Verarbeitung

Ob Spritzguss, Extrusion oder andere Verfahren: Hier geht es um den Bereich, in dem aus Werkstoffen Bauteile werden.

Verarbeitung
11. Mär. 2025 | 12:03 Uhr
Wie werden künstliche Muskeln aus dem 3D-Drucker hergestellt? Empa-Forschende haben eine Methode entwickelt, um weiche und elastische, aber dennoch leistungsstarke künstliche Muskeln mittels 3D-Druck herzustellen. Diese könnten künftig in der Medizin oder Robotik eingesetzt werden – überall dort, wo auf Knopfdruck Bewegung erforderlich ist. Künstliche Muskeln könnten nicht nur Roboter in Bewegung versetzen, sondern auch Menschen bei der Arbeit oder beim Gehen unterstützen oder verletztes Muskelgewebe ersetzen. Allerdings ist die Entwicklung künstlicher Muskeln, die mit echten vergleichbar sind, eine große technische Herausforderung. Um ihren biologischen Vorbildern nahe zu kommen, müssen künstliche Muskeln nicht nur leistungsstark, sondern auch elastisch und weich sein. Im Kern sind künstliche Muskeln sogenannte Aktuatoren: Komponenten, die elektrische Impulse in Bewegung umwandeln. Aktuatoren werden überall dort eingesetzt, wo sich auf Knopfdruck etwas bewegt, sei es zu Hause, im Automotor oder in hochentwickelten Industrieanlagen. Diese harten mechanischen Komponenten haben jedoch bisher wenig mit Muskeln gemeinsam.empa.ch Wie werden Widersprüche überwunden? Ein Team von Forschenden aus dem Empa-Labor für Funktionale Polymere arbeitet an Aktuatoren aus weichen Materialien. Erstmals haben sie eine Methode entwickelt, um solche komplexen Komponenten mittels 3D-Druck herzustellen. Die sogenannten dielektrischen elastischen Aktuatoren (DEA) bestehen aus zwei verschiedenen silikonbasierten Materialien: einem leitfähigen Elektrodenmaterial und einem nicht leitfähigen Dielektrikum. Diese Materialien greifen schichtweise ineinander. "Es ist ein bisschen wie das Ineinanderfalten der Finger", erklärt Empa-Forscher Patrick Danner. Wird eine elektrische Spannung an die Elektroden angelegt, zieht sich der Aktuator wie ein Muskel zusammen. Wird die Spannung abgeschaltet, entspannt er sich wieder in seine ursprüngliche Position.empa.ch+3empa.ch+3empa.ch+3 Der 3D-Druck einer solchen Struktur ist nicht trivial, weiß Danner. Trotz ihrer sehr unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften sollten sich die beiden weichen Materialien während des Druckvorgangs sehr ähnlich verhalten. Sie sollten sich nicht vermischen, aber dennoch im fertigen Aktuator zusammenhalten. Die gedruckten "Muskeln" müssen so weich wie möglich sein, damit ein elektrischer Impuls die erforderliche Verformung verursachen kann. Hinzu kommen die Anforderungen, die alle 3D-druckbaren Materialien erfüllen müssen: Sie müssen unter Druck verflüssigt werden, damit sie aus der Druckerdüse extrudiert werden können. Unmittelbar danach sollten sie jedoch zähflüssig genug sein, um die gedruckte Form beizubehalten. "Diese Eigenschaften stehen oft im direkten Widerspruch", sagt Danner. "Wenn man eine davon optimiert, ändern sich drei andere... meist zum Schlechteren."empa.ch Welche Anwendungen sind möglich? In Zusammenarbeit mit einem Forschungsteam der ETH Zürich ist es Danner und Dorina Opris, die die Forschungsgruppe Funktionale Polymere leitet, gelungen, viele dieser widersprüchlichen Eigenschaften in Einklang zu bringen. Zwei spezielle Tinten, entwickelt an der Empa, werden mit einer von ETH-Forschenden entwickelten Düse zu funktionierenden weichen Aktuatoren gedruckt. Die Zusammenarbeit ist Teil des Großprojekts Manufhaptics, das zum strategischen Bereich Advanced Manufacturing des ETH-Bereichs gehört. Ziel des Projekts ist es, einen Handschuh zu entwickeln, der virtuelle Welten fühlbar macht. Die künstlichen Muskeln sollen durch Widerstand das Greifen von Objekten simulieren. Es gibt jedoch weit mehr potenzielle Anwendungen für weiche Aktuatoren. Sie sind leicht, geräuschlos und können dank des neuen 3D-Druckverfahrens nach Bedarf geformt werden. Sie könnten herkömmliche Aktuatoren in Autos, Maschinen und der Robotik ersetzen. Bei weiterer Entwicklung könnten sie auch für medizinische Anwendungen genutzt werden. Dorina Opris und Patrick Danner arbeiten bereits daran. Mit ihrem neuen Verfahren können nicht nur komplexe Formen, sondern auch lange elastische Fasern gedruckt werden. "Wenn es uns gelingt, sie nur ein wenig dünner zu machen, können wir der Funktionsweise echter Muskelfasern ziemlich nahekommen", sagt Opris. Die Forscherin glaubt, dass es in Zukunft möglich sein könnte, ein ganzes Herz aus diesen Fasern zu drucken. Bis ein solcher Traum Wirklichkeit wird, gibt es jedoch noch viel zu tun.
3D-Druck trifft Biomechanik

Wie entstehen künstliche Muskeln mit 3D-Druck?

Forscher der Empa entwickeln künstliche Muskeln aus dem 3D-Drucker. Sie könnten in Robotik, Industrie und Medizin zum Einsatz kommen – etwa, um Maschinen beweglicher zu machen oder Muskeln zu ersetzen. Wie funktioniert die Technologie?Weiterlesen...

Markt
26. Feb. 2025 | 12:39 Uhr
Die Pyrum Innovations AG hat die mechanische Montage der neuen Mahlanlage am Standort Dillingen abgeschlossen. Die von Hosokawa entwickelte Jetmühle verarbeitet ein Eingangsmaterial von 1.650 kg/h und erreicht eine Ausgangsleistung von 1.350 kg/h. Materialverluste werden durch eine Rückführung in den Prozess vermieden. Mit der neuen Mahlanlage sollen die Produktionskapazitäten für recovered Carbon Black (rCB) erheblich gesteigert werden. Die Inbetriebnahme ist für April 2025 vorgesehen. Im vergangenen Jahr hatte Pyrum im Zuge der Standorterweiterung zwei neue Reaktoren (TAD 2 & 3) in Betrieb genommen. Da diese eine erhöhte Menge an Ruß produzieren, wurde eine leistungsfähigere Mahl- und Pelletieranlage notwendig. Nach Abschluss der mechanischen Montage hat bereits die Verkabelung begonnen. Der Produktionsstart der gesamten Anlage ist für das dritte Quartal 2025 geplant, da die Pelletieranlage technisch mit der Mahlanlage verbunden ist. Die restlichen Komponenten der Pelletieranlage befinden sich auf dem Weg nach Dillingen und sollen in den kommenden Wochen eintreffen. Anschließend wird mit der Montage begonnen. CEO Pascal Klein erklärt: „Mit dem erfolgreichen Abschluss der Montage der weltweit größten Mahlanlage für rCB können wir unsere Produktionskapazitäten weiter ausbauen. Die Erweiterung wird es uns ermöglichen, den Absatz unseres rCB zu steigern und damit einen weiteren Schritt in Richtung Kreislaufwirtschaft zu gehen.“
Neue Mahlanlage für recovered Carbon Black in Dillingen

Pyrum erweitert Kapazität für rCB-Produktion

Pyrum hat die Montage der weltweit größten Mahlanlage für recovered Carbon Black abgeschlossen. Die Inbetriebnahme am Standort Dillingen ist für April 2025 geplant. Wie geht es mit der Produktion weiter?Weiterlesen...

Markt
11. Feb. 2025 | 09:50 Uhr
Das Fraunhofer-Institut für Additive Produktionstechnologien plant eine Machbarkeitsstudie zur additiven Fertigung von Silikondichtungen. Ziel ist es, die Vorteile der additiven Fertigung, wie die kosteneffiziente Produktion kleiner Stückzahlen und komplexer Geometrien, für die Dichtungstechnik nutzbar zu machen. Unternehmen haben die Möglichkeit, sich im Rahmen eines Crowdfunding-Modells an der Studie zu beteiligen und eigene Fragestellungen einzubringen. Dichtungen sind in Branchen wie Maschinenbau, Chemie und Automobil wesentliche Komponenten. Traditionell werden sie mit konventionellen Methoden hergestellt. Die additive Fertigung könnte jedoch spezifische Anforderungen flexibler, schneller und wirtschaftlicher erfüllen. Die Studie des Fraunhofer IAPT prüft, ob additiv gefertigte Silikondichtungen den industriellen Anforderungen an mechanische Eigenschaften und chemische Beständigkeit genügen. Im Fokus stehen Tests zur Identifikation geeigneter Materialien und Technologien sowie deren Validierung. Gemeinsam mit Industriepartnern analysieren die Experten des Fraunhofer IAPT Materialien, um passende Werkstoffe für die additive Fertigung zu identifizieren. Untersucht werden dabei Oberflächenqualität hinsichtlich Rauheit und Funktionalität, Designfreiheiten und Hart-Weich-Verbindungen. Auf dieser Basis erfolgt eine Bewertung des Nutzens der additiven Fertigung als Ergänzung zu konventionellen Methoden. Die Studie verspricht wertvolle Erkenntnisse für die Zukunft der Dichtungstechnik. Durch die additive Fertigung entfällt die kostenintensive Werkzeugherstellung für Prototypen oder komplexe Dichtungsgeometrien. Eine Teilnahme ist besonders für Unternehmen interessant, die mit kleinen Stückzahlen flexibel auf Marktveränderungen reagieren oder individuelle Kundenwünsche erfüllen möchten. Zudem unterstützt die additive Fertigung die dezentrale Produktion und erhöht
Studie zur additiven Fertigung von Silikondichtungen

Fraunhofer IAPT untersucht 3D-Druck für Silikondichtungen

Das Fraunhofer IAPT untersucht die additive Fertigung von Silikondichtungen. Unternehmen können sich beteiligen und eigene Fragen einbringen. Welche Möglichkeiten bietet der 3D-Druck für die Dichtungstechnik?Weiterlesen...

Verarbeitungsverfahren
31. Jan. 2025 | 08:00 Uhr
Foto einer Photovoltaikanlage. Nachhaltig und ein Stück weit unabhängig vom Strommarkt: Photovoltaik ist auf immer mehr Dächern von Industriebetrieben zu finden. Die Nutzung der selbsterzeugten Energie bietet noch reichlich unausgeschöpftes Effizienzpotenzial. Photovoltaikanlagen sind auf den Dächern von Industriebetrieben längst keine Seltenheit mehr. Die hohen Energiepreise sowie Abnahmebegrenzungen und instabile Netze in manchen Ländern und Regionen machen es lukrativ, ein Stück weit unabhängig vom Strommarkt zu sein. Der Schlüssel um die erzeugte regenerative Energie effizient einzusetzen, liegt in der Nutzung von Gleichstrom als direkte Energiequelle.
PLASTVERARBEITER
Mit der Sonne spritzgießen

Wie Gleichstromnetze einen Beitrag zur klimaneutralen Produktion leisten können

Photovoltaikanlagen sind auf den Dächern von Industriebetrieben längst keine Seltenheit mehr. Die hohen Energiepreise sowie Abnahmebegrenzungen und instabile Netze in manchen Ländern und Regionen machen es lukrativ, ein Stück weit unabhängig vom Strommarkt zu sein. Der Schlüssel um die erzeugte regenerative Energie effizient einzusetzen, liegt in der Nutzung von Gleichstrom als direkte Energiequelle.Weiterlesen...

Verarbeitung
13. Dez. 2024 | 09:45 Uhr
Covestro entwickelt in Leverkusen eine Pilotanlage für das chemische Recycling von Elastomeren wie Vulkollan. Mit der Technologie sollen mehr als 90 % des Altmaterials recycelt und der Kohlenstoff-Fußabdruck um bis zu zwei Drittel reduziert werden.
Pilotanlage soll in Leverkusen realisiert werden

Covestro erforscht chemisches Recycling von Elastomeren

In Leverkusen entsteht eine Pilotanlage für ein chemisches Recycling von Elastomeren aus Vulkollan. Technologisch soll es möglich sein, einen Massenanteil von mehr als 90 % des Altmaterials wie Gabelstaplerreifen zu recyceln. Wie das funktioniert.Weiterlesen...

Markt
04. Dez. 2024 | 08:25 Uhr
Die Behandlung einer unpolaren Oberfläche mit Openair-Plasma sorgt für funktionelle Gruppen, mit denen die funktionellen Gruppen der Beschichtung wechselwirken können.
Vorbehandlung von EPDM/TPE-Profilen

Haftfestigkeit durch Openair-Plasma: Plasmatreat zeigt wie

Plasmatreat präsentiert auf der Fakuma 2024 eine neue EPDM-Station mit Openair-Plasma Technologie. Die kompakte, flexible Anlage verbessert die Haftfestigkeit von Klebstoffen und Lacken und bietet Automobilherstellern saubere, effiziente Prozesse. Wie funktioniert die Technik?Weiterlesen...

Markt
Aktualisiert: 11. Okt. 2024 | 13:05 Uhr
Die neue Spritzgussmaschine ist aufgrund des Designs und standardisierter Ausstattung besonders schlank in der Aufstellfläche.
PLASTVERARBEITER
Mit 18 Exponaten und spannenden Anwendungen auf der Fachmesse

Arburg mit Deutschland-Premiere in Friedrichshafen

Auf der Fakuma 2024 präsentiert Arburg, Loßburg, elf Exponate und sieben weitere Allrounder auf Partnerständen. Ein Highlight ist die Deutschland-Premiere des elektrischen Allrounder 720 E Golden Electric im neuen Design.Weiterlesen...

Verarbeitungsverfahren
Aktualisiert: 08. Okt. 2024 | 09:52 Uhr
Sumitomo-Logo auf Maschine
PLASTVERARBEITER
Vorteile vollelektrischer Spritzgießtechnologie live vor Ort erleben

Fakuma: Sumitomo (SHI) Demag demonstriert Spritzgießmaschinen

Auf der Fakuma 2024 thematisiert Sumitomo (SHI) Demag, Schwaig, die Vorteile vollelektrischer Spritzgießmaschinen. Diese werden anhand unterschiedlicher Applikationen auf Maschinen der Intelect-Reihe veranschaulicht. Einen Überblick erhalten Sie hier.Weiterlesen...

Verarbeitung
23. Sep. 2024 | 14:32 Uhr
MX 2300 SpinForm mit Wendeplatte, RimStar-Compact 8/8, zwei Roboter und Werkzeug.
PUR-Fluten von automobilen Bauteilen

Wie Rehau die Produktion von Fahrzeugfronten optimiert

Rehau Automotive investiert am Standort Feuchtwangen in eine Fertigungsanlage von Krauss Maffei, Parsdorf. Um Fahrzeugfronten für Automobile zu realisieren kommt dabei das PUR-Fluten zum Einsatz. Wie das funktioniert lesen Sie hier.Weiterlesen...

Verarbeitung
17. Sep. 2024 | 12:09 Uhr
(v.l.) Christian Mani arbeitet eng mit Jens ­Kiesewetter zusammen, der bei Evonik die Anwendungstechnik Tire & Rubber leitet.
Verbessertes Verfahren soll das Altreifenrecycling einfacher machen

Welchen Ansatz Evonik beim Reifenrecycling verfolgt

Evonik hat ein Verfahren entwickelt, das es erlaubt, deutlich mehr recyceltes Gummi in neuen Reifen zu verwenden. Das soll helfen, den Einsatz von Altreifen effizienter zu gestalten und die Ressourcenschonung in der Reifenproduktion zu verbessern.Weiterlesen...