Maschinenbau

Praezession - Anti-Gravitations-Rad von Derek Muller

Präzession – Wie man scheinbar die Gravitation aufhebt

Derek Muller vom Wissenschafts-Channel Veritasium auf YouTube stellt immer wieder interessante Videos online. In einem aktuellen Video zeigt er ein Rad, das durch Präzession augenscheinlich die Gravitation umgeht. Es ist zu sehen, wie er ein 19kg schweres Rad, das an einer Stange befestigt ist, mit einer Hand schier ohne Anstrengung hochhält. Wie ist das möglich? … Weiterlesen …

BionicKangaroo – Energie rückführen, speichern und wieder freisetzen

Im Jahre 2006 hat Festo das Bionic Learning Network gegründet. Damit war der Weg für zahlreiche Entwicklungen aus der Bionik geebnet. In interdisziplinären Teams von Biologen, Ingenieuren, Designern und Studenten sollen nicht nur neue Technologien entwickelt, sondern auch Menschen an die Technik geführt werden.

Die neueste Innovation des Bionic Learning Network ist das BionicKangaroo, was eine große Herausforderungen für das Team war. Ganze zwei Jahre befasste sich das Team, bis schließlich mit dem BionicKangaroo ein sehr realitätsnahes Modell entstand.

BionicKangaroo von Festo – zu sehen auf der Hannover Messe 2014 (Quelle: festo.com)

Die Entwicklung zur Industrie 4.0

Was früher noch hauptsächlich durch Muskelkraft von Mensch und Tier verrichtet wurde, geht mittlerweile wie von Geisterhand. Maschinen produzieren und steuern sich selbst. Die Produktion wird immer mehr automatisiert. Nicht mehr der Mensch sagt der Maschine, sondern die Maschine sagt dem Mensch, was er zu tun hat.

Dieser Stand der Technik kam nicht von heute auf morgen. Es war ein langer Prozess der industriellen Revolution. Heute befinden wir uns auf der Schwelle zur Industrie 4.0, der vierten industriellen Revolution. Aber wie kam es dazu?

Automatisierungspyramide - Automatisierungscloud (Cyber-Physische Systeme)

Cyber-Physische Systeme CPS

Cyber-Physische Systeme, abgekürzt CPS, gelten als technologische Grundlage für die Industrie 4.0. Dabei werden, ganz einfach und allgemein gesagt, physische Objekte und Prozesse mit virtuellen Objekten und Prozessen über Informationsnetze verknüpft.

Im Netz bestehen zahlreiche Begriffserklärungen, jedoch keine allgemein anerkannte Definition.

Cyber-Physische Systeme stehen am Beginn ihrer Entwicklung und bieten eine ganz neue Qualität des Engineerings. Die Einsatzgebiete und Möglichkeiten sind enorm. Um diese jedoch auszureizen, steht der Maschinenbau noch vor großen Herausforderungen.

Thermoelektrik – Halb-Heusler-Verbindungen könnten ein Kernkraftwerk ersetzen

Die Thermoelektrik macht es möglich, elektrische Energie aus Abwärme zu gewinnen. Dem Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM ist nun ein großer Schritt in Richtung Industriereife von thermoelektrischer Module aus Halb-Heusler-Verbindungen gelungen. Sie konnten erstmals Metalllegierungen im Kilomaßstab herstellen.

Mit den Modulen aus Halb-Heusler-Verbindungen könnte ein enormer Beitrag zum Umweltschutz getan werden. Immerhin gehen mehr als zwei Drittel der weltweit eingesetzten Primärenergien als Abwärme verloren. Abwärme, die viel Potenzial für die Thermoelektrik in sich birgt.

Ultrakurzpulslaser: Revolution in der Lasertechnik

Vor kurzem ist der Deutsche Zukunftspreis 2013 vom Bundespräsidenten Joachim Gauck in Berlin vergeben worden. Dieser ehrt mit der Auszeichnung herausragende technische, ingenieur- und naturwissenschaftliche Leistungen, die zu anwendungsreifen Produkten führen.

Dieses Jahr gewannen Mitarbeiter von Bosch, Trumpf, der Universität Jena und des Fraunhofer IOF, die in Zusammenarbeit einen Ultrakurzpulslaser zu einem erfolgreichen Werkzeug der Serienproduktion gemacht haben. Damit ist es möglich, unterschiedliche Werkstoffe zu bearbeiten, ohne dass diese aufgeheizt werden. Dies war bisher das größte Problem von Laserbearbeitungen, da das zu bearbeitende Material durch den Laser zum Schmelzen gebracht wurde. Unebenheiten an den Schnittkanten sind die Folge, die nachgearbeitet werden müssen. Ein weiterer Nachteil ist, dass beispielsweise Diamant und Saphir gar nicht bearbeitet werden können.

Das mit 250.000 Euro preisdotierte und nun fertigungsreife Verfahren mit dem Ultrakurzpulslaser ist eine Revolution in der Lasertechnik.

Technisches Freihandzeichnen – Buchvorstellung

Zwar entstehen technische Zeichnungen rechnerunterstützt durch 3D-CAD-Systeme, aber in der Konzeptphase sowie Lösungsdiskussion ist es immer noch von großem Vorteil, wenn man das technische Freihandzeichnen beherrscht.

Es ist immer besser, ein Bild zu sehen, wie nur über Gedankengänge zu diskutieren. So wird auch jeder technische Zeichner oder Ingenieur schon gemerkt haben, dass sich die Ideen erst entwickeln, wenn man etwas aufs Papier gebracht hat.

Im praxisnahen Technisches Freihandzeichnen – Lehr- und Übungsbuch erfährt man, wie technische Formen, Zusammenhänge und Ideen zeitsparende und überzeugend dargestellt werden können. Wissen wird schrittweise in einzelnen Kapiteln vermittelt.

Technisches Freihandzeichnen: Lehr- und Übungsbuch*

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elektronisches Papier - der Paper Generators

Elektronisches Papier ohne Batterien

E-Book-Reader sind in aller Munde. Mit ihnen ist es möglich, Bücher in digitaler Form zu lesen. Dadurch wird sogar ermöglicht, eine ganze Bibliothek in einem kleinen Gerät mit sich zu führen. Trotz der Tatsache, dass alle E-Book-Reader mittlerweile eine sehr hohe Akkulaufzeit besitzen, benötigen sie irgendwann Energie um aufgeladen zu werden. Deshalb, und aufgrund weiterer Tatsachen, bevorzugen viele immer noch das gute alte Buch.

Schön wäre es doch, wenn man die Energie nicht aus der Steckdose beziehen müsste, sondern sie selbst erzeugen könnte. Ingenieure von Disney Research und der Carnegie Mellon Universität haben in Zusammenarbeit den “Paper Generators” entwickelt. Dieses elektronische Papier generiert durch Gesten (Streichen, Berühren oder Drücken) mit der menschlichen Hand seine eigene Energie. Hierfür machen die Ingenieure sich die Reibungselektrizität zu Nutze.

Internet der Dinge und Dienste – Industrie 4.0

Das Internet hat sich in den letzten Jahren zu einem weltumspannenden Informations-, Kommunikations-, Unterhaltungs- und Wirtschaftsmedium entwickelt. Es ist allgegenwärtig. Am PC oder Mac, am Smartphone oder am Tablet. Dieses Internet stellt die Verbindung zwischen Menschen, die darüber kommunizieren und Informationen austauschen.

Zahlreiche Entwicklungen in der Elektronik, Funk- und Netzwerktechnologie ermöglichen es nun auch physische Objekte mittels integrierter sensorischer Bausteine mit anderen Objekten in Verbindung zu treten, zu kommunizieren und auch Informationen auszutauschen. Hierbei spricht man vom Internet der Dinge und Dienste, welches ein wesentlicher Bestandteil der Industrie 4.0 ist.

Industrie 4.0 – die vierte industrielle Revolution

Wir befinden uns momentan an der Schwelle zur vierten industriellen Revolution – der Industrie 4.0. Dieser Begriff wurde durch die Hightech-Strategie der Bundesregierung als Zukunftsprojekt ins Leben gerufen. Ziel soll eine intelligente Fabrik (Smart Factory) sein, in der der Mensch immer mehr zum Dirigent der Produktion wird und diese sich selbst organisiert.

Die reale und virtuelle Welt wachsen immer weiter zusammen. Im privaten Bereich beispielsweise hat das Internet schon einen sehr wichtigen Stellenwert eingenommen. Dies soll nun auch in der Industrie geschehen (Internet der Dinge und Dienste).

Maschinen, Rohlinge und Betriebsmittel vernetzen sich und kommunizieren miteinander. Die Produktion wird effizienter, flexibler und individueller