Werkstoffe und Interaktion

Klebriges Silikon? Nein, danke!

SONY DSCIm Rahmen des vom BMBF geförderten Projekts »Invisible GripAssist«* (s. Blog-Beitrag vom 4. März 2015) haben wir eine umfangreiche Versuchsreihe durchgeführt, um die tribologische Wirkung von Perlstrahlen auf speziell additivierte weiche Silikone zu bestimmen (<Shore A20). Vorbild war die menschliche Haut: Auf den makroskopischen Fingerrillen befindet sich eine mikrofeine Rauheit. Zunächst haben wir zwei Silikon-Typen mittels acht mineralischer Additive modifiziert und verringerten auf diese Weise Haftreibungswerte gegen Baumwollstoff von µ ≈ 2,5  auf µ ≈ 2. Durch definiertes Perlstrahlen konnte die Haftreibung gegen Baumwolle zusätzlich gesenkt werden – je nach Komposit auf µ ≈ 0,7. Dieser Wert liegt in der gleichen Größenordnung, wie die menschliche Haut (µ ≈ 0,5). Alle Entwicklungen wurden am hauseigenen Haptikversuchsstand getestet, um Reibungswerte beim Hantieren mit Glas, Kunststoff und Baumwollstoff zu ermitteln. In separaten Zugversuchen zeigten sich keine signifikanten Veränderungen der mechanischen Eigenschaften durch das Perlstrahlen.

*FKZ: 16SV5818

Selektives Lasersintern: Schnelles Sintern von Kleinstpulvermengen

Lasersinteranlage_FraunhoferUMSICHT_InnenraumAdditive Fertigungsverfahren ermöglichen immer neue Anwendungs- und Designmöglichkeiten. Nur das Selektive Lasersintern (SLS) bietet derzeit die Möglichkeit, belastbare Funktionsbauteile schnell und formenlos aus Kunststoff zu fertigen. Doch so bunt der Strauß der Anwendungsmöglichkeiten auch blüht – die Werkstoffauswahl für dieses Verfahren wirkt eher monochrom. Die Entwicklung neuer SLS-Werkstoffe ist schwierig und experimentell aufwendig. Wir haben hierzu eine komplette Sinteranlage für Kleinstmengen entwickelt. Mit lediglich 300 ml Pulver lassen sich neue Werkstoffe testen und erste Bauteile und kleine Zugstäbe fertigen.

TPE und Silikone: Optimiert nach dem Vorbild der Haut

Produktvision_komprIm Rahmen des BMBF-Verbundprojekts »Invisible GripAssist« entwickeln wir eine optimale Oberfläche für Handorthesen- und prothesen: Alltagsgegenstände wie nasse Gläser, schwere Flaschen oder quetschempfindliche Joghurtbecher sollen sicher vom Patienten gegriffen werden können. Gleichzeitig darf diese auf Griffigkeit optimierte Oberfläche nicht beim Ankleiden stören; hohe Haftung „ja!“, aber bitte nicht gegen Baumwollstoff. Ein gängiges Dilemma in der TPE- und Silikon-Entwicklung: Je weicher das Material, desto höher die Haftung, allerdings auch gegen Baumwolle. Anders verhält sich gesunde menschliche Haut, die hohe Reibungswerte µ in nasser und trockener Umgebung gegen Glas und Kunststoff aufweist (µ>1) und trotzdem nicht am Pullover haftet (µ<0,5). Wir haben uns sowohl die Struktur der Haut, als auch ihre »Materialeigenschaften« angeschaut und darauf basierend verschiedene Additivierungsstrategien und Oberflächenstrukturen entwickelt. Zu Projektende wird eine ideale Werkstoff-Oberflächen-Kombination für Handorthesen vor­lie­gen.

FKZ: 16SV5818, www.mtidw.de/ueberblick-bekanntmachungen/mensch-technik-Kooperation

27.9. – 2.10.2014: Innovative Citizen in Dortmund



Vom 27.09 bis 02.10.2014 findet am Dortmunder U das Innovative-Citizen-Festival statt, das von Fraunhofer UMSICHT, Folkwang Universität der Künste und Heimatdesign organsiert wird.

Das Festival thematisiert Open-Source-Innovationen, die Beziehung Bürger und Wissenschaft sowie neue Produktionsweisen und Konsumstile. Thematische Schwerpunkte sind 3D-Druck, Mikrocontroller, Urban Farming, Reparaturkultur und partizipatives Unternehmertum.

Dazu gibt es viele spannende Vorträge, Workshops, Aktionen, Exponate und Musik. Alle Veranstaltungen sind kostenfrei.

Programm, Workshopanmeldung und weitere Infos unter
www.innovative-citizen.de

Responsible Research and Innovation – Zur Konferenz des netzwerks Technikfolgenabschätzung in Wien

0d34988d59 Responsible Research and Innovation (RRI) nimmt einen wichtigen Platz im 7. Framework Research Programme der EU und Horizon 2020 ein. RRI greift die Forderung nach stärkerem Gewicht von Ethik- und Nachhaltigkeitsaspekten, zivilgesellschaftlicher Partizipation, Dialog und Transparenz in der Forschung, Entwicklung und Innovation auf, um besser zu gesellschaftlich wünschbaren (desirable) Ergebnissen zu kommen.
Auch wenn die Bezeichnung recht neu ist, entstehen das Konzept von RRI und die darauf aufbauenden Programme und Projekte nicht im leeren Raum, sondern bauen auf bestehende Disziplinen und Konzepte auf, darunter Wissenschafts-, Technik- und Wirtschaftsethik und die Technikfolgenabschätzung (TA).
Thema des Treffens des Netzwerks Technikfolgenabschätzung in Wien war daher vor allem das Verhältnis von RRI und TA – die Gemeinsamkeiten, Unterschiede und Neuerungen, die durch RRI in die TA hineingebracht werden können. Neben den Vorstellungen von verschiedenen EU-Projekten rund um das Thema wurde auch der konzeptuelle Rahmen von RRI kritisch diskutiert – hier vor allem der der Verteilung und Zuschreibung von Verantwortung, das Problem von gemeinsamen europäischen Werten und das Problem der Legitimation von Partizipationsprozessen.
Für Willm Janssen und mich hat die Konferenz vor allem die Gelegenheit geboten, sich mit anderen WissenschaftlerInnen, die im Bereich verantwortliche Forschung, Entwicklung und Innovation (FuEuI) aktiv sind, auszutauschen und zu vernetzen.
In Bezug auf die Arbeit von UMSICHT war es vor allem spannend, mehr über die verschiedenen EU-Forschungsprogramme rund um RRI (ResAgora, RRI Toolbox, Engage 2020, Responsible Industry, ProGress), sowie ihr Verhältnis zu dem Helmholtz, Leibniz und Fraunhofer Verbundprojekt »Leitfaden Nachhaltigkeitsmanagement« zu erfahren.
Bei letzterem arbeiten Jürgen Bertling und ich am Teilprojekt »Forschen in gesellschaftlicher Verantwortung« mit, dessen Ziel unter anderem eine Toolbox bzw. ein Handbuch für eine nachhaltige Forschungs- und Entwicklungspraxis sein soll.
Besonders relevant in Bezug auf das LeNa-Projekt ist das RRI-Tools Projekt. Hier hat UMSICHT auch bereits mit dem Wissenschaftsladen Bonn, dem deutschen Koordinator des Projektes, Kontakt aufgenommen, um bei den für Herbst 2014 geplanten Stakeholderdialogen teilzunehmen. Das Ziel von RRI Tools ist zunächst sehr nah bei dem des LeNa Teilprojektes Forschen in gesellschaftlicher Verantwortung – die Erstellung eines Werkzeugkastens und von Best-Practice Maßnahmen rund um RRI. Der Unterschied liegt darin, dass LeNA sich auf außeruniversitäre FuE in Deutschland beschränkt, während RRI-Toolbox ein international und auf beliebige Forschungs, Entwicklungs- und Innovationseinrichtungen übertragbares Resultat anstrebt. In jedem Fall freuen wir uns auf den vielversprechende Zusammenarbeit und den Austausch bei den ausstehenden Workshops.

Bionic Manufacturing

SL23 Design: Folkwang Universität der Künste Berechnung: Fraunhofer IWM

Unter diesem Projekttitel haben wir in den vergangenen 3 Jahren zusammen mit Partnern daran gearbeitet, biologische Strukturierungsprinzipien in die technische Bauteilherstellung zu integrieren. Denn: Natürlich Materialien erreichen trotz einer geringen Anzahl von Ausgangsstoffen eine erstaunliche Leistungsfähigkeit (z.B. Bambus, Holz, Spinnenseide, Knochen). Der Schlüssel ist ihre optimal angepasste Strukturierung von den Molekülen bis hin zur makroskopischen Abmessung. Mit dem Selektiven Lasersintern steht ein generatives Verfahren zur Verfügung, das Bauteile hoher Funktionstüchtigkeit und beliebiger Geometrie Volumenelement für Volumenelement direkt aus digitalen Daten erzeugt. D.h. eine makroskopische Strukturierung (Zentimetermaßstab) ist bereits möglich; die optimale Struktur muss berechnet werden. Allerdings kann ein SLS-Bauteil aktuell immer nur aus einem Werkstoff bestehen. Deshalb wurde das Verfahren von uns so erweitert, dass nun auch erstmals zwei unterschiedliche Pulver im Bauraum abgelegt und durch den Laser versintert werden können. Die Herausforderung besteht jetzt noch darin zueinander passende Kunststoffe zu finden. Die gefundenen makroskopischen Strukturierungstechniken wurden an einem neuen Freischwingerstuhl erprobt von dem zum Abschluss des Projekts ein Prototyp realisiert werden konnte. (Design: Folkwang Universität der Künste. Berechnung: Fraunhofer IWM).

UMSICHT im TV

 

Wer es am 16. Januar nicht live im WDR gesehen hat: Drei Forschungsfelder von uns wurden in der Lokalzeit Ruhr vorgestellt. Der vier-Minuten-Beitrag gibt kurze Einblicke in die Themen Haptik, Ledergerbung und Methanhydrate. In der Mediathek kann alles noch bis zum 22. Januar angeschaut werden.  

http://www.wdr.de/mediathek/html/regional/rueckschau/2012/01/16/lokalzeit_ruhr.xml?noscript=true&offset=395&autoPlay=true&#flashPlayer

Sichere Retrofit-LED-Röhren

Rasit Özgüc beim Austausch der Leuchtstoffröhre gegen eine LED-Röhre

Leuchtstofflampe raus, LED-Lampe rein, fertig

Auf was kommt es Ihnen bei Retrofit-LED-Röhren an?

Retrofit-Lampe bedeutet für uns, dass keinerlei Veränderung der Funktion bzw. Modikation der Funktionseinheiten der Leuchte notwendig sein dürfen. Dazu zählt für uns auch der Starter. Allerdings wird in der IEC 62560 im Anhang C der Einsatz eines LED-Starters ermöglicht. Hierbei ist aber zwingend vorgeschrieben, die Stromversorgung vorher abzuschalten. Warum? Der Einsatz eines LED-Starters ist eine grundsätzliche Veränderung der Schaltung einer Leuchte für Leuchtstofflampen. Dies kann gewisse Gefährdungen für den Monteur mit sich bringen (Weitere Details hierzu in der Ausgabe 12/2011 vom Elektropraktiker http://www.elektropraktiker.de/nc/fachinformationen/fachartikel/?details=75873).
Da wir die Plug & Play Technik entwickelt haben und diese die Funktion unter einem LED-Starter, konventionellem Bimetallstarter, elektronischem Starter, etc ermöglicht und zusätzlich den aktuellen Normen entspricht, bekommen die Produkte mit unserer Technologie das GS-Zeichen (http://www.zls-muenchen.de/de/left/zustaendigkeitsbereich/gs-zeichen/gs-zeichen-ix.htm  ).

Vorteile mit unserer Technologie:
– kein Elektrofachpersonal für den Austausch notwendig, da laiengerecht
– keine Abschaltung der Stromversorgung notwendig und somit keine Betriebsunterbrechungen
– jederzeit die Möglichkeit wieder eine Leuchtstoffröhre einzusetzen, ohne daran denken zu müssen, dass der Starter mit ausgewechselt werden muss (ein Laie kann das nicht beurteilen)
– keine Kurzschlussgefährdung, beim Einsetzen einer Leuchtstoffröhre, weil vorher in der Verdrahtung nichts verändert werden brauchte.

Fazit: Elektrotechnische Laien können Gefahren beim Einsatz von elektrotechnischen Erzeugnissen nicht erkennen und beurteilen, welche Gefahren entstehen können. Bei Lampen mit unserer Entwicklung braucht man nicht auf die Sicherheit verzichten und somit sind diese Lampen für uns 100% Retrofit.

Weitere Links:

http://www.baua.de/de/Presse/Pressemitteilungen/2011/02/pm007-11.html?nn=664262

http://www.esti.admin.ch/files/estimitteilungen/bull10_10_LED_D.pdf

Veranstaltungstipp: Nachhaltigkeit bei uns um die Ecke!

Mit Kapuzinerkresse gegen Schädlinge? 140 Liter Wasser, um 1 Tasse Kaffee herstellen zu können? Nachhaltigkeit betrifft uns alle. Weltweit. In Deutschland. Im Ruhrgebiet. Gut, dass es in der Umgebung schon viele Menschen gibt, die sich für nachhaltiges Denken und Handeln einsetzen, Projekte anstoßen und sich aktiv engagieren. Aber es könnten noch mehr sein! Am 25./ 26. November laden lokale Nachhaltigkeitsakteure (Biologische Station Westliches Ruhrgebiet, BUND,  die lokale Agenda Oberhausen, NABU, verdi) und Fraunhofer UMSICHT Sie zum Zuhören, Diskutieren und Mitmachen ein. Vorträge zum Thema „Nachhaltigkeit in der Stadt“ und „Nachhaltigkeit in der Natur“, eine Podiumsdiskussion und zwei Exkursionen bieten an zwei Tagen ein abwechslungsreiches Programm; mit viel Freiräumen zum direkten Austausch oder zum stillen Staunen.  

Veranstaltungsort: Fraunhofer UMSICHT, Osterfelder Str. 3, 46047 Oberhausen

Tag 1 (25. Nov.) | 16-19 Uhr | danach gemütlicher Ausklang im Hotel Veritas

Tag 2 (26. Nov.) | 10-12.30Uhr | danach Exkursion (ca. 1,5 Stunden)

Das volle Programm zum Download: NachhaltigkeitInStadtundNatur

Die Teilnahmegebühr (inkl. Getränke und Imbiss) beträgt 15 € für beide Tage, 10 € bei Teilnahme an nur einem Tag. Anmeldungen sind noch bis zum 18. November unter folgendem Link möglich: http://www.umsicht.fraunhofer.de/de/messen-veranstaltungen/2011/nachhaltigkeit-stadt-region/anmeldeformular.html

Auf der Suche nach dem „Normfinger“

Dass jeder Mensch über einen charakteristischen Fingerabdruck verfügt, ist für die Kriminalistik ein Segen. Auf der Suche nach dem „Normfinger“ kann dies jedoch schnell zu einer großen Herausforderung werden. Aber wozu brauchen wir überhaupt einen solchen „Normfinger“? Da wir es uns zum Ziel gesetzt haben, Haptik messbar und somit objektiv bewertbar zu machen, benötigen wir geeignete normierte Messsysteme, die jedoch über Eigenschaften des menschlichen Fingers wie z.B. Fingerrillen und Elastizität verfügen müssen. Momentan nähern wir uns der Lösung experimentell und führen tribologische Test und Replikationsversuche durch, sehr zur Freude der Büronachbarn, die die wachsende Zahl der rechten Zeigefinger auf meinem Schreibtisch mit gemischten Gefühlen betrachten. Es bleibt spannend!