Technologien

Alles aus einer Hand – Abdeckung der kompletten Wertschöpfungskette für die am Fraunhofer IFAM vorhandenen additiven Verfahren – von der Erzeugung der 3D-Datenmodelle über die Fertigung bis zur Endbearbeitung und -kontrolle der Bauteile.

VUV-STRAHLUNG OPTIMIERT SILIKONEIGENSCHAFTEN AN DER OBERFLÄCHE | Silikonelastomere begegnen uns in vielen unterschiedlichen Bereichen. Aufgrund ihrer hohen Elastizität, ihrer sehr guten Temperaturbeständigkeit und ihrer Biokompatibilität eignen sie sich für verschiedenste Anwendungen, beispielsweise in der Medizin- oder Lebensmitteltechnik. Die Oberflächeneigenschaften des Materials hingegen sind nicht ideal und erschweren den Einsatz in bestimmten Anwendungen. So sind Silikone beispielsweise verschleißanfällig, schmutzanziehend und lassen sich nur bedingt kleben. Am Fraunhofer IFAM wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem sich die Oberflächen schnell und flexibel modifizieren lassen ohne die hervorragenden mechanischen Eigenschaften der Silikone zu beeinträchtigen.

MITTELS LASERTECHNIK - STABILE GRENZFLÄCHEN FÜR DEN METALLHYBRID-GUSS UND DAS KUNSTSTOFF-SPRITZGIEßEN ZUR STEIGERUNG DER VERBUNDFESTIGKEIT | Die Lasertechnik bietet optimale Möglichkeiten zur Vorbehandlung von Oberflächen. Forscherinnen und Forschern des Fraunhofer IFAM ist es gelungen, mittels einer Laservorbehandlung eine signifikante Steigerung der Verbundfestigkeit im Metall-Metall-, Metall-Kunststoff- oder Kunststoff-Verbund zu erreichen. Die hohen Grenzflächenfestigkeiten resultieren aus form- und kraftschlüssigen Mikroverklammerungen zwischen laserbehandeltem Bauteil und infiltriertem Metall oder Kunststoff. Grundlegend sind neuartige, laserinduzierte Kanäle auf Bauteilen, welche eine vollständige Infiltration mit Schmelzen oder Kunststoffen ermöglichen. Zudem können gegenüber konventionellen Fügemethoden durch die Integration des Fügeprozesses in den Urformvorgang Produktionszeit und -kosten eingespart werden.

BIOZIDFREIER BEWUCHSSCHUTZ UND STRÖMUNGSOPTIMIERTE OBERFLÄCHEN FÜR DIE MARITIME INDUSTRIE | Funktionelle Beschichtungen sind ein wichtiger Bestandteil der maritimen Industrie. Sie schützen Schiffe und andere maritime Technologien vor Korrosion und Biofouling. Am Fraunhofer IFAM werden innovative Beschichtungstechnologien und Materialien erforscht, um eine effektive und dauerhafte Widerstandsfähigkeit gegen Biofouling, Korrosion und mechanischen Abrieb, zum Beispiel durch Unterwasser- Reinigungsverfahren, zu erzielen. Dadurch können die Betriebskosten gesenkt, die Lebensdauer verlängert und der Umweltschutz verbessert werden. Die Entwicklung von leistungsstarken Bewuchsschutzbeschichtungen ist ein wichtiger Schritt hin zu einer nachhaltigen maritimen Industrie, die sich zukünftig u.a. auf die Klimaneutralität von Schiffen und den Ausbau erneuerbarer Energien auf See konzentriert.

Korrosionsschutz spielt in vielen Branchen wie der Medizintechnik oder dem Anlagenbau eine bedeutende Rolle. Sollen beispielsweise empfindliche Optiken oder medizintechnische Geräte vor Korrosion und Abrasion geschützt werden oder Aluminium-Druckgussgehäuse langzeitbeständig gedichtet werden, sind transparente Plasmabeschichtungen die richtige Wahl.

PLASMABESCHICHTUNGEN: CHEMIEFREIE DÜNNSCHICHTEN FÜR NEUE OBERFLÄCHEN- UND PRODUKTEIGENSCHAFTEN | Der Bedarf an speziellen Funktionsbeschichtungen für Halbzeuge und Produkte ist in vielen Industriebereichen – von der Automobilproduktion über die Kunststoffverarbeitung bis hin zur Medizintechnik oder Biotechnologie – sehr groß. Das Fraunhofer IFAM erforscht und entwickelt plasmagestützte Beschichtungsverfahren, die das Eigenschaftsspektrum dieser Halbzeuge und Produkte nahezu unabhängig vom eingesetzten Werkstoff entscheidend verbessern. Und das ohne Einsatz von Chemikalien! Das macht diese Verfahren aktuell besonders interessant, denn es hilft Firmen dabei, Regularien wie der REACH-Verordnung oder den HSE-Richtlinien gerecht zu werden.

GEDRUCKTE ELEKTRONIK UND SMD-TECHNOLOGIE (SURFACE MOUNTED DEVICE) - DAS BESTE AUS ZWEI WELTEN | Durch die Kombination von gedruckter Elektronik und SMD-Bauteilen bieten sich neue Designfreiheiten und Integrationsmöglichkeiten in Produkte. So können auch Multilayer Schaltkreise Schicht für Schicht auf eine flexible Folie gedruckt und anschließend bestückt werden. Damit bietet diese Technologie nicht nur große Leichtbaupotentiale, sondern ist durch den Verzicht auf Glasfaserverbundwerkstoffe eine umweltfreundliche Alternative zum herkömmlichen Multilayer PCB (printed circuit board).

SOLVERBASIERTE SIMULATIONSUMGEBUNG FÜR DIE TECHNO-ÖKONOMISCHE POTENZIALANALYSE VERSCHIEDENSTER ENERGIESYSTEME | Das Energiesystem der Zukunft muss viele unterschiedliche Herausforderungen meistern. Am Fraunhofer IFAM können mithilfe einer selbst entwickelten Simulationsumgebung verschiedenste Energiesysteme betrachtet und analysiert werden, wobei die Fokusse auf Gebäuden und dem Thema Elektromobilität liegen. Die Simulationsumgebung wurde so entwickelt, dass sie an verschiedenste Anforderungen und Bedarfe angepasst werden kann. Auch können individuelle Annahmen zu möglichen zukünftigen Entwicklungen im Rahmen der Simulations- und Optimierungsrechnungen berücksichtigt werden.

TROCKENHERSTELLUNG VON POLYMERBASIERTEN FESTKÖRPERELEKTROLYTEN | Die Festkörperbatterie (engl. ASSB) gehört zu der Technologie nächster Generationen, die aufgrund ihrer hohen Energiedichte herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien zukünftig ersetzen kann. Die derzeitige Herausforderung ist die Skalierung der Herstellungsprozesse der einzelnen Batteriekomponenten (z.B. des Festkörperelektrolyten). Das Fraunhofer IFAM erforscht die lösemittelfreie und damit trockene Prozessroute von polymerbasierten Festkörperelektrolyten mittels Extrusion. Die kontinuierlichen Funktionsweise verspricht eine unterbrechungsfreie Verarbeitungsmethode in Produktionsketten zu implementieren. Darüber hinaus bietet die Extrusion nicht nur die Möglichkeit im Kilomaßstab zu produzieren, sondern auch mögliche Prozesskosten durch das Wegfallen nachfolgender Trocknungsschritte zu reduzieren.

VEREISUNGSSCHUTZ AN FLUGZEUGEN, SCHIFFEN UND WINDKRAFTANLAGEN MITTELS ANTI-EIS-BESCHICHTUNGEN OPTIMIEREN | Die Eisbildung an Oberflächen verursacht hohe Kosten durch erhöhten Energieverbrauch, geringeren Energieertrag und beeinträchtigt die Funktion und Sicherheit. Betroffen sind nicht nur Flugzeuge, Schiffe, Schienenfahrzeuge und Automobile, sondern auch Kühlaggregate und Windenergieanlagen. Das Fraunhofer IFAM entwickelt und prüft daher anwendungsspezifische Anti-Eis-Technologien zur Verhinderung sowie Entfernung von Vereisungen an Oberflächen.