren Energien unverzichtbar. Extrinsische Punktdefekte sind Kristalldefekte auf atomarer Skala, die durch Fremdatome während des Kristallwachstums verursacht werden. Sie haben einen großen Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften der SiC-Wafer und führen letztendlich zu einer niedrigeren Systemperformance.

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