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Druckwelle – ingenieur.de-Podcast zur Additiven Fertigung

ingenieur.de in Kooperation mit VDI nachrichten

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شهريا
 
Ohne dritte Dimension ist alles flach. Additive Fertigung ist der Trend in der Produktion und Industrie. Bei Druckwelle holen wir führende Köpfe der Additiven Fertigung vors Mikrofon, die Ihnen 3D-Druck plastisch erklären. Die Experten erläutern neue Drucktechnologien und Materialien. Sie bewerten Entwicklungen und geben Praxis-Tipps. VDI-nachrichten-Redakteur Stefan Asche beschäftigt sich seit Jahren mit der Trend-Technologie. Als Ihr Host präsentiert er immer donnerstags, alle 14 Tage, ein ...
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Stefanie Brickwede ist Leiterin des Konzernprojekts „3D-Druck@Deutsche Bahn“. In diesem Podcast erklärt die Expertin, wie und wo ihr Arbeitgeber die additive Fertigung nutzt. (Überraschenderweise geht es dabei nicht nur um Fahrzeuge, sondern etwa auch um historische Bahnhöfe.) Die Wahlberlinerin ist außerdem im Strategiebeirat der „Initiative Leich…
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Die Kostüme der von den Marvel-Studios produzierten „Black Panther“-Filme sind oscarprämiert. Teile davon wurden designt und gedruckt von Julia Körner. Sie erklärt in dieser Folge, wie sie die neueste Stratasys-Technologie für ihre Kollektionen einsetzt. Die gebürtige Österreicherin nutzt aber nicht nur das Polyjet-Verfahren – sie fertigt auch Acce…
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Sie wollen die VDI nachrichten kostenlos testen? Dann hier entlang: www.vdi-nachrichten/lesen Oder interessiert Sie die Fachzeitschrift Konstruktion? Hier gibt es eine Gratisausgabe: www.ingenieur.de/konausgabegratis Genauso empfehlenswert: Der kostenlose Newsletter der Fachzeitschrift "Konstruktion": www.ingenieur.de/nl…
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Steile These: Philipp Utsch und Jan Gierse behaupten, die „kompromisslosesten Messer der Welt“ herzustellen.Niemand anderes biete eine vergleichbare Kombination aus Stabilität und geringem Gewicht.Möglich macht das ein additiv gefertigter Griff aus Titan, kombiniert mit hochwertigen Klingen aus Solingen.In dieser Folge erklärt das Duo im Detail, wi…
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Das Direct Manufacturing Research Center (DMRC), angesiedelt an der Universität Paderborn, zählt zu den ältesten und renommiertesten AM-Forschungsinstituten Deutschlands. Dank zahlreicher Kooperationen mit Konzernen und KMU steht die Praxis stets im Vordergrund. Entsprechend umworben sind die AbsolventInnen auf dem Arbeitsmarkt, entsprechend viele …
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Die Berliner AdditiveStream GmbH haucht verschlissenen Bauteilen neues Leben ein – Sub-Millimeter genau, dutzendfach, individualisiert, in einem einzigen Baujob, per LBPF, basierend auf Multi-Laser-Maschinen.Mit anderen Worten: Falls Sie alternde Turbinenschaufeln reanimieren oder Produkt-Rohlinge in höchster Präzision additiv en gros vollenden wol…
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Ist das der heilige Gral der Produktionstechnik? Eine Maschine, die vollautomatisiert eine Konstruktionsdatei in ein endbearbeitetes Bauteil überführt?Dann hat die toolcraft AG schon eine Hand am Pott! Die Bayern haben nämlich einen 6-Achs-Roboter mit einem Aggregatwechselsystem ausgerüstet.Der Roboter holt sich – je nach Bedarf – eine Laser/Pulver…
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Heutzutage genügt eine gewisse Portion Ingenieursgeist und ein wenig Spaß am Konstruieren, um faszinierende Projekte mittels 3D-Druck zu realisieren. Ein perfektes Beispiel dafür liefert Luis Marx. Der Jungingenieur stellt auf seinem Youtube-Kanal „Luisengineering“ Projekte vor, auf welche die Welt gewartet hat – oder auch nicht. In dieser Folge st…
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Das Jungunternehmen Quantica kombiniert die Möglichkeiten der Stereolithografie (SLA) mit denen des Material Jettings (MJ). Die Berliner können also fein strukturierte Bauteile aus Hochleistungskunststoffen erstellen – im mehrfarbigen Multimaterialmix. Selbst vor der Nutzung gefüllter Harze schrecken die Hauptstädter nicht zurück: Ihre Drucker verd…
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Auftragsverfahren gibt es in der Additiven Fertigung viele. Einige wurden in diesem Podcast schon intensiv beleuchtet: Laser trifft auf Pulver (Folge 3), Lichtbogen trifft auf Draht (Folge 26), Elektronenstrahl trifft auf Draht (Folge 31) sowie das Kaltgasspritzen (Folge 4).Beinahe erstaunlich ist, dass die Kombination aus Draht und Laser bisher ka…
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Damit Maschinen und Werkzeuge fit sind für die Industrie 4.0, müssen sie kontinuierlich Zustands- und Belastungsdaten übermitteln. Dazu braucht es Sensoren mit Sendern.Bislang werden die Sensoren meist manuell auf die zu überwachenden Komponenten aufgebracht, beispielsweise geklebt. Das Problem daran: Die manuelle Applikation ist oft nicht präzise …
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Optische Systeme sind teuer, weil Linsen geschliffen, aufeinander abgestimmt und montiert werden müssen. Die Printoptix GmbH ändert das gerade. Das Stuttgarter Jungunternehmen erzeugt ganze Baugruppen in optischer Qualität in einem Schritt. Nacharbeiten und Montage entfallen. Möglich machen das die Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) sowie proprietä…
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Der Leichtbau gehört zweifelsohne zu den Megathemen in der Produktionstechnik – schließlich verspricht er Ressourceneffizienz und Energieersparnis.Gerne genutzt werden in diesem Zusammenhang Faserverbundwerkstoffe, also etwa CFK oder GFK.Problematisch dabei: Meist müssen zunächst mit großem Aufwand Formen geschaffen werden, in denen sich Fasern und…
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Wer eine klassisch hergestellte – also gefräste – Spritzgießform will, muss regelmäßig rund acht Wochen darauf warten.Deutlich schneller geht es mit einer Technologie, die gerade in Rostock entwickelt wurde. Sie verspricht aber nicht nur eine Zeitersparnis – sondern obendrein bessere Produkte für weniger Geld. Wie das möglich ist? Natürlich per add…
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Die Traditions-Konditorei „Café Baumann“, gegründet 1908, setzt auf die additive Fertigung. Ihr Ziel: individualisierte Objekte aus Schokolade. Die süße Köstlichkeit wird bei den Koblenzern allerdings nicht unmittelbar per Schmelzschichtung in Form gebracht – das wäre bei dreistelligen Losgrößen unwirtschaftlich und zu langwierig. Gedruckt wird sta…
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Der große Vorteil des klassischen, filigranen Metalldrucks im Pulverbett (Selective Lasermelting, SLM) ist die hohe Auflösung und die daraus resultierende Endkonturnähe der Bauteile. Möglich machen das feine Pulverschichten (30 µm bis 50 µm) und winzige Laserspots.Unter diesen Voraussetzungen dauert der Herstellungsprozess allerdings stets sehr lan…
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Pkw-Hersteller und deren Zulieferer stehen unter Zugzwang: Die EU plant einen Grenzwert für Feinstaub-Emissionen aus Bremsabrieb von 7 mg/km. Die tatsächlichen Werte liegen aktuell aber zwischen 10 mg/km und 40 mg/km. Helfen will die HPL Technologies GmbH. Das Aachener Jungunternehmen stellt Bremsscheiben her, die fast gar keinen Feinstaub mehr ver…
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Klingt fast zu gut, um wahr zu sein: Ein komplett CO2-neutrales Polymerpulver für die additive Fertigung!?Das Unternehmen Eos hat es entwickelt! Gewonnen wird es aus Rizinusbohnen. Und die klimaschädliche Konsequenzenvon deren Anbau werden durch Investitionen in Umweltprojekte kompensiert. Der Name des Materials: „Eos PA 1101 ClimateNeutral“. Auch …
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Bislang konnte Glas nur 3D-gedruckt werden, wenn am Ende gesintert wurde – bei weit über 1000 °C. Das schränkte die Wahl der möglichen Substrate deutlich ein. Computerchips beispielsweise halten solche Temperaturen nicht aus.Forschende aus Karlsruhe haben nun eine Lösung gefunden, mit der Quarzglasstrukturen bei nur 650 °C entstehen. Möglich macht …
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Die Bundeswehr sieht in den aktuellen Nachrichten oft nicht gut aus:Da ist die Rede von veraltetem Material, mangelnder Motivation, überbordender Bürokratie...In der Praxis ergibt sich ein anderes Bild – zumindest, wenn es um die additive Fertigung geht.Der Moderator dieses Podcasts – Stefan Asche – der nicht an der Waffe, sondern im Behindertenwoh…
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Beim Beton-3D-Druck entstehen Bauteile bisher vor allem mittels Extrusion (s. Folge 5) oder Aufspritzen (s. Folge 22).Dass es auch anders geht, zeigt eine Kooperation der Hochschule München mit der Fit AG. Die Forschenden orientieren sich bei ihrer „selektiven Zementaktivierung“ am Pulverbettverfahren, wie es im Kunststoff- und Metallbereich weit v…
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Die additive Fertigung ist nur dann sinnvoll, wenn sich ihre Möglichkeiten im Bauteil widerspiegeln. Gemeint sind etwa bionische Formen oder integrierte Funktionen. Das allerdings setzt entsprechendes Know-how bei der Konstruktion voraus – womit nicht jeder dienen kann.Helfen will das Unternehmen Protolabs. Der weltweit agierende Produktionsdienstl…
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Laut Bundesumweltministerium werden in Deutschland 320.000 Einwegbecher verbraucht – pro Stunde! Das mündet in einer gigantischen Müllflut.Wie kann diese eingedämmt werden? Eine Antwort darauf kannten schon die alten Inder: Sie haben vor rund 5000 Jahren Terracotta-Gefäße hergestellt. Gehen diese kaputt, werden sie wieder zu dem, was sie waren: ein…
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Die additive Fertigung rechnet sich nur, wenn sich ihre Möglichkeiten im Bauteildesign widerspiegeln. Dabei geht es etwa um Leichtbau, Funktionsintegration oder Baugruppenkonsolidierung. Erreichen kann diese Vorteile nur, wer sich auskennt mit Konstruktion, Maschinenbedienung und Post-Processing.Doch wo wird dieses Wissen vermittelt? Der VDMA hat d…
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In der deutschen Pharmazie werden Medikamente stets designt anhand von Musterpatienten. Die sind meist männlich, rund 40 Jahre alt und europäisch. Aber was ist mit Frauen, Seniorinnen und Senioren? Oder gar Kindern? Ein schwieriges Thema…In der Onkologie (Krebstherapie) wird mittlerweile die „personalisierte Medizin“ in Ansätzen praktiziert. Ansons…
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Die Gründer des Darmstädter Start-ups FlipoQ behaupten, zwei klassische Probleme des Schmelzschichtdruckens (FFF, Fused Filament Fabrication) gelöst zu haben. Sie benötigen angeblich weniger Stützstrukturen und haben keine Probleme mit der Anhaftung des Bauteils an der Bauplattform. Wie sie das machen? Mit einem Netz, das aussieht wie die Bespannun…
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Das FFF-Verfahren (Fused Filament Fabrication) erfreut sich sowohl im privaten als auch im industriellen Umfeld großer Beliebtheit. Doch es hat Defizite: Das Drucken ist zeit- und personalintensiv: Der schichtweise Aufbau ist von Natur aus langwierig. Und nach Abschluss des Prozesses müssen die Bauteile aus dem Bauraum entnommen und in aller Regel …
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Faserverbundmaterialien können (in Abhängigkeit von Faser und Matrixmaterial) so fest und steif sein wie Titan, aber leichter als Aluminium. Sie sind immun gegen Frost, UV-Strahlen und Korrosion. Deshalb kommen sie im Maschinenbau, in der Luft- und Raumfahrt sowie im Sport- und Freizeitbereich immer öfter zum Einsatz. Ihr Problem: Das Recycling ist…
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In Industrie und Landwirtschaft fallen täglich Tonnen von Produktionsrückständen an. Das sind beispielsweise Spreustroh, Erodierschlämme, Papierstsäube, Holzmehl, Obstkerne, Muschelkalk oder auch Shrimps-Schalen. Bisher werden sie häufig deponiert, kompostiert oder „energetisch verwertet“, also verbrannt. Das will eine Kooperation sächsischer Hochs…
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Für Privatleute eignen sich drei verschiedene Druckverfahren: Das Schmelzschichten (Fused Filamant Fabrication, FFF), die Stereolithografie (SLA) und – mit Einschränkungen – das selektive Lasersintern (SLS). Doch was ist für wen sinnvoll? Wo liegen die Vor- und Nachteile? Und was kostet der Spaß? Antworten gibt in dieser Folge Christian Pfarr. Er i…
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Ganz großes Kino: Die Maschine kommt daher in der Form eines aufgeschnittenen Icosaeders, sieht also aus wie ein unvollendeter, unrunder Fußball aus Dreiecken. Ins Innere ragen fünf Kugelgewindetriebe. Sie führen mit faszinierender Leichtigkeit einen gewichtigen Bearbeitungskopf. Das Zuschauen ist fast hypnotisch…Der Bearbeitungskopf kann verschied…
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Kunststoffschäume eignen sich hervorragend für Leichtbaukonstruktionen, für Verpackungen, für Möbel oder als Isolierung.Sie zu drucken, war bisher schwierig. Etwaige Versuche mündeten wegen der Materialeigenschaften regelmäßig in schaumigen Sauereien.Ändern kann das eine verblüffend einfache aber sehr effektive Verschlussdüse vom Fraunhofer-Institu…
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Beim 3D-Druck gibt es generell eine Krux: Wer große Bauteile schnell in den Händen halten will, muss grobe Strukturen und Oberflächen akzeptieren. Wer hingegen feine Details wünscht, sollte viel Zeit mitbringen.Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ändern das nun. Ihren Ansatz nennen sie „Light-Sheet 3D Printing“. Er basiert auf e…
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Das Unternehmen innovatiq aus Feldkirchen bei München hat einiges im Köcher: Es zählt zu den 3D-Druck-Pionieren in Deutschland, bringt mit einer innovativen Maschinenarchitektur u.a. Silikone in fast jede Form, ist heute Teil der Arburg-Gruppe und sucht für anstehende Geschäftsfelderweiterungen Menschen, die sich für die additive Fertigung begeiste…
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Normale Spiegel, wie sie etwa in Badezimmern zu finden sind, reflektieren lediglich gut 90% des Lichts. Bragg-Spiegel sind da deutlich besser: Sie kommen auf nahezu 100%. Doch das ist nicht alles: je nach Aufbau können sie ausgewählte Lichtfarben durchlassen – und andere Wellenlängen reflektieren. Genutzt werden solche Bauteile u.a. in Kamerasystem…
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An der Bremer Jacobs University wurde gerade der größte Delta-3D-Drucker der Welt konstruiert. In seinem Inneren können Kunststoffbauteile mit einem Radius von 1,5m und einer Höhe von 2m entstehen. Geistiger Vater des Giganten ist Yilmaz Uygun. In dieser Folge erläutert der Professor, welche Kunststoffe in welcher Geschwindigkeit und mit welcher Pr…
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Es gibt wohl kaum ein Rezept für Bauteile, dass so nachhaltig ist wie dieses: Man nehme beispielsweise Holzspäne, ergänze sie mit ein paar Additiven und setze dann einen Pilz darauf an, der lignocelluloses Material mag. Anschließend fülle man die Masse in Kartuschen und bringe sie mittels Delta-3D-Drucker in Form. Nun wird gewartet, bis das Pilzmyc…
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Es ist schnell, verursacht vergleichsweise geringe Stückkosten, erlaubt große Bauräume, biete eine breite Materialauswahl, verlangt kaum Stützstrukturen und verursacht keine Spannungen im Bauteil: das BinderJetting.Durch diese Vorteile wird das Verfahren zum Herausforderer des bisherigen Platzhirsches in der Industrie: dem pulverbettbasierten Laser…
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Beim ersten Blick auf die Fahrräder der Bike-Manufaktur Urwahn traut man seinen Augen nicht: Beim Rahmen fehlt das durchgehende Sattelrohr! Das spart nicht nur Gewicht, es bietet obendrein Federkomfort.Realisierbar wird diese außergewöhnliche Formgebung mit Hilfe der additiven Fertigung: Außer dem Bereich unter dem Sattel stammen auch Steuerrohr, A…
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Gedruckte Teile sehen nicht immer so aus, wie sie aussehen sollten. Das wissen sowohl private als auch gewerbliche Anwender der jungen Technologie.Alleine beim Schmelzschichtverfahren gibt es etliche, regelmäßig auftauchende Fehlerbilder. Da werden beispielsweise plötzlich Fäden gezogen, es kommt zu Materialverzug oder einzelne Schichten haften nic…
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Es braucht drei Zutaten: PMMA-Pulver, reichlich Bindemittel und ganz viel Know-how. Damit lassen sich dichte und belastbare Kunststoffteile mit feinsten Konturen per Binder Jetting additiv aufbauen. Das Unternehmen Additive Elements aus Planegg bei München macht es vor. Details zum Material und zum Verfahren erläutert in dieser Folge Entwicklungsle…
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Es ist schneller als das pulverbettbasierte Laserschmelzen – und präziser als das drahtbasierte Auftragsschweißen: Das Liquid Metal Printing (LMP). Bei diesem Verfahren wird flüssiges Metall mit hoher Frequenz in winzigen Tröpfchen ausgebracht. Im temperierten Bauraum verbinden sie sich zum Zielobjekt – Schicht für Schicht. Bislang gab es nur ein U…
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Die Schmelzschichtung (Fused Filament Fabrication, FFF) ist sowohl in der Industrie als auch in der Maker-Szene weit verbreitet. Das Verfahren hat aber zwei Schwachstellen: lange Druckzeiten und geringe Festigkeiten in der Z-Achse. Beide Probleme will das Start-up Liqtra beheben. Wie das funktionieren soll, erklärt in dieser Folge der Mitgründer de…
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Bisher waren meist zwei Prozessschritte nötig, um Keramik-Bauteile additiv herzustellen: Erst wurden Grünteile aufgebaut, dann wurde unter hohen Temperaturen entbindert und gesintert. Forschende an der Ernst-Abbe-Hochschule in Jena wollen diesen Weg nun abkürzen: Sie sintern direkt im Pulverbett. Dazu nutzen sie einen ultrakurzgepulster Laser. Deta…
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Bremsscheiben, Hydraulikzylinder, Gleitlager sowie große Bauteile für die Öl-, Gas- oder Papierindustrie: Die Anwendungsfelder des jungen „HiClad“-Verfahrens sind vielfältig. Die Technik erlaubt es, bis zu 18 kg Metall zielgenau auf ein Substrat aufzutragen. Basis sind Diodenlaser mit einer brachialen Leistung von bis zu 45 kW. Das Rohmaterial kann…
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Mittels 3D-Druck lassen sich fast alle erdenklichen Formen herstellen – aus unzähligen Materialien. Deren Oberflächen sind allerdings – je nach Druckverfahren – mitunter unschön. Nachbearbeitung tut also Not. Auf welchen Wegen dies gelingen kann, erklärt in dieser Folge: Carl Fruth. Er ist der Vorstandschef der Fit AG, einem der größten 3D-Druck-Di…
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Einblicke in wachsende Bauteile gibt es in dieser Folge der "Druckwelle". Möglich macht das die hellste Labor-Röntgenquelle der Welt. Mit ihrer Hilfe wollen Forschende neue Werkstoffe entwickeln, Fehler schneller erkennen und korrigieren, leistungsfähigere Bauteile realisieren und die Produktion nachhaltiger gestalten. Wie es funktioniert, erklären…
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Ist 3D-Druck wirklich die Zukunft? Eine Antwort auf diese globale Frage verspricht ein White Paper, das Fraunhofer-Forscher zusammen mit Kollegen der ETH Zürich und Experten des Weltwirtschaftsforums erarbeitet haben. Host Stefan Asche spricht darüber mit Matthias Schmitt vom Fraunhofer Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IG…
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