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25.04.2017

12:44 Uhr

Smart Materials

Material mit Grips

VonThomas Mersch

Noch steuert Software die Fertigungsprozesse in der Industrie. Bald aber sollen smarte Werkstoffe die Kommandos geben. Werden Sensoren, mit denen vernetzte Maschinen heute Daten sammeln und austauschen, bald überflüssig?

Zukunftstechnik: 24 Milliarden US-Dollar soll 2020 das Marktvolumen für Smart Materials allein in Nordamerika betragen. dpa

Orion Raumkapsel

Zukunftstechnik: 24 Milliarden US-Dollar soll 2020 das Marktvolumen für Smart Materials allein in Nordamerika betragen.

KölnDer kleine Zusatz hat es in sich: Winzige Mengen Seltener Erden können die mechanischen Eigenschaften von Magnesiumlegierungen stark verbessern. Ein Effekt, den Forscher an der TU Freiberg nutzen. Sie haben neue Legierungen mit einer speziellen Mikrostruktur entwickelt. Der Werkstoff lässt sich damit auch für einzelne Bearbeitungsschritte optimieren und kann viel leichter zu Blechen verarbeitet werden - ein Vorteil etwa in der Autoindustrie.

Der Trick mache zudem einige Prozessschritte überflüssig, erklärt David Rafaja, Professor am Institut für Werkstoffwissenschaft. Während die Legierung bei der Bearbeitung eher weich sei, sorgten gezielt eingestellte Mikrostrukturen im nächsten Schritt dafür, dass die erforderliche Festigkeit erreicht werde. „Das spart Zeit, Energie und senkt die Kosten“, sagt Rafaja.

Sechs Entwicklungen, die die kommenden Jahre beherrschen

Computing überall

Mobile Geräte bieten ständigen Online-Anschluss. Dadurch ist die kontinuierliche und damit aktuelle, weltweite Information der Nutzer, auch in der Produktion und im Handel, möglich.

Internet der Dinge (IoT)

Geräte tauschen untereinander und mit den Nutzern automatisch Infos aus. Etwa die Haushaltsgeräte mit dem Stromzähler, um die günstigsten Verbrauchszeiten herauszufinden.

3-D-Druck

Die neuen Drucker können fast jedes dreidimensionale Objekt herstellen. Typische Materialien sind Kunststoffe, Kunstharze, Keramiken und Metalle.

Big Data

Große Datenmengen, etwa aus dem IoT, von Social Media oder aus mobilen Geräten, werden automatisch analysiert und sind in Anwendungen eingebettet.

Intelligente Maschinen

Sie lernen selbstständig und handeln entsprechend dem Trends zur Industrie 4.0. Die smarten Maschinen gelten als Technologie, die vorhandene Geräte weitgehend ersetzt.

Systeme mit Umgebungsdaten

Sie erfassen, etwa via Sensoren, den Kontext der Nutzer und der Geräte und liefern ausgewählte Daten. Damit lassen sich zum Beispiel Sicherheitssysteme verstärken.

Quelle: Creditreform 1 2017

Smart Materials heißen solche neuen Werkstoffe, deren Eigenschaften sich schon in der Produktion als äußerst nützlich erweisen. Wie die Magnesiumlegierung mit ihren Mikrostrukturen können sie in der Fabrik Prozesse selbst auslösen oder diese sogar ersetzen. Für die Macher der Hannover Messe sind Smart Materials eine „Schlüsseltechnologie“: 70 Prozent der technischen Innovationen geschehen laut Messeveranstalter im Zusammenhang mit Werkstoffen.

Kühn wirken die Fragen und Visionen im Ausstellungsbereich „Smart Materials & Coatings“: Werden Sensoren, mit denen vernetzte Maschinen heute Daten sammeln und austauschen, bald überflüssig? „Wie wäre es, wenn Werkstoffe selbst sensorische Eigenschaften hätten?“

Dass solche intelligenten Materialien bald ganze Fabriken steuern, halten Experten für unwahrscheinlich. „Man muss nicht über eine Saturnexpedition sprechen, wenn man noch nicht einmal auf dem Mars gewesen ist“, sagt Thomas Völcker, Marketingmanager im Technologie- und Innovationsmanagement der Schreiner Group in Oberschleißheim. Das Unternehmen stellt Spezialetiketten her - auch RFID-Label, die in der Fertigung eingesetzt werden.

Ausgestattet mit der Funktechnik können Werkstücke Informationen für ihre weitere Bearbeitung senden - die Intelligenz wird quasi angeheftet. „Beispielsweise erhält der Bediener einer Maschine auf seinem Display eine Anweisung, welche Komponente er als Nächstes montieren muss“, sagt Völcker. Schon das sei ein „technologischer Quantensprung“.

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Kommentare (1)

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Herr Hofmann Marc

26.04.2017, 09:22 Uhr

Herr Andreas Schindler21.04.2017, 15:36 Uhr
Herr Hofmann, haben Sie als AfD Propagandist eigentlich keine Freunde, keine Arbeit und keine Hobbys oder warum kommentieren Sie alles den lieben langen Tag? Mögen Sie sich selbst lesen? Hier gibt es keine Likes...😜

@Schindler
Ja, ich habe viel Zeit und freue mich immer schon das ganze Wochenende, wenn Montags morgens die Kommentarfunktion endlich wieder öffnet.(Ostern war doch schrecklich) Aber das geht ja nicht nur mir so.
Die AFD ist die einzige Alternative die wir haben,gegen die Grün-Sozialistische Merkelregierung. Danke

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