Eloxieren

Thermographiebild eines Eloxierversuches(Quelle: Deep Blue aus de.wikipedia.org)

Das Eloxieren von Metall ist eine Technologie, die dazu beiträgt, die Oberflächen empfindlicher Metalle so zu verändern, dass deren Gebrauchs- und Einsatzmerkmale ganz wesentlich optimiert werden können.

Die Grundlage des Eloxierens besteht im sogenannten Eloxal Verfahren, welches dazu führt, dass die Metalloberflächen mit einer Schicht aus einem Oxid überzogen werden. Das Eloxieren ist hauptsächlich im Zusammenhang mit Aluminium bekannt geworden. Dieser Prozess ist die anodische Oxidation. Diese erfolgt nach der entsprechenden Vorbereitung des Materials, um eine möglichst homogene Verteilung der Oxidschicht auf dem Metall zu erzielen.
Während des Eloxierens wird elektrischer Strom angelegt. Diese Verfahrensweise basiert auf der Elektrolyse. Die unterschiedlich geladenen Teilchen einer oxidhaltigen Säure und Aluminium wandern immer zu den entgegengesetzt geladenen Polen. Dies zeigt sich darin, dass beim Eloxieren die Kathode, die durch eine negative elektrische Ladung gekennzeichnet ist, Wasserstoff und Wasser aus der Säure abspaltet wird. An der Anode, die als Pluspol bekannt ist, erfolgt die eigentliche oxidative Reaktion. Für die Elektrolyse kommt gleichgerichteter Strom zum Einsatz. Als oxidatives Medium eignet sich unter anderem Schwefelsäure. Eine andere Variante des Eloxierens, der Ematal Prozess basiert auf Wechselstrom. Da beim Gleichstrom die positive Ladung an den Aluminiumwerkstoff angelegt wird, heißt diese Technologie Anodisieren.

(Quelle: www.eloxal-hoefler.de/eloxieren.htm)

Elektromobilität steht und fällt mit der Produktionstechnik

Volkswagen Forschungsfahrzeug NILS (zu sehen auf der IAA) (Foto: VW)

Weltpremiere IAA: Volkswagen Forschungsfahrzeug NILS (Foto: VW)

Das große Thema der IAA, die derzeit wieder in Frankfurt stattfindet, ist die Elektromobilität. Das Design steht, der Preis kann zumindest den Verbraucher bisher meist noch nicht überzeugen. Damit die vielen faszinierenden Studien der Autobauer Wirklichkeit werden können, muss vor allem die Produktionstechnik angepasst werden.

Bisher sind die vielen Fahrzeugvarianten in den meisten Fällen noch zu teuer. Die Konsumenten sind nicht bereit, für einen Kleinst- bis Kleinwagen den zwei- oder dreifachen Preis eines vergleichbaren Benziners zu bezahlen. Vor allem die Kosten für die Batterie fallen noch schwer ins Gewicht. Bei den Akkus liegt laut des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. (VDMA) rund die Hälfte der Kosten auf der Fertigung. Wer günstig produziert, wird am Ende das Rennen machen – so der VDMA.

Dies bedeutet eine große Herausforderung an die deutschen Maschinenbauer. Gleichzeitig aber auch eine große Chance. Hier ergibt sich ein Marktpotential, was Deutschland weiterhin auf den globalen Markt eine Vorreiterrolle sichern kann. Dies bezieht sich nicht nur auf den Bau von Batterien für Autos, sondern auch für Elektromotoren für alle Bereiche der Produktion. Gleichzeitig können auch Unternehmen mit der Automobilbranche in Berührung kommen, die zurzeit noch nicht in diesem Bereich tätig sind. Gemeinhin wird auch hier selten aus einer Hand produziert. Sodass neue Unternehmen als Zulieferer agieren.

Unternehmen der Branche müssen sich also schon rechtzeitig über ihre Positionierung in der Wertschöpfungskette bewusst werden und Möglichkeiten erkennen.

Durch eine erhöhte Nachfrage seitens großer Schwellenländern in Asien oder Südamerika, ist mit einem Anstieg der Automobilproduktion zu rechnen. Gleichzeitig muss eine steigende Emission  verringert werden. Bis 2025 soll laut VDMA sollen 50% aller Neuzulassungen elektronisch betriebene Fahrzeuge sein.

(Quelle: VDMA)

Senkung des Energieverbrauchs durch Gebäudeautomatisierung

Automatisiertes Heizen spart Energie (Foto: Henrik Gerold Vogel)

Automatisiertes Heizen spart Energie (Foto: Henrik Gerold Vogel)

Im Auftrag des Zentralverband Elektronik- und Elektroindustrie e.V. (ZVEI) untersuchte die Universität Biberach, in wieweit sich eine Gebäude-automatisierung auf den Energieverbrauch auswirkt. Das Ergebnis der zweijährigen Studie war deutlich: Bis zu 50 % weniger Energie wurde aufgewendet.
Unter anderem wurden Heizung, Lüftung und Beleuchtung in Vergleichsräumen vollständig, teilweise oder nicht automatisiert. Je höher die Automatisierung, umso mehr Energie wurde gespart. In der der vollautomatischen Version rund 49%, bei der Teilautomatisierung wurden immerhin noch 21 % weniger verbraucht. Die Automatisierung sorgt dafür, dass nur Licht brennt, wenn Personen im Raum sind oder die Heizung am Wochenende und an Feierabend heruntergefahren werden. Dies wird vom Menschen meist nicht berücksichtigt – vor allem nicht am Arbeitsplatz.
Damit kann nicht nur die Umwelt geschont werden. Unternehmen würden mit einer Automatisierung auch viel Geld sparen.

(Quelle: ZVEI)

NAO H25

Der NAO H25 ist die offizielle standardPlattform für den Robocup. Der Roboter wiegt ca. 5 Kilogramm hat eine Batteriekapazität für ca. 90 Minuten Autonomie.

Der Roboter kann über WIFI oder eine Ethernet Verbindung gesteuert werden. Wird über Linux programmiert mittels der Programmiersprachen C++, Urbi script, Python, .Net. Das Herz und die Intelligenz der Roboter bildet ein x86 AMD GEODE 500MHz und 256MB SDRAM.

Das Video unten zeigt den Gründer von Aldebaran Robotics, wie er die verschiedenen Funktionen des Roboters erklärt.

Alebaran Robotis wurde 2005 von ihm mit dem Ziel humanoide Roboter zu entwickeln, zu produzieren und zu verkaufen gegründet. Zurzeit arbeiten ca. 140 Mitarbeiter mit an dem Projekt und unterstützen die Entwicklung und den Verkauf der ersten Produkte.

(Quelle: Aldebaran Robotics)

Robotertechnik in seiner Bestform

Der Robocup, die Fussballweltmeisterschaft für Roboter fand dieses Jahr in Istanbul in der Türkei statt. Dort trafen sich 2600 Teilnehmer in 400 Teams aus der ganzen Welt. Parallel zum Cup fand ein wissenschaftlicher Kongress zum Thema künstliche Intelligenz und Robotik statt. Die Weltmeisterschaft findet jedoch im Gegensatz zur menschlichen Meisterschaft nicht alle vier Jahre statt sondern jedes Jahr.

Ähnlich wie bei der Entwicklung des Schachroboters ist es das Ziel den amitierenden menschlichen Weltmeister langfristig bis 2050 zu schlagen. Der Robocup treibt dieses Ziel und das damit übergeordnete Ziel der Weiterentwicklung von Künstlicher Intelligenz und Robotik aktiv voran.

Jedoch gibt es gravierende Unterschiede im Gegensatz zum Schach bei den Anforderungen an die Roboter. Im Schach könnte theoretisch jeder Zug vorauskalkuliert werden. Beim Fußball muß sich ein Roboter in einer dynamischen Welt orientieren. Die Herausforderung ist hier auf der Grundlage von unvollständigen Informationen ständig Entscheidungen zu treffen. Insbesondere erfordert Roboterfußball, dass die Roboter lernen, reagieren, den Ball erkennen, sich motorisch gut bewegen können, zusammen im Team koordinieren können, einen Weg planen und ständig die eigenen Position erkennen.

Im Video unten ist das finale zwischen USA und Japan zu sehen:

 

(Quellen: Robocup.org, Fira.net)

Neues Leichtbaudrehfutter von Schunk

ROTA NCL Schnittbild

ROTA NCL Schnittbild (Foto: Schunk)

Das Familienunternehmen Schunk stellt auf der EMO das Leichtbaudrehfutter ROTA NCL vor. Als Drehfutter wird das Spannfutter von Drehmaschinen bezeichnet. Dieses dient dazu, ein Werkstück an der Drehmaschine zu fixieren.

Niedriges Gewicht

Im Gegensatz zu anderen, gleichgroßen Kraftspannfuttern wiegt ROTA NCL in der Stahlausführung rund 35 % weniger. Die Beschleunigung ist dadurch deutlich schneller. Der Energieverbrauch sinkt.

Geringe Wartung durch hermetische Abdichtung

Durch eine neuartige Doppelzylinderführung der Grundbacken können sich die Kräfte besser auf den Futterkörper verteilen. Die große Durchgangsbohrung sorgt für einen optimalen Einsatz in modernen Drehzentren. Das Leichtbaufutter ist hermetisch gegen Staub und Kühlschmiermittel abgedichtet und ist damit extrem wartungsarm.

Schon auf den ersten Blick wird klar, wo hier Gewicht gespart wurde. Das Drehfutter baut sehr flach und hat drei markante Flanken. So werden Gewichtseinsparung, und Zugänglichkeit miteinander verbunden.

Bauteile aus gehärtetem Stahl

Eine große Zahl an Bohrungen im Inneren unterstützt zudem die Reduktion des Futtergewichts. Alle Bauteile sind aus gehärtetem und sehr belastbarem Stahl. So bleiben Spannkraft, Steifigkeit und Präzision bestehen. Die besondere Doppelzylinderführung sorgt für eine gleichmäßige Kräfteverteilung auf den Futterkörper. ROTA NCL ist für die Innen- genauso wie für die Außenspannung geeignet. Damit die Spannkräfte konstant bleiben und der Wirkungsgrad nicht schwächer wird, ist eine Permanentschmierung integriert.

Geringe Bauhöhe

Durch die geringe Bauhöhe bleibt viel Platz im Maschinenraum. Die meisten Stan-dardbacken lassen sich schnell und präzise wechseln. Dafür sorgt die Schnittstelle der Grundbacken, die als Kreuzversatz ausgeführt sind.

Das Drehfutter ist in den Baugrößen 185, 225 und 260 mit Spannkräften zwischen 75 und 140 kN erhältlich.

Schunk auf der EMO

Auf der EMO präsentiert das Unternehmen zusätzlich zwei weitere Leichtbauversionen als Technologiestudien. Mit ihnen sollen zukünftig Gewichtseinsparungen von bis zu 70% möglich sein. Die Studienobjekte sind aus Aluminium bzw. Kohle-faserverbundwerkstoffen gefertigt.

Das Unternehmen wird auf der Messe vom 19. bis 24. September in Halle 3 / Stand H07 zu finden sein.

ROTA NCL

ROTA NCL (Foto: Schunk)

(Mehr Informationen unter www.schunk.com)

Neue Gummiwerkstoffe mit hoher Leitfähigkeit und Temperaturbeständigkeit

Am Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. (IPF) wurden neue Gummiwerkstoffe entwickelt. Durch den Einsatz neuer Füllstoffe und Mischungstechnologien wurden die Gummiwerkstoffe leitfähiger bzw. hoch temperaturbeständig.

Erhöhte Leitfähigkeit

Bei einem der Gummiwerkstoffe konnte eine Leitfähigkeit erreicht werden, die sich sogar Metallen annähert. Durch Zuhilfenahme niedermolekularer Verbindungen konnte eine große Menge an leitfähigen, so genannten Kohlenstoff-Nanoröhren, optimal in der Kautschukmatrix dispergiert werden. Durch eine hohe mechanische Stabilität wird der Einsatz in neuen Anwendungsbereichen möglich. Elektronische Schaltkreise auf flexiblem Trägermaterial oder der Einsatz als flexible Roboterteile wären denkbar.

Enorme Temperaturbeständigkeit

Im Rahmen eines weiteren Forschungsprojekts konnten Elastomere mit einer außergewöhnlich hohen Temperaturbeständigkeit hergestellt werden. Durch die Dispersion und Einbindung von Halloysite-Nanoröhrchen in die Kautschukmatrix konnte deren – ohnehin schon recht gute – Temperaturbeständigkeit noch einmal gesteigert werden. Die thermische Zersetzungstemperatur wurde von 400°C auf 450°C erhöht. Damit wird das Material auch interessant für den Einsatz bei üblicheren Temperaturen. Zum Beispiel beim Einsatz im Motorräumen von Fahrzeugen. Hier können statt der meist 150 bis 200°C erreicht werden.

Durch ein gutes Flammwidrigkeitsverhalten, ist auch die Anwendung bei hohen Gebrauchstemperaturen und unter hohem Druck möglich. Einsatzorte wären beispielsweise Hochleistungsdichtungen in Industrieanlagen oder bei extrem beanspruchten Dichtungen in Motoren von Tiefseeförderungsanlagen.

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Halloysite-Nanoröhrchen, die als Füllstoffe die Temperatur­beständigkeit von Fluorkautschuken deutlich erhöhen (IPF Dresden, M. Auf der Landwehr)

(Quelle: Leibniz Institut für Polymerforschung Dresden e.V.)