Die Kombination aus Berechnung, Simulation und Erprobung puscht die Fahrzeugentwicklung

Knapp 450 Teilnehmer sprechen auf der 16. SIMVEC über die Zukunft virtueller Verfahren im Automobilbereich

Bereits zum 16. Mal veranstaltete das VDI Wissensforum die SIMVEC, bei der sich rund 450 Fachleute aus der Automobilbranche in Baden-Baden über den aktuellen Stand der Methoden und Anwendungen neuer Verfahren austauschten. Berechnung, Simulation und Erprobung bei der Entwicklung neuer Fahrzeuge blicken in der Automobilindustrie nicht nur auf eine lange Tradition zurück, sondern besitzen einen hohen Stellenwert im gesamten Entwicklungsprozess. Computergestützte Methoden, komplexe Prüflabore und das teilweise Verlagern von der Straße ins Labor machen die Fahrzeugentwicklung wesentlich effizienter. Gleichzeitig sind Technologien verfügbar, die den Reifegrad und die Qualität erheblich verbessern.  weiterlesen Die Kombination aus Berechnung, Simulation und Erprobung puscht die Fahrzeugentwicklung

Computertomografie

Bei der Computertomografie (Abkürzung CT) handelt es sich um ein modernes, computergesteuertes Röntgenschichtverfahren. Bei der modernen Spiral-Computertomografie rotiert die ein Strahlenbündel aussendende Röntgenröhre um den zu untersuchenden Patienten, während der Untersuchungstisch kontinuierlich vorgeschoben wird. Die gegenüberliegenden Detektoren messen, wie stark die Strahlung vom Körper abgefangen wird. Es entstehen etwa 100 000 Messwerte, aus denen vom Computer errechnet wird, welche Bereiche im Körper wie viel Strahlung absorbiert haben, und die in ein Fernsehbild (Computertomogramm) umgesetzt werden.

Im Allgemeinen werden Strukturen, die wenig Röntgenstrahlen durchlassen (z. B. Knochen) weiß, solche, die viel Röntgenstrahlen durchlassen (z. B. Luft) schwarz dargestellt; alle anderen liegen als Grautöne dazwischen.

Die Vorteile der Computertomografie gegenüber konventionellen Röntgendarstellungen liegen in der höheren Bildauflösung, der besseren Darstellung von Weichgeweben und der besseren räumlichen Zuordnungsmöglichkeit von Veränderungen anhand der Schichtaufnahmen. Allerdings ist die Strahlenbelastung höher als bei einer Röntgenaufnahme, sodass der Einsatz der Computertomografie immer sorgfältig abgewogen werden sollte. Sie dient häufig zur Diagnostik von Veränderungen im Bereich des Oberkörpers (Thorax), Bauches (Abdomen), Bewegungsapparates und Skeletts, zum Tumornachweis in allen Körperabschnitten und v. a. zur Erkennung von Erkrankungen des Gehirns (z. B. Hirnblutungen, Hirntumoren). Auch der Nachweis geringer Veränderungen des Gehirns infolge Durchblutungsstörungen oder Ödemen ist mithilfe dieses Verfahrens möglich.

Sol Gel Beschichtung

Die Sol Gel Beschichtung – Ein Verfahren zur Vergütung von Oberflächen

Das Sol Gel Verfahren dient der Herstellung von nichtmetallischen anorganischen oder hybridpolymeren Materialien zur Beschichtung von Oberflächen. Ausgangsprodukt für die Beschichtungen sind kolloidale Dispersionen – auch Solen genannt. Diese kolloidalen Dispersionen bestehen aus Nanopartikeln der Größe 1 – 100 nm. Diese sind in Wasser oder organischen Lösungsmitteln dispergiert. Dabei lautet das Grundziel vom Verfahren, eine flüssige Sole in ein festes Gel zu überführen. Diese Art der Beschichtung von Oberflächen ist aufgrund der Vielzahl an Ausgangsprodukten und der sehr günstigen Prozessbedingungen so individuell einsetzbar wie keine andere Beschichtungstechnologie. Die Eigenschaften der späteren Beschichtung sind im Grunde genommen von den Eigenschaften der Moleküle der Sole abhängig.
Der erste Schritt des Sol Gel Prozesses stellt normalerweise die säure- oder basenkatalysierte Hydrolyse von Metallalkoholaten dar. Bei dieser Reaktion spalten sich Alkoholmoleküle ab und es entstehen MOH Gruppe. Kurz danach oder noch währen dieser Reaktion reagieren die MOH Moleküle miteinander und kondensieren unter Abspaltung von Wasser. Der entstehende Dimer kann dann in einer anschließenden Polymerisationsreaktion zu einem Trimer, Tetramer oder Oligomer entstehen – dies geht so lange bis sich ein fester Partikel gebildet hat.
Von Gel kann man dann sprechen, wenn sich zwischen den Behälterwänden eine Art Netzwerk aus Partikeln gebildet hat. Dieses viskose Sol Gel hat sich dabei in eine viskoelastische Gesamtheit gewandelt – eine Art Festkörper mit eingeschlossenen Lösungsmitteln.
Das Gel wird anschließend getrocknet – Erfolgt die Trocknung bei Umgebungsbedingungen, so bildet sich Xerogel. Dieses Xerogel kann in einem weiteren Verfahrensschritt auf der Oberfläche eingebrannt werden. Dabei schreitet die Kondensation fort und es entsteht ein hochvernetzter Lackfilm. Wird das Gel dagegen bei erhöhtem Druck und Temperatur getrocknet so werden Porenflüssigkeiten in einen überkritischen Zustand versetzt und verschwinden aus den Zwischenräumen – es entsteht Aerogel.
Die Beschichtungstechniken, mit denen die Sole auf die Oberfläche gebracht wird, sind je nach Anwendung einsetzbar. Eher niedrigviskose Sole eignet sich für die Tauchbeschichtung. Hier wird das zu beschichtende Material eingetaucht und herausgezogen. Schon während des Herausziehens aggregieren die Solepartikel und es entsteht ein fester Gelfilm. Dabei laufen quasi die oben beschriebenen Reaktionen ab.
Zusätzlich kann die Sol Gel Beschichtung noch mittels Schleuderbeschichtung oder Filmtrocknung aufgetragen werden.

Fernwirktechnik

Die Fernwirktechnik ist Teilgebiet der Nachrichtentechnik (neben Übertragungs-, Regelungs- und Steuerungstechnik), das sich mit dem Überwachen und Steuern räumlich entfernter Objekte mit signalumsetzenden Verfahren hoher Zuverlässigkeit befasst. Das Fernüberwachen bedeutet das Erfassen, Übertragen und Auswerten von Information über den Zustand der Objekte, wobei man Fernmessen beziehungsweise Telemetrie (Information ist »Messwert« mit mehr als zwei Zuständen) und Fernanzeigen (Information ist binäre »Meldung«) unterscheidet. Das Fernsteuern ist das Eingeben, Übertragen und Ausgeben von »Steuerinformation« zur Beeinflussung der Objekte, wobei man Ferneinstellen (Information ist »Stellwert« mit mehr als zwei Zuständen) und Fernschalten (Information ist binärer »Befehl«) unterscheidet.

Fernwirkanlagen umfassen die Gesamtheit der Stationen, Verbindungen und Warten für einen Funktionsablauf. Sie verwenden vorwiegend elektrische Signale als Träger der Information sowie die Methoden und Verkehrsarten der Nachrichtentechnik (z. B. Codierung, Modulation, Pulscodemodulation, Multiplexsysteme). Anwendungsbeispiele sind u. a.: a) Meldung von Schaltzuständen, Erfassen von Messwerten und Zählerständen, Erteilen von Schaltbefehlen in der elektrischen Energieversorgung, b) Erfassen der Betriebsdaten und Übertragen von Stell- und Steuerbefehlen bei Fernleitungen für Erdöl, Gas und Wasser, c) Verbinden von Stellwerken verschiedener Bahnhöfe mit zentralen Stellwerken im Schienenverkehr, d) Steuerung von Ampeln im Straßenverkehr, e) Überwachung und Steuerung im industriellen Bereich, bei chemischen Prozessen und in gefährdeten (z. B. radioaktiven) Zonen, f) Lenken und Betreiben unbemannter Land-, Wasser-, Luft- und Raumfahrzeuge.

Kunststoffbeschichtung

Von einer Kunststoffbeschichtung spricht man, wenn eine fest haftenden Schicht Kunststoff auf die Oberfläche eines Werkstückes aufgebracht wird. Der entsprechende Vorgang sowie die aufgetragene Schicht selbst wird auch als Beschichtung (engl. coating) bezeichnet.Die Kunststoffbeschichtungstechnik zählt zu den wichtigsten Fertigungstechniken zur Veredelung von Oberflächen. Überall da, wo Oberflächen der typischen Trägermaterialien wie Metall, Holz oder Kunststoff veredelt werden, findet sie Anwendung. Die angestrebten Oberflächeneigenschaften können dabei sowohl funktionaler oder dekorativer Art sein.

Kunststoffbeschichtungen werden auf ihre spezielle Funktionen im Fertigungsprozeß oder im späteren Einsatz hin entwickelt, angewendet und genutzt. Die Entscheidung für die Anwendung oder Entwicklung einer Oberflächenveredelung durch Beschichtungen mit Kunststoff muss deshalb in dreierlei Hinsicht geprüft und abgesichert werden. Die Kunststoffbeschichtung soll erstens einen möglichst wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Herstellungsprozess ermöglichen. Sie soll zweitens die funktionalen Eigenschaften für die beabsichtigte Anwendung haben. Die Kunststoffbeschichtung soll drittens die gewünschten dekorativen Eigenschaften der Oberflächen erreichen.

Die Optimierung der Anwendungsfunktionen steht am häufigsten im Vordergrund. Hier sind je nach Anwendung Funktionen wie gute Antihafteigenschaften, Traktionserhöhung, Verschleißfestigkeit, Korrosionsfestigkeit, Temperaturbeständigkeit, bestimmte Barriereeigenschaften, sowie elektrische Isolierung und Durchschlagsfestigkeit gefordert.

Nach eingesetzten Kunststoffen und ihren funktionalen Eigenschaften in der Anwendung geordnet, kann man folgende Beschichtungen unterscheiden.

EP ( Epoxidharz) ist von hoher Festigkeit und chemisch beständig.

ECTFE (Copolymer von Ethylen und Chlortrifluorethylen), auch als Halar bekannt, zeichnet sich aus durch gute thermische, chemische und dielektrische Eigenschaften swoie Korrosionsfestigkeit, Gleitfähigkeit, Abriebfestigkeit und gute Barriere-Eigenschaften.

PE (Polyäthylen) ist chemisch beständig, schlag- und stoßfest, verformbar, elektrisch isolierend, korrosionsfest, UV-beständig und hat gute Gleiteigenschaften.

PVDF (Polyvinylidenfluorid), auch unter Kynar bekannt, ist chemisch beständig, mechanisch fest, feuer-, witterungs- und UV-beständig.

Nylon Kunststoffbeschichtungen sorgen für Korrosionsschutz und weisen gute Dichteigenschaften auf.

PA (Polyamid), auch unter Rilsan im Handel, hat eine hohe Elastizität, ist abriebfest und chemikalienbeständig.

PEEK (Polyetheretherketon) zeichnet sich durch gute chemische Beständigkeit aus , und ist darüber hinaus korrosionsbeständig und diffusionsarm.

PFA (Perfluoralkoxy) verbessert die Antihaft- und Gleiteigenschaften, es erhöht die chemische Beständigkeit des beschichteten Trägermaterials.

PTFE (Polyetrafluorethylen), auch unter Xylan, Teflon, SilverStone oder SilverStone Supra bekannt, hat gute Antihaft- und Gleiteigenschaften und ist chemisch beständig.

PPS (Polypenylensulfid) hat eine hohe Wärmebeständigkeit, ein sehr gutes Antihaft-Verhalten und eine gute Abriebfestigkeit.