Patente der TU Darmstadt

Im 3D-Druck werden bislang meist massive und seltener
chemisch geschäumte Kunststoffe verwendet. Dabei
haben Schäume große Vorteile gegenüber konventionell
gedruckten Bauteilen. Chemische Treibmittel schränken
jedoch die Materialwahl, Porositätskontrolle und
Recyclingfähigkeit ein. Physikalisches Schäumen mit
überkritischen Fluiden bietet eine nachhaltige
Alternative mit präziser Prozesssteuerung, die bislang
nur in großtechnischen konventionellen Extrusionsanlagen
realisiert wurde.

Neuartige Beschichtungstechnologie für papierbasierte Materialien

Bei der wässrigen industriellen Bauteilreinigung werden Reinigungsparameter wie zum Beispiel die Badtemperatur bislang auf einen festen Wert geregelt, ohne externe Faktoren wie Stromangebot oder Verschmutzungsgrad zu berücksichtigen. Die ausschließlich auf Expertenwissen basierenden Einstellungen machen die Prozessführung unflexibel und führen häufig zu energieintensiver Überreinigung.

Laserstrahlsteuerung mit räumlich-zeitlichen Mustererzeugung
hoher Dynamik nutzt oftmals akustooptische
Bauteile. Jedoch werden Kontrollbandbreite und
Flexibilität für Mehrstrahl- und intensitätsgesteuerte
Anwendungen durch Nichtlinearitäten und Wechselwirkungen
in der Steuerung mehrerer Strahlen und
mehrerer Dimensionen stark eingeschränkt. Notwendige
Vorkalibration und Rückkoppelkontrolle limitieren bisher
hochdynamische Mustergenerierung.

Erneuerbare Energie als Commodity wie Öl, Gas und Kohle zum weltweiten Handel und verlustlosen lagern

Heatpipes werden weltweit als effiziente und passive
Wärmetransportsysteme eingesetzt. Ihre Leistungsfähigkeit
beruht auf einer internen Kapillarstruktur, die
jedoch nur einfache Geometrien ohne Verzweigung
zulässt, da dadurch die Kapillarstruktur unterbrochen
wird und der Transportmechanismus versagt. Für
Anwendungen mit komplexeren Geometrien in der
Raumfahrt sind daher bislang nur aufwändige gepumpte
Systeme verfügbar.

Aktuelle Lichttherapie ist gespalten: Stationäre Geräte
bieten die erforderliche Intensität von 10.000 Lux,
schränken jedoch die Mobilität massiv ein. Mobile
Lichtbrillen hingegen nutzen oft punktförmige LEDLichtquellen
mit gefährlich hohen Leuchtdichten bei
gleichzeitig zu geringer Gesamthelligkeit. Technisch
resultiert dies in Inhomogenität und Blendgefahr,
während nutzerseitig Desorientierung oder mangelndes
Wohlbefinden die Akzeptanz und therapeutische
Wirksamkeit signifikant begrenzen.

Objektiv Verschleiß Messen zur Reduktion von
Werkzeugkosten

In der Blechumformtechnik werden Prozesskräfte meist
indirekt oder mit externen Kraftsensoren gemessen, die
zusätzliche Einbauhöhe oder Bauraum erfordern.
Dadurch ist eine Integration in bestehende Werkzeuge
mit Standard-Stempelhaltern häufig nicht möglich. Eine
prozessnahe Kraftmessung direkt am Stempel fehlt
daher in vielen Anwendungen, obwohl solche Daten für
Prozessüberwachung und Industrie-4.0-Ansätze
zunehmend wichtig sind.

Blei ist ein hochgiftiges Element, das derzeit in der Industrie
zur Herstellung von Keramikkondensatoren und Aktuatoren
auf Bleizirkonatbasis verwendet wird. Ein weiteres großes
Problem ist die Verwendung von Edelmetallen wie Palladium
(Pd) oder Platin (Pt) als Innenelektrodenmaterial für die
Herstellung dieser MLCCs und MLCAs, die sehr teuer sind.
Darüber hinaus funktionieren herkömmliche BaTiO₃-basierte
Kondensatoren nur bis 125 °C, was den Bedarf an MLCCs mit
höherer Temperaturbeständigkeit verdeutlicht.

Permanentmagnet erregte Synchronmaschinen (PMSM)
werden heute als Standardantriebsmotor für Elektrofahrzeuge
verwendet. Die Temperatur der Magnete im
Rotor bestimmt den Bedarf an schweren seltenen Erden
(HRE). Um diesen Anteil zu reduzieren wird ein hoher
Aufwand zu Kühlung betrieben, wie z.B. Ansprühen oder
durchleiten von Öl durch die Welle oder die Rotorbleche.

Boolesches SRAM In-Memory Computing (IMC) ist ein wichtiger
Bestandteil aktueller Forschung, wie Hardware-basierte
Neuronale Netze und Edge-Computing. In konventionellen
Ansätzen werden zur Durchführung meist mehrere Zellen
gleichzeitig über dieselben Bitleitungen evaluiert um die Undsowie
die Oderfunktion zu implementieren. Dies bringt jedoch
Schwierigkeiten beim Erhalt des gespeicherten Werts
während eines Lesevorgangs mit sich und sorgt Aufgrund
notwendiger Anpassungen für ein größeres Zelllayout.

Das Wassermanagement ist entscheidend für Leistung
und Sicherheit einer Brennstoffzelle. Kondensiertes
Wasser kann Kanäle verstopfen und zum Zellversagen
führen. In situ Messungen zur Diagnose solcher
Verblockungen sind wegen der schlechten
Zugänglichkeit zum Prozess eine Herausforderung.
Bisherige Messmethoden sind aufwendig oder stören
den Prozess. Im dynamischen Betrieb bzw. am Full-
Stack-System sind diese nicht anwendbar.

Optische (Mehrphasen-)Strömungsanalysen, bspw.
mittels Particle Image Velocimetry, werden oft durch
Reflexionen und eine unzureichende Phasentrennung
limitiert. Fluoreszierende Tracer bieten hierfür einen
Lösungsansatz, jedoch sind etablierte Produkte
thermisch instabil und/oder aufgrund hoher Kosten
unwirtschaftlich. Dies schränkt den Einsatzbereich
unter anspruchsvollen thermischen Bedingungen sowie
in Großversuchen massiv ein und verhindert eine präzise
Differenzierung zwischen Gas- und Dispersphase.