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Hannover Messe 2017

Was die Besucher auf der Industrie-Messe erwartet

  Vom 24. bis 28. April zeigen 6500 Aussteller auf der Messe ihre Technologien für die Fabriken und Energiesysteme von heute und morgen. Mit dabei: Neuartige Kunststoff-Federn und ein besonderer Nano-Klettverschluss.

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Quelle: PR

Digitale Umspannwerke werden eine Schlüsselkomponente des Stromnetzes der Zukunft sein – davon ist man bei ABB überzeugt. Erneuerbare Energien unterliegen von Natur aus Schwankungen, zudem wird der traditionelle Leistungsfluss in nur eine Richtung zunehmend durch multidirektionale Stromflüsse abgelöst. Das stellt neue Anforderungen an die Umspannwerke. ABB will mit dem Konzept eines "digitalen Umspannwerks", in dem bereits zahlreiche existierende Produkte und Lösungen eingebaut sind, den Messebesuchern eine Vision für das Stromnetz der Zukunft präsentieren.

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Im Umfeld der Industrie 4.0 stehen Ingenieure oft vor ganz neuen Herausforderungen bei der Entwicklung von Produkte: Sie müssen eine komplexe Mechatronik, Sensoren, Aktuatoren und eine intelligente Steuerung vereinen. Die Altair Engineering GmbH stellt daher auf der Hannover Messe Lösungen und Methoden für simulationsgetriebene Innovation vor und zeigt anhand von Technologiedemonstratoren und Kundenbeispielen, wie diese erfolgreich in der Entwicklung innovativer Produkte eingesetzt werden können.

Die Systemsimulation für einen kollaborativen Roboter (Cobot) dient zudem der Lastermittlung für die Topologieoptimierung, mit der sich Leichtbaustrukturen durch organische Formgebung realisieren lassen. Diese leichten Strukturen sind letztlich Voraussetzung für die geforderte Effizienz bei gleichzeitig hoher Präzision und Arbeitssicherheit.

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Bis auf wenige Ausnahmen verfügen alle Landtiere über Beine. Und so wundert es wenig, dass Entwickler von Robotern diesem Vorbild nacheifern und alles daran setzen, für ihre Schöpfungen möglichst vergleichbare Bewegungsapparate zu entwerfen. Besonders begabt darin ist offensichtlich Marco Hutter, Professor am Institut für Robotik und Intelligente Systeme der ETH Zürich. ANYmal verfügt über Gelenke, die in ihrer Dynamik tatsächlich an ein tierisches Äquivalent erinnern. So kann ANYmal nicht nur gehen oder laufen, sondern auch Treppen steigen, kriechen, tanzen, klettern und springen – und die Sprünge dann weich abfedern. Mit lediglich 30 Kilogramm Gesamtgewicht ist ANYmal handlich genug, um sich zur Not auch mal tragen zu lassen.

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Die aus der TU Darmstadt hervorgegangene Danto Invention GmbH hat sich auf innovative Leichtbau-Konzepte für Faser-Kunststoff-Verbund-Teile spezialisiert und präsentiert auf der Hannover Messe jetzt erstmals die unmittelbar vor dem Markteintritt stehende Danto-Feder. Ein Vorteil dieser Feder ist natürlich das Gewicht – Danto spricht von einer Ersparnis von mehr als 70 Prozent im Vergleich zu einer Stahlfeder. Wesentlicher noch sei aber die hohe Formflexibilität, die Konstrukteuren aus unterschiedlichen Bereichen bisher ungeahnte Gestaltungsmöglichkeiten bieten soll. Die Feder ist zudem rostfrei und weist ein sehr hohes Maß an Dämpfung auf. Durch diese und zahlreiche weitere Vorteile eröffnet sich diesem Konzept ein sehr breiter Bereich an interessanten Anwendungen, zum Beispiel in der Robotik, im Schiffsbau, in der Luft- und Raumfahrt oder im Maschinenbau – um nur einige zu nennen.

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In Zeiten, in denen die Hannover Messe fast ausschließlich im Zeichen der Digitalisierung steht, gelten Vertreter der guten alten Schwerindustrie schon fast als Exoten. Doch auch dort tut sich einiges, wie Die Firma Meuselwitz Guss zeigt. Im Fokus stehen Themen wie Ressourcenschonung und Kosteneffizienz. Zu den aktuellsten Produktentwicklungen zählen zum Beispiel mischkristallverfestigte Konstruktionswerkstoffe mit Kugelgraphit, die sich durch ihre gute Bearbeitbarkeit auszeichnen und Leichtbaukonstruktionen hochbelastbarer Bauteile ermöglichen, wie sie beispielsweise in Windenergieanlagen benötigt werden.

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Als Supraleiter bezeichnet man Materialien mit ganz besonderen Eigenschaften: Kühlt man sie unter ihre spezifische "Sprungtemperatur" hinaus ab, fällt nicht nur ihr elektrischer Widerstand schlagartig auf null, sie können zudem das Feld eines Permanentmagneten in einem definierten Abstand einfrieren – sodass entweder sie selbst oder der Magnet in einen Schwebezustand gelangen. Diese Eigenschaften verleihen Supraleitern ein großes Potenzial für die zukünftige industrielle Anwendung. Sie ermöglichen es, Objekte ganz ohne Regelungstechnik zu lagern, oder mit nur geringem Energieaufwand berührungslos zu bewegen – selbst durch Wände hindurch. Dabei ist ihr staub- und abriebfreies Arbeiten perfekt geeignet, um Objekte schwebend in sehr reinen Umgebungen geschützt zu transportieren. Festo widmet sich schon seit längerem der Erforschung und Entwicklung von geeigneten Supraleiter-Anwendungen und präsentiert den aktuellen Stand der Dinge jetzt auf der Messe in Hannover.

Eine dieser möglichen Anwendungen ist die kontaktfreie Reinigung eines Exponats im fluiden Umfeld in der so genannten SupraTube. Diese ist eine geschlossene, senkrecht stehende und mit Flüssigkeit gefüllte Glasröhre. In ihr wird ein Magnetpuck von einem ersten Kryostaten mit Supraleitern in einem Abstand von rund fünf Millimeter im Schwebezustand gehalten. Durch einen Impuls in Drehbewegung versetzt und dann vom oberen Kryostaten entkoppelt, sinkt die Magnetscheibe in Kreiselbewegungen in der Röhre hinab, bis sie am unteren Ende von dem Supraleiter im anderen Kryostaten wieder eingefangen und berührungslos zentriert wird.

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Auch wenn viele ehemals kabelgebundene Techniken inzwischen drahtlosen Alternativen gewichen sind – die Energieübertragung findet auch in Zeiten der industriellen Automatisierung und Digitalisierung meist noch immer über Steckverbindungen statt. Dies gilt insbesondere für Anwendungen mit häufigen Steckzyklen, wie bei den in immer mehr Produktions- und Lagerhallen eingesetzten automatischen Transportsystemen. Um das zu beheben präsentiert Weidmüller Interface mit dem FreeCon Contactless eine gleichermaßen elegante, effiziente und technisch ausgereifte Lösung.

Wie der Name schon erahnen lässt, ist FreeCon Contactless für eine kontaktlose und wartungsfreie Energieübertragung ausgelegt. Ein Einsatzgebiet ist das automatisierte Aufladen mobiler Systeme, zum Beispiel bei Akku-Ladestationen führerloser Gabelstapler, aber auch für andere Transportsysteme und Roboter ist FreeCon Contactless geeignet. Mittels induktiver Resonanzkopplung kann das innovative FreeCon Contactless eine Leistung von 240 Watt – 24 Volt DC / 10 Ampere – über einen bis zu fünf Millimeter breiten Luftspalt kontaktlos übertragen – und das mit einem Wirkungsgrad von bis zu 90 Prozent.

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Wenn es auf Baustellen darauf ankommt, Druckluft zur Verfügung zu stellen, dann wird der alte Baukompressor angeworfen. Das geht künftig viel leiser und auch kostengünstiger – mit Elektro-Baukompressoren. Die für die Kaeser Mobilair-Modelle M27, M31 und M50 angebotenen Elektromotoren leisten zwischen 15 und 25 Kilowatt, daraus resultieren Luft-Liefermengen zwischen zwei und fünf Kubikmeter die Minute bei Drücken zwischen sieben und 14 bar. Dabei sind sie im Betrieb günstiger und sollen sich auch wegen eines weiteren Vorteils schnell rechnen: Wartungskosten fallen weit geringer aus.

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Vor dem Hintergrund, dass etablierte und spezialisierte Software-Tools bei parallelen Entwicklungsprozessen "Verständigungsprobleme" haben, präsentiert Phoenix Contact in Hannover eine neue offene Steuerungsplattform auf Basis der innovativen PLCnext Technology. Das Unternehmen spricht auch von einem "Babelfisch für Programmiersprachen". Die vorgestellte Lösung erlaubt das parallele Programmieren auf Basis etablierter Software-Tools, wie Visual Studio, Eclipse, Matlab Simulink und PC Worx, sowie die frei wählbare Verknüpfung von deren erstelltem Programmcode. Auf diese Weise ist selbst die einfache Einbindung von Software aus der Open Source Community in das Automatisierungssystem möglich.

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Wenn der Mensch direkt mit Robotern zusammenarbeiten soll – Mensch-Roboter-Kollaboration genannt – braucht es intelligente, feinfühlige und hoch vernetzte Greifsysteme. "Diese müssen die Werkstücke selbstständig erkennen, permanent das Umfeld detektieren, sich autonom annähern und auch bei hoher Teilevarianz ein prozessstabiles und sicheres Handling gewährleisten", sagt Markus Klaiber, Technischer Geschäftsführer Schunk. "In den kommenden fünf Jahren wird das industrielle Greifen komplett neu erfunden." Wie die Handhabung in der Smart Factory konkret aussehen wird, zeigt Schunk anhand zahlreicher Live-Applikationen.

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Gemeinsam mit 19 beteiligten Partnerunternehmen stellen die Technologie-Initiative SmartFactory KL e. V. und das DFKI ihre weiterentwickelte Industrie 4.0-Anlage in Hannover vor, deren Module nicht mehr in einer Reihe aufgebaut sind, sondern sich erstmals auf drei Fertigungsinseln verteilen. Die erweiterte Demo-Anlage setzt ein flexibles Transportsystem ein. Da dieses als zentrales Element eine Roboterplattform hat sowie Förderbänder in den Modulen, kann das Produkt, ein individualisierter Visitenkartenhalter, auf verschiedene Weisen hergestellt werden, um eine ortsunabhängige Produktion zu ermöglichen. Das Manufacturing Execution System (MES) trifft nach der standardmäßig definierten Bearbeitung des Produkts in vier Modulen die Entscheidung, wohin das Produkt für seine Weiterverarbeitung transportiert werden soll. Die Demo-Anlage soll zeigen, dass dieses Verfahren in der realen Anwendung verschiedene Produktionslinien, Werkshallen oder gar getrennte Standorte umfassen kann.

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Der Automatisierungsspezialist Omron zeigt in Hannover mit der dritten Generation von Forpheus, einem Tischtennisroboter, wie es seine Kernkompetenzen Sensor- und Steuerungstechnik mit künstlicher Intelligenz ergänzt. Bereits im vergangenen Jahr spielte Forpheus auf der Messe sein erstes Match, seitdem haben seine Coaches an seiner mentalen Stärke gearbeitet, damit er dieses Jahr noch klüger gegen die Messe-Besucher pariert. Forpheus soll nun in der Lage sein, menschliches Verhalten zu interpretieren und im Idealfall vorauszusehen. Denn die Omron-Entwickler haben ihm beigebracht zu lernen, zu denken, zu handeln, mit Menschen Kontakt aufzunehmen und mit ihnen zu kommunizieren.

Dank all dieser Fähigkeiten soll Forpheus sogar Menschen Unterricht erteilen können. Das Ganze ist keine Spielerei, sondern Entwicklungsarbeit für die nächste Stufe der Interaktion zwischen Mensch und Maschine – auch in der Fabrik.

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Eine Forschungsgruppe der Technischen Universität Darmstadt hat auf der Basis von Nanodrähten ein völlig neuartiges Verfahren zum Verbinden von Elektronikbauteilen entwickelt. Ihren innovativen "Klettverschluss" stellen die Forscher in Hannover erstmals vor. Das von den Entwicklern auch als KlettWelding bezeichnete Verfahren basiert auf Nanodrähten, die wie ein Rasen auf zu verbindende Elektronikbauteile aufgebracht wird. Drückt man dann zwei auf diese Weise vorbereitete Teile zusammen, verhaken sich die Drähte wie bei einem Klettverschluss – mit dem Unterschied, dass die Verbindung dauerhaft ist. Abhängig von den Anforderungen können die Darmstädter Forscher bis zu mehrere Milliarden Nanodrähte pro Quadratzentimeter aufbringen. Die Klettverschluss-artige Verschmelzung hält selbst hohen Temperaturen stand und ist dabei extrem leitfähig, sowohl für Wärme als auch für elektronische Impulse.

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