Technologieangebote Verfahrenstechnik



Sorptionssystem zur effizienten Gewinnung von Wasser aus Umgebungsluft oder Abluftstrom

Das an der Hochschule Karlsruhe entwickelte Verfahren macht mittels einer innovativen Kombination von Sorptions- und Konzentrationsprozessen unter interner Nutzung der thermischen Energie eine Kondensation oberhalb der Außentemperatur mit kostengünstigen Komponenten möglich. Es handelt sich um eine besonders leistungsfähige Wasserrückgewinnung oder Entfeuchtung aus Luftmassenströmen oder direkt aus der Atmosphäre und ist klima-unabhängig einsetzbar.

 

 

Hochdurchsatz von Zucker für die mikrobielle Umsetzung in Biosyntheseprodukte

Durch Entkoppelung von Zellwachstumsraten und Produktivität der Biosyntheserouten ermöglicht das neu entwickelte Verfahren und der zugehörige Escherichia-coli-Stamm eine Produktivitätssteigerung um das zwei- bis dreifache. Dies könnte nicht nur für die Pharmaindustrie beispielsweise zur Kapazitätssteigerung von Insulinproduktionsprozessen interessant sein, sondern auch für die biotechnologische Synthese von Bernsteinsäure, deren Bedarf als Baustein von Kunststoffen wie Polyamide oder Polyester auf über 250.000 t pro Jahr geschätzt wird.

 

 

Automatisierte Befüllung von Regalen im Einzelhandel

Automatisierte Regalsysteme und Regalbediengeräte sind in der Lagertechnik weit verbreitet. Dagegen gab es im Einzelhandel bislang keine Lösungen zum automatischen Befüllen von Regalen.
Am Institut für Fördertechnik und Logistik der Universität Stuttgart wurde nun ein Regalbediengerät entwickelt, das die automatische Befüllung und Umsortierung von Regalen im Einzelhandel ermöglicht. Die Regalbestückung kann dabei außerhalb der Öffnungszeiten stattfinden, ohne den Kundenverkehr zu beeinträchtigen.

 

 

Neuartiges Verfahren zur Herstellung einer lagerstabilen, 12 Monate haltbaren „ESL-H-Milch“

Um die Lagerstabilität und Haltbarkeit von Milch zu erhöhen, wurde an der Universität Hohenheim ein neues Behandlungsverfahren entwickelt, das außerdem nur vergleichsweise niedrige Behandlungstemperaturen erfordert.
Die Milch ist bei Raumtemperatur bis zu einem Jahr haltbar und beeindruckt trotzdem durch gute sensorische Eigenschaften und geringen Vitaminverlust.

 

 

Seilendverbindung für hochfeste Faserseile: leicht, langlebig und belastbar

Die neu entwickelte Seilendverbindung für hochfeste Faserseile, die langlebig und belastbar ist, bietet darüber hinaus die Möglichkeit, sensorgestütztes Monitoring einfach zu integrieren. Durch die neue Technik entsteht ein hülsenlos montiertes Teil aus einem gießfähigen, ausgehärtetem Werkstoff, das alleine durch Umgießen oder Anformen mit den Filamenten des Seiles formschlüssig verbunden ist und dessen Geometrie auf anwendungsspezifische Anforderungen angepasst werden kann.

 

 

Automatisierte Herstellung von Kabelbäumen durch lokale Veränderung der Biegesteifigkeit

An der Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft wurde ein Verfahren entwickelt, das den Einsatz von Industrierobotern bei der Herstellung von Kabelbäumen ermöglicht. Die resultierende wirtschaftliche und automatisierte Herstellung hat nicht nur eine Verkürzung der Produktionszeiten zur Folge, sondern könnte auch die Lösung vieler logistischer Probleme sein. Durch die Kostenoptimierung können Produktionsstätten in die Lieferländer verlagert werden, so dass kurzfristige Änderungen implementierbar sind und sogar Just-in-Time-Herstellung möglich wird.

 

 

Hohle Salzkerne ermöglichen kürzere Taktzeiten bei der Herstellung von Druckgusswerkstücken

Metallische Druckgusswerkstücke mit Hohlraum werden insbesondere im Maschinenbau und in der Automobilindustrie eingesetzt. Wissenschaftler der Hochschule Aalen haben nun ein Verfahren zur Herstellung von hohlen Salzkernen entwickelt. Die Technologie reduziert den Materialeinsatz zur Herstellung der Kerne und verringert die Taktzeiten im Gussverfahren durch verkürzte Herstell- und Ausbringzeiten. Die erfindungsgemäße Methode ist auf allen Druckgussmaschinen einsetzbar und leicht in die etablierten Fertigungsprozesse zu integrieren. Sie kombiniert die Realisierung komplexer Bauteilgeometrien mit einer Kostenersparnis durch eine Reduktion des Zeit-, Energie- und Materialeinsatzes.

 

 

Innere MMS-Technologie auch für Kleinstwerkzeuge - ohne Tropfenbildung und Entmischung

Wissenschaftler der Hochschule Furtwangen entwickelten einen Einsatz für herkömmliche Spannfutter, der die Verwendung der Mindermengenschmierung (MMS) auch für Kleinstwerkzeuge ermöglicht. Der MMS-Einsatz fungiert als Adapter zwischen Spannfutter und Werkzeug und kann an eventuell vorhandene Aerosol-Auslassöffnungen im Spannfutter angepasst werden. Der Aufbau der innen liegende Kühlkanäle verhindert die Entmischung des Aerosols auch bei hohen Drehzahlen.

 

 

Schadstoffarme Holzfeuerstätten mit vereinfachter Mess- und Regeltechnik

Die ISIS-Sensorikgruppe unter der Leitung von Professor Dr. Heinz Kohler entwickelte an der Hochschule Karlsruhe eine Mess- und Regeltechnik, die den Schadgasanteil in der Abluft von Kaminöfen sowie von Scheitholz- und Holzpellet-Kesseln minimiert. Sensoren erfassen Verbrennungstemperatur, Restsauerstoffgehalt und nicht verbrannte Gaskomponenten. Über einen Regelalgorithmus können dann die Verbrennungsluftströme für die beiden separaten Brennkammern angepasst werden. Die Technik ist sowohl für Stückholz- als auch für Pellet- und Hackschnitzelverbrennung ausgelegt und ermöglicht die Einhaltung der 1. BlmSchV ab 2015 für Einzelraumfeuerstätten.

 

 

Größere Lichtausbeute bei Gasentladungslampen durch innere thermische Stabilisierung

Ein neuerer Aufbau sorgt für die Optimierung der Leistungsdichte bei Gasentladungslampen mit Mikrowellenanregung wie z.B. UV-Lampen.
Wissenschaftler am Lichttechnischen Institut des KIT (Karlsruher Institut für Technologie) entwickelten einen Leuchtmittelkörper, der allein durch die Veränderung des inneren Aufbaus einen deutlich höheren Wirkungsgrad erreichen kann. Eine stärkere Abkühlung des Lampeninnenraumes wird dabei durch den Einbau eines evakuierten Körpers vermieden. Erste Versuche mit dem neuen Lampentyp zeigten eine signifikante Steigerung der Lichtausbeute. 

 

 

Effiziente und kostengünstige Wasserfiltration durch neuartige funktionelle Membranbeschichtung

An der Hochschule Karlsruhe konnte in Zusammenarbeit mit italienischen Partnern ein Verfahren entwickelt werden, das sich die Eigenschaften von polymerisierten bikontinuierlichen Mikroemulsionen (PBM) zunutze macht, um kommerzielle Membranen so zu beschichten, dass sie eine hydrophile und für Fouling sehr wenig anfällige Oberfläche aufweisen. Gleichzeitig können die Porengröße und damit die Trennleistung und chemischen Merkmale der Membranoberfläche individuell an die Zusammensetzung des zu reinigenden Wassers angepasst werden.

Die innovativen Membranen konnten im Feldversuch mit realen Abwässern aus Textil- und Kosmetikindustrie sowie einer Ölmühle bereits erfolgreich getestet werden. Unter anderem aufgrund des reduzierten Foulings können damit die jährlichen laufenden Kosten einer Membranfiltration signifikant reduziert werden.

 

 

Einbringung struktureller Verklebungen im Preformingprozess bei Faserverbundbauteilen

Bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen werden während des Preformingprozesses häufig Einlegeteile wie z. B. metallische Inserts, Flansche oder andere, meist metallische Komponenten in das Fasermaterial eingefügt (Hybridbauteile). 
Diese Einfügungen haften nur über etwaige mechanische Hinterschnitte und die Verbindung Harz/Metall, welche nicht besonders belastbar ist. An der Universität Stuttgart wurde nun ein Verfahren entwickelt, metallische Komponenten wie Inserts vor der Harzeinbringung lokal mit Strukturkleber zu versehen. Dabei entsteht eine verbesserte strukturelle, kraftübertragende Verbindung, insbesondere bei sich im Material unterscheidenden Fügepartnern. Die Technologie ermöglicht auch die adhäsive Fixierung von Einlegeteilen, die einen Hinterschnitt gegenüber der ausgehärteten Faserkomponente aufweisen. Somit sind nun strukturelle Verklebungen bei bisher nicht klebbaren Fügeproblematiken möglich. 

 

 

Kraftkonstantes Anpressen des Geflechtschlauches in der automatisierten Herstellung von Flechtbauteilen

Am Institut für Flugzeugbau der Universität Stuttgart wurde ein flexibler Anpresswalzenmechanismus für Flechtmaschinen entwickelt, der auch bei Bauteilen mit kleinen Krümmungswinkeln oder größeren Querschnittsänderungen die Geflechtablage in der automatisierten Herstellung signifikant verbessert.
Beim Umflechten eines Flechtkerns sorgt dabei die flexible Lagerung der Anpresswalzen dafür, dass sich die Anpresswalzen sowohl an eine Schrägstellung als auch eine Querschnittsänderung des Flechtkerns anpassen, und am Flechtring eine konstante, genau definierte Kraft auf das Geflecht ausgeübt wird.
Im automatisierten Prozess übernimmt die Robotersteuerung der Flechtmaschine die Ansteuerung der Anpresswalzen. Die Geflechtablage bei Bauteilen mit variablem Querschnitt und Krümmungen wird dadurch - ohne manuelles Nachführen - signifikant verbessert.

 

 

Hochfeste makroporöse Sinterkörper aus Keramik, Glas oder Metall, hergestellt aus Kapillarsuspensionen

Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurde ein neues, einfaches und potentiell sehr wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von makroporösen Sinterkörpern entwickelt. Es beruht auf der Nutzung von Kapillareffekten in dreiphasigen Suspensionen aus nano- bis mikropartikulären Feststoffpartikeln. Im Gegensatz zum Basispatent weist die Erfindung eine bimodale Partikelgrößenverteilung in der festen Phase auf. Die mechanische Festigkeit der aus Kapillarsuspension hergestellten makroporösen Erzeugnisse (z.B. Filter, Katalysatorträger, Scaffolds, Elektroden) kann hierdurch signifikant gesteigert werden.

 

 

Thermoformen: Punktgenaue Erwärmung von thermoplastischen Halbzeugen

Nachdem das Kunststoffhalbzeug über die gesamte Fläche homogen erwärmt wurde, wird in einem zweiten Schritt durch eine angepasste Bestrahlungseinrichtung die Temperatur in bestimmten Teilbereichen erhöht. Damit können Bauteile mit hoher Oberflächengüte und zuverlässigen Wanddicken hergestellt werden.

 

 

Variable Fadenanzahl in Flechtmaschinen

Stuttgarter Erfinder haben ein neues Konzept für Radial- oder Standardflechtmaschinen entwickelt, das sich durch eine zusätzliche Fadenpositioniereinheit nahe am Flechtzentrum auszeichnet. Das Positioniermodul bildet eine sekundäre Flügelradebene, die sich synchron mit der gängigen ersten Flügelradebene bewegt und die Position jedes einzelnen Fadens nahe am Flechtzentrum klar definiert. Damit ist die Grundvoraussetzung für eine automatisierte Fadenmanipulation geschaffen, die erstmals das Umflechten von Bauteilen mit stark variierenden Umfängen bei konstantem Flechtwinkel und gleichmäßiger Geflechtqualität ermöglicht.

 

 

Effiziente Eisbrei-Herstellung ohne mechanischen Schaber

Eisbrei findet in der Industrie Verwendung als umweltfreundlicher Kälteträger in der Kühlung von Lebensmitteln und in der Klimatisierung von Gebäuden. Am Institut für Kälte-, Klima- und Umwelttechnik der Hochschule Karlsruhe wurden diverse neue Verfahren zur Produktion von Eisbrei entwickelt, die alle darauf abzielen, mechanische Bauteile im Eisbreireaktor weitgehend entbehrlich zu machen. Damit geht in der Regel eine energieeffizientere Produktion einher. In den letzten Jahren wurden dazu mehrere Patente angemeldet.

 

 

Innovatives Imprägnieren von Faserhalbzeugen

An der Universität Stuttgart wurde ein neuartiges, automatisierbares Verfahren zum Imprägnieren von Faserhalbzeugen entwickelt, welches insbesondere zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen (Faserverbundwerkstoffe, Composites) verwendet werden könnte. So sollen Faserhalbzeuge schnell und direkt auf dem Aufnahmeträger imprägniert werden, wobei der Gehalt an Imprägniermittel gezielt dosiert werden kann, so dass die Verarbeitungsqualität, insbesondere die Gewichts- und Festigkeitseigenschaften sowie die Dichte der Faserpackungen, nach Wunsch eingestellt werden kann.

 

 

Erstmals als Endlosgarn: Mikro- und Supermikrofasern auf Cellulose-Basis

Am Denkendorfer Institut für Textilchemie- und Chemiefasern (ITCF) wurde ein neues einstufiges Direkt- bzw. Nassspinnverfahren entwickelt, das erstmals die Produktion von Mikro- bzw. Supermikrofasern von weniger als 0,1 - 0,5 dtex (Faseroberfläche von ca. 1 - 4 m²/g) aus Cellulose und Cellulose-2.5-Acetat ermöglicht. Die Fasern können als Endlosgarn auf Spulen aufgewickelt oder als Stapelfasern für die Weiterverarbeitung bereitgestellt werden. Industrielle Einsatzgebiete: Filter, Papier, Absorptionsmaterial, Kosmetik- und Hygieneartikel.

 

 

Neuartige Apparatur mit homogenem Strömungsprofil auch als divergente Weitwurfdüse mit großer Eindringtiefe einsetzbar

An der Universität Stuttgart wurde eine neuartige divergente Düsen-Apparatur entwickelt, die auch in weiter Entfernung noch ein homogenes Strömungsprofil aufweist. Die Optimierung des Strömungsprofils erfolgt mittels eines Zentralkörpers, der so geformt und so im Strömungskanal platziert ist, dass die Geschwindigkeits- und die Temperaturverteilung am Gut gleichförmig ist. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich die Apparatur besonders gut für den Einsatz als Weitwurfdüse für große Eindringtiefen in Trocknungs- oder Belüftungsanlagen.

 

 

Innovatives Aufheizverfahren von Endlosfasern mit thermoplastischer Matrix

An der Universität Stuttgart wurde ein Konzept für ein innovatives Aufheizverfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Kunststoffstrukturbauteilen aus elektrisch leitfähigen, endlosfaserverstärkten, thermoplastischen Halbzeugen (Organobleche, Tapes, usw.) entwickelt. Zusätzlich können die Kunststoffstrukturbauteile im Sinne eines vorgeformten Halbzeugs mit einer zweiten Komponente, z.B. durch den Spritzgießprozess, versehen werden. Das Verfahren soll einen erhöhten Automatisierungsgrad, eine Reduzierung der Taktzeiten und Kosteneinsparungen ermöglichen.

 

 

Neue makroporöse Keramiken und Glasfilter aus Kapillarsuspensionen

Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurde ein neues Verfahren mit hohem Einsparpotential zur Herstellung makroporöser Keramiken entwickelt. Das Verfahren beruht auf der Ausnutzung von Kapillareffekten in einer dreiphasigen Suspension aus nano- bis mikropartikulären Feststoffpartikeln. Auf diese Weise können gezielt Keramiken im Makroporenbereich mit Porendurchmessern größer als 50 nm und auch enger Porengrößenverteilung erzeugt werden.

 

 

Warmumformen mit innovativer In-situ-Aufheizung von Einlegeteilen

An der Universität Stuttgart wurde eine innovative Methode zur Herstellung von thermoplastischen Kunststoff-Formteilen, insbesondere Faserverbundwerkstoffen, aus Halbzeugen (Organoblechen) entwickelt. Halbzeuge sollen so effektiver und oberflächenschonender aufgeheizt und umgeformt werden können. Gleichzeitig kann eine prozessintegrierte Qualitätssicherung und Dokumentation der Qualität nebst individueller Qualitätseinschätzung erreicht werden.

 

 

Herstellung von dreidimensionalen Mikro-Freiformen

Die hier vorgestellte Technologie ermöglicht die 3-dimensionale Oberflächenbearbeitung von ätzbaren Materialien sowie die Herstellung von Mikroformen für Abformtechniken. Das einstufige Verfahren zeichnet sich durch hohe Präzision und niedrige Prozesskosten aus.