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Von Ersatzknochen bis zu Prüfköpfen - Die BAM auf der Hannover Messe

Was haben ein im 3D-Druck hergestelltes Knochenersatzgerüst aus Keramik, ein verformter QR-Code, eine analytische Zentrifuge, Prüfköpfe für Wälzlager und Sensoren für Windeinwirkungen auf Freileitungen gemeinsam? Sie sind alle aktuelle Entwicklungen und Forschungen der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Berlin. Auf der diesjährigen Hannover Messe (vom 8. bis 12. April 2013) werden diese erstmals einem breiten Publikum gezeigt.

Wer am BAM-Stand A18 in Halle 2 ein Hirschgeweih sieht, wird zunächst nicht denken, dass Hirsche etwas mit der BAM zu tun haben. Aber Forscher der BAM haben sich Strukturen aus dem Inneren des Hirschgeweihs abgeschaut, um mittels 3D-Drucken ein Knochenersatzgerüst aus Keramik herzustellen. In einem handelsüblichen 3D-Drucker wird dann das - von der BAM entwickelte - Keramikpulver Schicht für Schicht im Drucker aufgetragen und an vorher bestimmten Stellen verklebt. Zum Schluss muss der Werkstoff, der zu 60 % aus Poren besteht, noch bei circa 1000 °C gebrannt werden - und fertig ist der Ersatzknochen. (Eine ausführliche Pressemitteilung finden Sie unter http://www.bam.de/de/aktuell/presse/pressemitteilungen/pm_2013/pm04_2013.htm)

Produktpiraterie und Fälschungen stellen nicht nur für die Wirtschaft ein Problem, sondern zunehmend auch für Verbraucher ein Sicherheitsrisiko dar. Gängige Sicherheitsmerkmale sind entweder sehr teuer oder reichen oft nicht mehr aus, um sich sicher gegen Plagiate schützen zu können und diese auch zu erkennen. Eine Lösung könnten fälschungssichere Etiketten sein, die mit einem farbigen QR-Code gekennzeichnet sind. Der QR Code, der zudem bei Raumtemperatur verzerrt dargestellt wird, ist erst dann lesbar - und wenn gewünscht - auch überhaupt sichtbar, wenn eine bestimmte Temperatur überschritten wird. Diese Etiketten sind maschinenlesbar und bieten vielfältige Einsatzmöglichkeiten." (Eine ausführliche Pressemitteilung und ein Video finden Sie unter: http://www.bam.de/de/aktuell/presse/pressemitteilungen/pm_2013/pm08_2013.htm)

Gleich nebenan am Stand steht eine Zentrifuge, der man ihre analytische Besonderheit äußerlich gar nicht ansieht. Mit einer neuartigen Zentrifugentechnologie können Klebverbindungen, Beschichtungen und Kompositwerkstoffe auf ihre Festigkeit hin untersucht werden. Die Proben müssen nicht mehr eingespannt sondern nur noch eingesteckt werden. Durch das einfache Einstecken der Prüfkörper ist eine sehr schnelle Beladung möglich. Zudem können bis zu acht Proben gleichzeitig unter identischen Bedingungen geprüft werden. Das von BAM-Forschern bereits 2004 zum Patent angemeldete Funktionsprinzip wurde seitdem von der Berliner LUM GmbH als Lizenznehmer zum marktreifen Produkt weitereinwickelt, wofür LUM den Innovationspreis Berlin-Brandenburg 2012 erhielt. (Eine ausführliche Pressemitteilung finden Sie unter: http://www.bam.de/de/aktuell/presse/pressemitteilungen/pm_2013/pm01_2013.htm; Video unter http://www.bam.de/de/service/publikationen/publikationen_videos/film_069_070_drum_pruefe.htm)

Die einwandfreie Funktion ist in vielen technischen Bereichen sehr wichtig. Immer bedeutender wird deshalb die Überprüfung auf Materialfehler oder Ermüdungserscheinungen. Denn beispielsweise der Ausfall eines Wälzlagers in Achswellen, wie sie in Eisenbahnwaggons oder Windkraftanlagen eingesetzt werden, kann zu hohen Kosten führen, im schlimmsten Fall können auch Menschen zu Schaden kommen. Wissenschaftler der BAM haben deshalb Prüfköpfe entwickelt, die nicht nur eine Automatisierung dieser zerstörungsfreien Prüfung ermöglichen, sondern deren Messwerte zusätzliche Informationen liefern, die Aussagen über die Form eines Risses gestatten. Das Hauptelement dieser Prüfköpfe bilden deshalb winzige Sensoren, die auf eine Veränderung des Magnetfeldes mit einer Veränderung des elektrischen Widerstands reagieren. Zum Einsatz kommen dabei so genannte GMR-Sensoren. GMR steht für Giant-Magnetoresistance und kann mit Riesenmagnetowiderstand übersetzt werden. GMR-Sensoren finden sich in vielen Smartphones oder in herkömmlichen Festplattenleseköpfen. (Eine ausführliche Pressemitteilung und ein Video finden Sie unter: http://www.bam.de/de/aktuell/presse/pressemitteilungen/pm_2013/pm06_2013.htm)

Welche Beanspruchung erfahren die Freileitungsmasten durch die Windeinwirkung auf die Leiterseile? Dieser Frage geht das Forschungsprojekt MOSYTRAF nach. Untersucht wird die Böeneinwirkung auf Freileitungen durch eine weltweit einmalige Kombination aus Freilandmessungen, Windkanalversuchen und Computerberechnungen. Für die Freilandmessungen wurde ein über 800 m langes Teilstück einer Hochspannungsleitung in der Nähe von Rostock ausgesucht. Dort wurden entlang der Teststrecke insgesamt dreizehn Windsensoren in die Abstandshalter zwischen den Leiterseilen montiert. Gleichzeitig werden mit weiteren Sensoren die Beanspruchungen der Masten aufgezeichnet. Videokameras liefern regelmäßig Bilder aus der Mastperspektive, ein kurzes Video, aufgezeichnet während eines Sturms, ist auf der Hannover Messe zu sehen. Die Messungen liefern die Grundlage für präzisere Berechnungsmodelle, um sowohl die Zuverlässigkeit als auch die Wirtschaftlichkeit zu verbessern. (Eine ausführliche Pressemitteilung finden Sie unter: http://www.bam.de/de/aktuell/presse/pressemitteilungen/pm_2012/pm11_2012.htm; Video unter http://www.mosytraf.bam.de/de/mitglieder/film_2.htm)

 

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