Die Einprägung eines Stromes auf zu prüfende Kabel stellt in der Hochspannungstechnik immer ein großes Problem dar, insbesondere wenn es um lange Kabelstrecken geht. Ursächlich dafür ist die Einkoppelung der zum Prüfen benötigten Leistung unter Berücksichtigung der notwendigen Isolation gegen den Erregerkreis. Zudem ist es für DC Anwendungen sinnvoll auch mit DC-Strom zu prüfen, was mit aktuellen Methoden noch sehr aufwändig ist.

Explizite Strukturdynamik-Codes, die zur Simulation von Crash, Metallumformung und Explosionen verwendet werden, erfordern optimierte Lösungsupdates, um hocheffiziente Berechnungen transienter Vorgänge zu erreichen. Dazu nutzen lineare Finite-Elemente-Codes Massenkonzentration, reduzierte Quadratur und Hourglass-Stabilisierung. Eine konkurrenzfähige Technologie höherer Ordnung – mit dem Potenzial, effizientere Simulationen zu liefern – konnte bislang jedoch nicht realisiert werden.

Neben dem Sicherheitsnachweis und dem Einsatz bei schlechtem Wetter ist der Energiebedarf für das Computing ein Hemmnis für die Einführung automatisierter Fahrzeuge in komplexeren Anwendungen.

Aktuell werden On-Board-Ladegeräte weitgehend als zweistufige Topologie bestehend aus Active Frontend und einem galvanisch isolierten Gleichspannungswandler umgesetzt. Die zweite Stufe wird verwendet, um Fehlerströme zu vermeiden, welche den Fehlerstromschutzschalter (FI) auslösen würden. Dies hat den Nachteil, dass der Energiefluss zwei Mal leistungselektronisch gewandelt werden muss und dabei in beiden Stufen Verlustleistung auftritt.

Der kommende 6G-Kommunikationsstandard bietet höhere Datenübertragungsraten, geringe Latenzzeiten und optimierte Energieeffizienz und könnte Anwendungen wie sicheres autonomes Fahren, Telemedizin und 3D-Holographie ermöglichen. Wegen erhöhter Pfadverluste und geringerer Umgebungsstreuung bei 6G-Frequenzen sind Signalübertragungen über lange Strecken und durch Hindernisse erschwert, was besonders bei sicheren Echtzeit-Übertragungen technische Herausforderungen schaffen kann.

In ihrem Bestreben die Energieeffizienz ihres Produktionsequipments zu erhöhen, stoßen Unternehmen auf drei Umsetzungshürden: die fehlende Transparenz über Energieverbräuche, die Umsetzung wenig zielführender Maßnahmen aufgrund der hohen Maschinenkomplexität und die geringe Motivation von Werker:innen die Maßnahmen im Betrieb umzusetzen. Ein vom Equipment unabhängiges Assistenzsystem kann diese Hürden beseitigen. Das entwickelte Assistenzsystem analysiert mithilfe von Machine Learning-Algorithmen den von Sensoren gemessenen elektrischen Leistungsbedarf des Equipments in Echtzeit. Basierend darauf werden KPIs berechnet, deren Wert darüber entscheidet, ob eine passende Maßnahme vorgeschlagen wird. Werker:innen bedienen das Assistenzsystem über ein HMI. Dieses zeigt nicht nur die umzusetzenden Maßnahmen an, sondern incentiviert durch Gamification-Elemente auch die Umsetzung dieser. Entscheidend hierfür ist der Eco-Score, der die aktuelle Energieeffizienz des WZMBetriebs zusammenfasst.

Phasenrauschmessungen sind hochrelevant bei der Entwicklung von Quellen elektromagnetischer Wellen. Im Terahertz (100 GHz-10 THz) Bereich werden diese mit Mikrowellenbasisgeräten und hohlleiterbasierten Frequenzextendern durchgeführt. Dies hat zwei Nachteile: 1.) Die Hohlleiterbänder sind i.d.R. limitiert auf eine Durchstimmbarkeit von etwa 50% der Mittenfrequenz, 2.) Die Montagegenauigkeit & die Oberflächenrauhigkeit erschweren den Zugang zu Frequenzen > 1.5 THz. Der entwickelte Phasenrauschanalysator kombiniert die Durchstimmmöglichkeiten photonischer Systeme mit den Vorteilen elektronischer Messtechnik und rauscharmer Photoleiter. Dafür stellen zwei Lasersysteme eine über mehrere Oktaven einstellbare Differenzfrequenz im Terahertz Bereich zur Verfügung, z.B. mittels zweier Dauerstrichlaser oder zweier Linien eines Frequenzkammes. Der Photoleiter mischt das optische Differenzsignal mit dem Messsignal und erzeugt ein einfach messbares Zwischenfrequenzsignal

Neue Entwicklungen von Fahrerassistenzsystem sind bereits in der Lage eine Vielzahl an Kollisionen mit schwächeren Verkehrsteilnehmern (VRUs) zur verhindern. Eine hohe Verbreitungsdichte dieser Systeme wird allerdings noch mehrere Fahrzeuggenerationen andauern, sodass in den nächsten Jahren nicht mit einer signifikanten Reduktion von Unfällen bspw. an gefährlichen Kreuzungen zu rechnen ist. Neuere Systeme für die Infrastruktur erfordern bisher immer dedizierte Kommunikationsschnittstellen, sodass auch hierdurch in naher Zukunft keine Verbesserung der Verkehrssicherheit zu erwarten ist. Wir haben ein System entwickelt, das flexibel in die Infrastruktur integrierbar ist und sowohl Fahrende als auch Passanten oder Radfahrende vor einer Kollision warnt. Hierzu erfasst das System mit Radar- und Infrarotsensoren die Bewegung von Objekten und ermittelt daraus potentielle Kollisionspfade. Die Verkehrsteilnehmer werden bei bevorstehender Kollision durch ein Lichtsignal gewarnt. Das autarke System ist an beliebigen Masten montierbar, da es sich eigenständig kalibriert und mit integrierter Batterie und einem Solarmodul keinen Stromanschluss benötigt.

Astaxanthin, als natürlicher roter Farbstoff oder starkes Antioxidans, kann in verschiedensten Produkten Anwendung finden. Darüber hinaus besitzt es gesundheitsfördernde Wirkungen. Die natürliche Form von Astaxanthin ist aufgrund der veresterten Hydroxylgruppen aktiver und weist eine höhere Bioverfügbarkeit auf als synthetisches Astaxanthin. Die natürliche Form wird in der Regel von Mikroalgen produziert. Diese nutzen dazu Sonnenlicht und CO2. Wir haben eine Mikroalge so verändert, dass diese nun Astaxanthin produzieren kann. Auch wenn es solche Stämme bereits gibt, ist ihre Anwendung mit großem Aufwand verbunden. Es bedarf einer Zellernte und einer anschließenden Extraktion des Astaxanthin aus der Biomasse. Unsere Entwicklung beseitig diese Schritte weitgehend. Durch die Nutzung eines Membrantransporter gibt die Mikroalge das produzierte Astaxanthin direkt an das Kulturmedium ab. Zur Extraktion dient dann eine organische LösungsmittelÜberschichtung der Kulturen, welche im Nachgang einfach verdampft werden kann.

Viele Anwendungen erfordern robuste optische Methoden, die auf der Herstellung identischer Interferometer basieren. Dazu gehören zum Beispiel der Quantenschlüsselaustausch (Quantum Key Distribution, (QKD) basierend auf dem BBM92 Protokoll mit Phase-Zeit Verschränkung oder auch Verfahren der Weisslichtinterferometrie oder bestimmte OCT Verfahren. Wir haben eine Methode entwickelt beliebig viele identische faser basierte Michelson Interferometer mit geringem Aufwand zu bauen und zu betreiben. In unserem Set-up werden keine teuren elektro-optischen Komponenten zur Phaseneinstellung benötigt, was zu einer wesentlichen Zeit- und einer deutlichen Kosteneinsparung bei der Herstellung führt. Dadurch werden diese Interferometer, u.a. für sternförmige QKD Netzwerke mit dem Time-Bin Entanglement Protokoll, wirtschaftlich erst interessant.

Beschichtungsverfahren für keramische Beschichtungen wie APS sind oft auf oxidische Keramiken beschränkt. Die hergestellten Beschichtungen sind meist porös, was deren Schutz gegen korrosive Spezies verschlechtert. Bei präkursorabgeleiteten keramischen Schutzschichten werden Füllstoffe beigemengt, um höhere Schichtdicken zu erreichen. Dies bedeutet aber immer ein gewisses Maß an Inhomogenität und Porosität. Diverse präkeramische Präkursoren, sowohl oxidisch als auch nichtoxidisch, können kommerziell erworben, aber auch chemisch modifiziert oder synthetisiert werden. Als flüssiger Lack können diese beispielsweise mittels Schleuder-, Tauch- oder Sprühbeschichten auf das Substrat aufgebracht werden. Anschließend erfolgt eine schnelle thermische Behandlung. Dadurch wird der Film in eine Keramik umgewandelt, deren Eigenschaften über die Wahl des Präkursors und die thermische Behandlung eingestellt werden können. Dieser Prozess wird wiederholt bis die gewünschte Dicke erreicht ist.

Derzeit werden große Wälzlager in aufwändigen Prozessketten hergestellt. Diese Herstellungsverfahren ermöglichen es nur kostenintensive und in der Regel schwere Lagerungen zu erzeugen. Innovative Anwendungsmöglichkeiten stehen oftmals in Kontradiktion mit bestehenden Großlagerbauweisen. Zur Herstellung des Großlagers werden die neuartigen Fertigungstechnologien Spaltprofilieren und Spaltprofilbiegen eingesetzt. Mit dem Verfahren Spaltprofilieren wird in mehreren Stichen ein ebenes Blech an den Bandkanten angestaucht und dabei ein beidseitiger Flansch geformt. Der letzte Stich des Spaltprofilierens wird für ein überlagertes Biegen um die Hochachse zur Erzeugung der kreisrunden Geometrie genutzt. Notwendige Eigenschaften für Laufflächen wie beispielsweise die Form, Festigkeit und Härte entstehen fertigungstechnisch bedingt inhärent. Durch diese Lagerbauform werden verschiedene Lagerungsarten, beispielsweise Wälzkörper oder Druckwinkel ermöglicht