Forschungsprojekte (Auswahl)

3D-Druck

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© AdTech

3D-gedrucke Kunststoffbauteile weisen in aller Regel eine raue und wellige Oberflächenstruktur auf, deren Morphologie stark vom verwendeten Druckverfahren und von der Lage im Bauraum abhängt.

Im Projekt »Dekorative Oberflächen für additiv gefertigte Kunststoffteile« (Kurz: 3D-Druck) sollen die materialtechnischen Grundlagen für die Entwicklung eines Vorbehandlungs- und Beschichtungssystems zur optimalen Glättung von additiv gefertigten Kunststoffteilen mit hohem Anspruch an die Oberflächenqualität untersucht werden.

Dabei stehen insbesondere

  • die Betrachtung verschiedener rauheitsselektiver Vorbehandlungsmethoden zur Einstellung des Benetzungsverhaltens und deren Einflussgrößen auf das Glättungsverhalten
  • die numerische Simulation von Benetzungs-, Penetrations-, Filmbildungs- und Verlaufsphänomenen
  • sowie die Umsetzung der Ergebnisse in modellhafte Beschichtungsmaterialien und -prozesse im Vordergrund.

Die beiden Fraunhofer-Institute IFAM und IPA haben sich gemeinsam das Ziel gesetzt, die Atmosphärendruck-Plasma- und Laserbehandlung sowie deren Kombination hinsichtlich der Einstellung des Benetzungsverhaltens zu erforschen und anzupassen und die optimalen Lackparameter mithilfe numerischer Simulationen abzustecken. Mit den Ergebnissen werden Musterrezepturen für ein zweischichtiges Lacksystem mit optimalen viskoelastischen Eigenschaften entwickelt, welche den Nachbearbeitungsaufwand von 3D-gedruckten Bauteilen signifikant verkürzen.

 

Projektart: IGF
Laufzeit: 1.8.2020-31.1.2023

Partner:

  • Fraunhofer IFAM
  • Fraunhofer IPA

 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Lacktechnik

Plasmatechnik und Oberflächen

3KLANK

3 μm Laseranlage zur Klebe- und Lackiervorbehandlung in der nachhaltigen Konditionierung von Faserverbundmaterialien

Ziel des DBU-Projekts 3KLANK ist die Bereitstellung eines robusten, effizienten und flexiblen Vorbehandlungsverfahrens für Faserverbundmaterialien, welches im industriellen Umfeld einsetzbar ist. Mittels eines vom Fraunhofer ILT und der cleanLASER GmbH neuentwickelten frequenzkonvertierten, fasergekoppelten Lasersystems mit einer Emissionswellenlänge von 3 µm ist eine Reinigung der Faserverbundwerkstoffoberfläche durch einen schonenden und gezielten Laserabtrag der Kunststoffmatrix möglich ohne die für die Materialfestigkeit wichtigen Fasern zu schädigen. Gleichzeitig erlaubt die Faserführung des Systems einen hohen Grad der Automatisierbarkeit des gesamten Prozesses.

Aufgabe des Fraunhofer IFAM im Projekt ist die Charakterisierung der laserbehandelten Oberflächen im Hinblick auf Schädigung, Lackier- und Klebbarkeit, sowie eine Prozessoptimierung für die jeweiligen Anwendungsfelder. 


Laufzeit: 01.01.2021 – 31.12.2022

Förderung: Deutsche Bundesstiftung Umwelt

 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Plasmatechnik und Oberflächen

AddiMet

Energieeffiziente und ressourcenschonende additive Fertigung metallischer Bauteile

Ziel dieses Vorhabens ist der Ausbau und die Erweiterung der Kernkompetenz „Additive Fertigungsverfahren“ des Fraunhofer IFAM Dresden durch Geräteinvestitionen. Diese Kernkompetenz umfasst das Prozessverständnis vom Pulver bis zum Bauteil mit allen Fragen rund um Werkstoff, Formgebung, Toleranzen, Prozesssicherheit und spezifische Bauteilanforderungen. Für die Umsetzung dieser Ansprüche in die industrielle Fertigung soll die vorhandene Technologieausstattung mit hoch innovativen Anlagen ergänzt werden, um den rasch steigenden technologischen Herausforderungen insbesondere in den Bereichen Energie, Gesundheit, Mobilität und neue Materialien gewachsen zu sein.

 

Projekt-Webseite AddiMet

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Zellulare Metallische Bauteile 

AdTech

European Harmonized Training for Personnel working with Adhesiv Technology

Das Projekt AdTech fördert die Harmonisierung der bestehenden klebtechnischen Weiterbildung und revisioniert die drei international anerkannten berufsbegleitenden Weiterbildungen  Klebpraktiker - European Adhesive Bonder (EAB), Klebfachkraft – European Adhesive Specialist (EAS) und Klebfachingenieur – European Adhesive Engineer (EAE). Hierbei werden die Werkzeuge der EU (z.B. EQF (European Qualification Frame) und ECVET (European Credit System for Vocational Education and Training, ECVET)) mitintegriert, um europaweite Transparenz von Bildung und den Transfer von Qualifikationen zu ermöglichen. Das Fraunhofer IFAM ist Teilprojektleiter für die Ausarbeitung exemplarischer Lehrgangsunterlagen und Handlungshilfen für die Referenten der genannten Lehrgänge.

 

Webseite EU-Projekt AdTech

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Weiterbildung und Technologietransfer
Weiterbildung im Bereich Klebtechnik

ALF³

Additive Manufacturing of Aluminium by Means of Fused Filament Fabrication

Das Vorhaben zielt auf die Realisierung einer vollständigen Prozesskette für die Fertigung von Aluminiumbauteilen mit dem Druckverfahren der Fused Filament Fabrication FFF. Durch den Einsatz dieser Technik können die Nachteile der aktuellen Verfahren (hohe Kosten, Handhabung von Pulver) vermieden werden. Zudem ermöglicht diese Route die Fertigung von geschlossenen Kavitäten. Bei Verwendung herkömmlicher kommerziell verfügbarer Filamentdrucker ermöglicht die Technik aufgrund der sehr geringen Investitionskosten die Einrichtung von Druckerfarmen, mit denen eine Massenfertigung gedruckter Bauteile realistisch umsetzbar wird.

Mit der Prozesskette sollen verschiedene Beispielbauteile entwickelt werden, die die speziellen technischen bauteilbezogenen Möglichkeiten des Filamentdruckverfahrens hervorheben. Im letzten Schritt wird eine Konzeptstudie zur Umsetzung des Verfahrens in der Massenfertigung erstellt.

Projektseite ALF³

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Zellulare Metallische Werkstoffe

AMaLiS

Alternative Materialien und Komponenten für aprotische Lithium/Sauerstoff-Batterien: Ionische Flüssigkeiten und Titancarbid-basierte Gasdiffusionselektroden

In den vergangenen Jahren vollzog sich ein immenser Fortschritt hinsichtlich des Verständnisses der chemischen und elektrochemischen Prozesse innerhalb der Li/Sauerstoff Technologie. Doch trotz dieser verbesserten fundamentalen Kenntnisse verbleiben Herausforderungen gerade in Bezug auf Elektroden- und Elektrolytstabilität in diesem System. Seitens des Fraunhofer IFAM wird in dem Teilvorhaben »TiC-GDE« die Entwicklung einer Gasdiffusionselektrode (GDE) für Li/O2-Systeme auf Basis von Tintancarbid (TiC) -Materialien verfolgt. Ziel ist es, eine stabile, Kohlenstofffreie Gasdiffusionselektrode herzustellen, die den vielfältigen Anforderungen der Sauerstoff-Redox-Chemie in den aprotischen Li/O2-Zellen gerecht wird. Des Weiteren sind neben geringen Materialkosten ebenso geringes Eigengewicht und gute Leitfähigkeit des Aktivmaterials der GDE entscheidende Faktoren, wobei TiC eine vielversprechende Option darstellt.

Förderer: Bundesministerium für Bildung und Forschung

Partner

  • Iolitec GmbH, Dr. T. Schubert
  • Westfälische Wilhelms-Universität, MEET Batterieforschungszentrum, P. Bieker, Prof. M. Winter
  • Universität Oldenburg, Prof. G. Wittstock

 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Elektrische Energiespeicher

AMCC-Line

Entwicklung eines innovativen additiv-subtraktiven Fertigungskonzeptes zur generativen Herstellung metallischer Ersatzteile

Das Projekt zielt auf die Entwicklung einer neuen kostengünstigen und kompakten Fertigungstechnologie für die Bestandsoptimierung im Ersatzteilgeschäft. Hierfür sollen auf generativen und subtraktiven Verfahren beruhende Fertigungskonzepte erforscht und entwickelt werden, die eine bedarfsgerechte Fertigung vor Ort erlauben und damit Lagerhaltungs-, Kapitalbindungs- und Transportkosten reduzieren und damit einen klaren Wettbewerbsvorteil generieren. Von besonderem Interesse sind hierbei metallische Werkstoffe, die mit konventionellen umformenden und spangebenden Verfahren schwer herzustellen sind.

Projekt-Webseite AMCC-Line

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Zellulare metallische Werkstoffe

AVATOR

Anti-Virus-Aerosol: Testing, Operation, Reduction

Virus-Grill, Projektgrafik
© Fraunhofer IFAM Dresden

Lange ist die Wissenschaft davon ausgegangen, dass die Übertragung des Coronavirus primär über eine Tröpfcheninfektion – also durch gröbere Partikel – erfolgt. Es gibt allerdings deutliche Hinweise darauf, dass auch exhalierte Aerosole mit Partikeln unter 10 μm zu einer Infektion führen können. Das Vorhaben Anti-Virus-Aerosol: Testing, Operation, Reduction »Avator« forscht deshalb zur Erfassung und Verminderung der Infektionsgefahr durch Aerosol-getragene Viren in geschlossenen Räumen. Neben simulationsbasierten Bewertungsverfahren für die Luftausbreitung hat das Projekt auch die Entwicklung von Luftreinigungstechnologien, die sowohl auf einer Abscheidung, als auch der Inaktivierung der Viren basieren zum Ziel. Darauf aufbauend sollen Hygienekonzepte für unterschiedliche Anwendungsfälle abgeleitet werden.

Die Ergebnisse des Projekts kommen allen Betreibern von Innenräumen zugute – insbesondere sollen Transportmittel wie Flugzeuge oder Züge sowie Produktionsstätten und Versammlungsräume aber auch Klassenzimmer oder Großraumbüros adressiert werden.

Das Vorhaben „Virusgrill“, Teilvorhaben im Fraunhofer vs. Corona Projekt „AVATOR“, hat das Ziel, die Virenaktivität in der Luft in geschlossenen Räumen durch eine neuartige Apparatur zu reduzieren. Die Temperatursensitivität von Viren ist dabei der Schlüssel: durch Erwärmung und Halten bei Inaktivierungstemperatur werden aktive Hüllenkomponenten der Viren zerstört und die Viren inaktiviert. Mit der zu entwickelnden Apparatur wird virenbelastete Luft angesaugt, konditioniert. Vor der Rückführung der inaktivierten Luftmenge in den Raum wird diese auf nahezu Raumtemperatur rückgekühlt. Die Innovation: die rückgewonnene Wärme wird systemintern zur Erwärmung der angesaugten Luft verwendet. Dadurch wird eine sehr energieeffiziente Luftdesinfizierung ermöglicht. Der Institutsteil Dresden (Koordinator) bearbeitet Aufbau und thermodynamische Aspekte, während am Standort Bremen die Steuerung der Apparatur entwickelt wird. Validierungsversuche finden in Zusammenarbeit mit Fraunhofer IGB und IBP statt.

Projektseite

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Energie und Thermisches Management

Sinter- und Verbundwerkstoffe 

BeLiMIA

Beobachtung von Lithiumionenzellen mittels Zusammenführung von Messmethoden zur Identifizierung und Quantifizierung von Alterungsvorgängen

Das Projektziel von BeLiMIA besteht darin, auf Basis der qualitativ breit gefächerten und teils gut bekannten Alterungsphänomene quantitative Größen zur Alterung mittels optischer Sensorik und neu entwickelter experimentell erfasster Alterungstestprozeduren zu erhalten. Dies geschieht über zu Projektbeginn definierte Alterungseffekte, die gezielt untersucht werden sollen und entsprechende Zell-Setups erfordern. Sensorische und elektrische Daten, die während des Betriebes der Zelle erfasst werden, werden zum Erkenntnisgewinn durch post-mortem Untersuchungen nach definiertem EOL der Zellen ergänzt. Das Fraunhofer IFAM trägt zum Projekt elektrische und thermische Messungen der Zellalterung, post-mortem Analysen und EIS-Messungen (DRT-Analyse) bei. Wesentlich verantwortlich ist das Fraunhofer IFAM für die im Projekt erforschte Signalzusammenführung, Datenauswertung und -analyse zur Quantifizierung der Alterungsprozesse.

Das übergeordnete Arbeitsziel des Fraunhofer IFAM ist die Wissenserweiterung zur Datenanalyse mittels optimiertem Daten- und Wissensmanagements am Beispiel der Korrelation von optischen Sensordaten und elektrischen/chemischen Alterungsdaten sowie die Generierung eines Mehrwerts für eine zukünftige Echtzeit-Alterungsprognose von Lithium-Ionen Batterien und beschleunigten Alterungstests.

Förderer: Bundesministerium für Bildung und Forschung

Partner

  • Fraunhofer Institut für Siliziumtechnologie ISIT, Dr. Andreas Würsig, Dr. Reinhard Mörtel
  • Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut HHI, Prof. Dr. Wolfgang Schade, Antonio Nedjalkov

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Elektrische Energiespeicher

Bellissima

Bedarfsgerechte digitalisierte Laser-Entlackung, Vorbehandlung, und kantenscharfe Lackierung zur Einsparung von Prozesszeiten und Materialkosten im Flugzeug-Bereich

Das Projekt Bellissima soll die Effizienz der Prozesse zur ortselektiven Oberflächenbehandlung und kantenscharfen Lackierung von Flugzeugen und Flugzeugteilen im Sinne der Reduktion von Zeit und Kosten signifikant steigern. Die entwickelten Werkzeuge und Verfahren sollen sowohl im Neubau (OEM), als auch in der Reparatur und Wartung (MRO) zum Einsatz kommen. Zu diesem Zweck soll entlang der gesamten Prozesskette (Entlackung, Reinigung, Aktivierung, Lackierung, Qualitätssicherung) der Automatisierungsgrad erhöht werden und speziell für die Aufgabe der zu entwickelnden Endeffektoren erforscht werden, um die Systeme zu einem robotergestützten Gesamtsystem zusammenzuführen. 

 

Laufzeit: 01.07.2020 – 30.06.2023

 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Lacktechnik (federführend)

Plasmatechnik und Oberflächen

Qualitätssicherung und Cyber-Physische Systeme

BestBioPLA

Spagat zwischen Beständigkeit und Biodegradierbarkeit – vollständig bio-basierte PLA-Verbundwerkstoffe mit Langzeitbeständigkeit

Das CLIENT-II Verbundvorhaben hat zum Ziel Leichtbauwerkstoffe für den Automobilbau zu entwickeln, welche auf Nachwachsenden Rohstoffen basieren, die Anforderungen an den Automobilinnenraum erfüllen und am Ende des Produktlebens biologisch abbaubar sind. Hierbei werden lokale Ressourcen aus den Zielregionen Europa und Brasilien zur Kombination von Naturfasern und neuartigen Polymeren verwendet. Das vom Fraunhofer IFAM koordinierte Projekt wird für die Laufzeit von 3 Jahren vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert (FKZ: 033R209A).

 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Chemie der Faserverbundwerkstoffe 

BioRost

Werkstoffentwicklung zur Brennrostherstellung für Biomassereaktoren zur Nutzung alternativer Brennstoffe

In diesem Projekt wird ein oxidationsbeständiger Hochtemperaturwerkstoff entwickelt. Dieser Werkstoff kann die notwendigen Voraussetzungen erbringen, um einen Brennrost für bis zu 1500 h - 3000 h stabil im Einsatz zu halten. Die wichtigsten Eigenschaften des Werkstoffes sind dabei die Hochtemperaturfestigkeit, um das Brenngut aufzunehmen. Die Festigkeit muss insbesondere unter dem Einfluss der korrosiven Gase und der anfallenden Aschen gewährleistet werden. Neben der Werkstoffentwicklung sind auch die Aspekte der Formgebung und Fügetechnik zu beachten. Ein großer Vorteil der Pulvermetallurgie ist die endformnahe Fertigung. Dabei entsteht wenig Abfall und durch die wegfallenden Bearbeitungsschritte können Kosten gespart werden. Insbesondere für den Industriepartner ist der Werkstoffpreis enorm wichtig, um über die Einsetzbarkeit des Werkstoffes oder Bauteils zu entscheiden. Die Fügetechnik ist wichtig, um den Formkörper oder das Bauteil mit dem Grundwerkstoff oder andern Basisbauteilen zu verbinden. Da diese Aufgabenstellung vielfach in der Pulvermetallurgie angetroffen wird, kann hier auf einen reichen Erfahrungsschatz am Fraunhofer IFAM zurückgegriffen werden.

Partner

  • Solarfocus GmbH

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Sinter- und Verbundwerkstoffe  

CAbINET

Connected Aircraft Innovative Networking and Enhanced Technologies

Das Verbundprojekt zielt auf ein innovatives und integriertes Kommunikations- und Datennetzwerk auf Basis etlicher hochmoderner Technologien für das vernetzte Flugzeug der Zukunft. Dabei werden bis zum Jahr 2022 innovative Ansätze der drahtlosen Vernetzung von Sensoren und Systemen im gesamten Flugzeug sowie die Anbindung an Applikationen und Prozesse in der Kabine sowie am Boden entwickelt und validiert.

Am Fraunhofer IFAM wird die Thematik »Embedded Sensorik und Elektronik« federführend bearbeitet. Ziel ist der Aufbau eines energieautarken Sensorsystems bestehend aus Energieversorgung (Energy Harvester ggfs. mit Zwischenspeicher) gedrucktem Sensorelement sowie einem Modul zur Erfassung und drahtlosen Übertragung von Sensordaten und die Integration für eine Anwendung in der Kabine für das vernetzte Flugzeug der Zukunft.

 

Projektlaufzeit: 1.6.2018 – 31.12.2022

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Smart Systems - Funktionale Komposite

Carbo4Power

New generation of offshore turbine blades with intelligent architectures of hybrid, nano-enabled multi-materials via advanced manufacturing

Carbo4Power’s main objective is to develop a new generation of lightweight, high strength, multifunctional, digitalized multi-materials for offshore turbine rotor blades that will increase their operational performance and durability while reducing the cost of energy production, maintenance, and their environmental impact.

Website Carbo4Power

Departments involved

Paint and Lacquer Technology

CHANGE

CHAlleNging Gender (In)Equality in science and research

The main aim of CHANGE — which is coordinated by IFZ — is it to support research performing organisations (RPOs) to design and implement gender equality plans. This will be achieved by involving key actors, called Transfer Agents (TAs), within each organisation who will together with the core consortium partners transmit co-produced gender equality knowledge inside their institutions.

This innovative approach will ensure the promotion and sustainable institutionalisation of the gender equality action plans (GEPs) beyond the project duration. Furthermore, through mutual learning and networking CHANGE will enable partners to become resource centres skilled to provide gender equality knowledge and expertise to other RPOs and also RFOs (research funding organisations).

With such a co-production of knowledge approach and by building communities of practice among RPOs in each participating region, support and mentorship structures will be established and work even after the project is finished. Regular inclusion and exchange with national and European stakeholders (policy makers, researchers, ministries etc.) ensures a spill-over effect of CHANGE results to other RPOs and RFOs in their respective countries as well as with other ministries in the whole European area.

As one of many results, CHANGE will produce policy papers based on this strategic stakeholder involvement including actual policy makers and relevant stakeholders in the policy paper production. With this approach we aim at closing the research-to-action gap, respectively the theory-to-practice gap.

Thus CHANGE contributes to a structural change towards gender equality in the European Research Area by stimulating institutional cultural change towards gender equal work environments in RPOs and fostering the importance of gender dimension inclusive research and innovation programmes in RFOs.

Website Change

CiC

Cities in Charge

Projektlogo Cities in Charge
Das Projekt »Cities in Charge« ist Teil der Förderlinie »Sofortprogramm Saubere Luft 2017 bis 2022« des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie

Ziel des Projektes Cities in Charge ist der Aufbau von Ladeinfrastruktur für Elektromobilität in acht deutschen Ballungsräumen und deren Umland. Es handelt sich dabei um die Städte Bonn, Dresden, Düsseldorf, Hamburg, Hannover, Köln, Leipzig und München, die an erhöhten Luftverschmutzungswerten leiden. Durch den gleichzeitigen Zuwachs an Elektrofahrzeugen soll in diesen Regionen ein Beitrag zur NOx-Reduzierung geleistet werden. Konkret ist geplant, auf Telekom-Liegenschaften in den Städten und an den jeweiligen Pendlerstrecken öffentlich zugängliche DC- und AC-Ladestationen aufzubauen und die Service-Dienstleistungen für die Endnutzer zu optimieren.

Das Konsortium des Verbundprojektes setzt sich aus der Telekom-Tochter Comfortcharge GmbH, dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, der RWTH Aachen University und der Landeshauptstadt Dresden zusammen. Die wissenschaftliche Projektpartner versuchen Fragen zur Netzintegration und zu Nutzeranforderungen zu beantworten. In der Abteilung Smart Systems am Fraunhofer IFAM werden hierzu Konzepte für intelligente Ladesteuerung für netzdienliches Laden durch Integration von Batteriespeichern für Ladestationen mit hohen Ladeleistungen erarbeitet. Die Abteilung Elektromobilität evaluiert die im Zuge des Projekts realisierte Ladeinfrastruktur. Dies umfasst auch die Ermittlung der induzierten Reduktion an NOx-Emissionen, sowie eine Analyse der Nutzungshemmnisse und der zielgruppenspezifischen Anforderungen an eine effiziente und benutzerfreundliche Ladeinfrastruktur.

Aus den Ergebnissen der Forschungsinstitute werden Handlungsempfehlungen für den flächendeckenden und bedarfsorientierten Aufbau von Ladeinfrastruktur und nutzergerechte Serviceangebote abgeleitet. Diese dienen dazu, Erkenntnisse aus dem Projekt auch weiteren Kommunen und anderen potenziellen Anwendern zu vermitteln und sie in ihrem Vorhaben zum Ausbau der Elektromobilität zu unterstützen.

Weitere Informationen zum Projekt

 

Beteiligte Abteilungen am Fraunhofer IFAM

Elektromobilität

Smart Systems

Clean Sky

Clean Sky is the largest European research programme developing innovative, cutting-edge technology aimed at reducing CO2, gas emissions and noise levels produced by aircraft. Funded by the EU’s Horizon 2020 programme, Clean Sky contributes to strengthening European aero-industry collaboration, global leadership and competitiveness. Fraunhofer IFAM is primarily involved in Clean Sky 2's Large Passenger Aircraft Programme. The plan for the Large Passenger Aircraft Programme is to develop these new technologies by streaming them in to three parallel workload platforms, focusing on new propulsion systems and their integration in future aircraft; the future of the fuselage and aircraft systems concepts for possible next generation cabin architectures; and the ‘cockpit of the future’.

 

 

Website Clean Sky

Website ACCLAIM - The Way to a Future Aircraft FactoryACCLAIM - The Way to a Future Aircraft Factory

 

Departments involved

Automation and Production Technology

Plasma Technology and Surfaces

Material Science and Mechanical Engineering

COM℗TRANS

Composites based on compositionally complex alloys for transportation industry

Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer neuen Matrixlegierung und Bremsscheiben-Baugruppe, die auf Compositionally Complex Legierungen (CCAs) basiert. Die neuen Werkstoffe werden in der Lage sein, Hochtemperaturbetrieb mit vergleichbaren Verschleissleistungen wie herkömmliche Werkstoffe zu ermöglichen CCA ist eine neuartige Mehrkomponenten-Legierung, die in der Lage ist, verschiedene Eigenschaften durch kompositorische Gestaltung und Prozessoptimierung anzupassen. Die Hauptziele des Vorhabens sind: die Entwicklung von CCA-Zusammensetzungen mit geforderten Eigenschaften, die Entwicklung der Labortechnologie für die Synthese von Verbundwerkstoffen, die technologische Einführung des Bremsscheiben-Sandwiches auf der Grundlage neuer Verbundwerkstoffe und die Umweltverträglichkeitsprüfung von Technologie und Produkten. Die Projektergebnisse werden hauptsächlich in der Automobilindustrie für Klein- und Schwerlastfahrzeuge eingesetzt. Mit neu entwickelten Bremsscheiben auf CCAs-Basis können die risikoreicheren Partikelemissionen von Fahrzeugen im Vergleich zu herkömmlichen Systemen fast achtmal reduziert werden.

 

Projektseite COM℗TRANS

 

Beteiligte Abteilungen:

Sinter- und Verbundwerkstoffe

Demo-medVer

Medizinische Versorgung bei Krisen und Katastrophen sicherstellen

Darstellung eines mobilen, systemisch integrierten Versorgungsmoduls
© Fraunhofer IFF
Darstellung eines mobilen, systemisch integrierten Versorgungsmoduls

In Krisen- und Katastrophenfällen wie der aktuellen Corona-Pandemie können mobile, dezentral einsetzbare Systeme für die medizinische Versorgung der Bevölkerung eine entscheidende Ergänzung der bestehenden Gesundheitsinfrastruktur sein. Unter der Federführung des Fraunhofer IFF in Magdeburg haben sich sechs Institute der Fraunhofer-Gesellschaft zusammengeschlossen und entwickeln in dem Projekt »Demo-medVer« ein integriertes System einer mobilen, dezentralen medizinischen Versorgung. Das Besondere: Sämtliche Komponenten des Gesamtsystems sind modular aufgebaut, eng miteinander verbunden und sie ergänzen sich gegenseitig. Bis Ende nächsten Jahres soll ein funktionsfähiger Prototyp entstehen.

Die Fraunhofer-Forschenden setzen bei der technischen Umsetzung auf eine modulare Bauweise. Diese ist standardisierbar, was das System flexibel einsetzbar und schnell auf- und abbaubar macht. Vor allem können die einzelnen Komponenten des System-Baukastens individuell an verschiedene Anforderungen angepasst werden: Je nach Einsatzland (Industrie-, Schwellen- oder Entwicklungsland), Einsatzgrund (Pandemie, Umweltkatastrophe, Unwetterkatastrophe) oder Krisenbewältiger, wie zum Beispiel THW, Feuerwehr, Rettungsdienst, Ärzte ohne Grenzen, Allgemeine Medizinische Versorgung, und der vorhandenen Infrastruktur (Strom, Wasser, Gas, Wärme) werden Technologien wie die Herstellung von Desinfektionsmitteln oder Wasseraufbereitung und Ausstattungskomponenten, z. B. ein Intensivkrankenzimmer, maßgeschneidert kombiniert.

Pressemitteilung zum Projekt Demo-medVer

Beteiligte Abteilungen

Zellulare Metallische Werkstoffe

Smart Systems

Funktionsstrukturen

 

Dispensjet-AM

Aufbau und Weiterentwicklung des Dispensjettens als additives Fertigungsverfahren für Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde

Das Ziel des Vorhabens besteht im Aufbau und der Weiterentwicklung der neuen additiven Fertigungstechnologie „Dispensjetten“ inkl. der notwendigen Prozessschritte „Vormaterialherstellung und -charakterisierung“ und der notwendigen Werkstoff- und Bauteilcharakterisierung. Die geplanten Werkstoffentwicklungen adressieren neben metallischen Werkstoffen (z. B. Kupfer, Werkzeugstähle) insbesondere metallische Verbundwerkstoffe (z. B. verschleißbeständige Eisenbasislegierungen, Hartmetall) mit funktionellen Eigenschaften, die mit bisherigen additiven Verfahren nicht oder nur in geringem Maße adressiert werden konnten.

Projekt-Website

Beteiligte Abteilungen

Zellulare Metallische Werkstoffe

 

Drahtlos

Drahtlose Kopplung von Fahrzeug und Smart-Home

Bidirektionale induktive Gebäudeintegration quasistationärer Batteriespeicher aus batterie-elektrischen Fahrzeugen - Induktive Energieübertrager und Fahrerprobungsträger

Wie lassen sich die Kosten für die Elektromobilität senken? Eine Möglichkeit besteht darin, das Elektroauto nicht nur zum Fahren, sondern seine Traktionsbatterie auch zur Unterstützung der Stromversorgung im eigenen Haus zu nutzen. Vor diesem Hintergrund wird in »Drahtlos« die bidirektionale induktive Kopplung des E-Fahrzeugs an das Gebäude in Verbindung mit einem intelligenten Energiemanagementsystem erprobt. Dabei soll eine nennenswerte Degradation der Traktionsbatterie vermieden werden. Das Fraunhofer IFAM bindet die entwickelte Hard- und Software in den eigenen Teststand ein und betreibt das Gesamtsystem unter realitätsnahen Bedingungen. Dadurch können Hard- und Software analysiert, validiert und optimiert werden.

Projekt-Website

Beteiligte Abteilungen

Smart Systems

 

EasyTitan

Mit dem Projekt „EasyTitan“ hat das Fraunhofer IFAM in Dresden ein Projekt zur schnellen und prozesssicheren Herstellung von leichtmetallischen Bauteilen in der Raumfahrt gestartet. Gemeinsam mit dem Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) sollen filamentbasierte Metalldruckverfahren unter reduzierten Schwerkraftbedingungen optimiert werden. Ziel ist die Entwicklung additiver Fertigungsverfahren für die Anwendung im Weltall.

Pressemitteilung zum Projekt

Beteiligte Abteilungen

Zellulare Metallische Werkstoffe 

 

EcoShip60

Das EcoShip60-Netzwerk beschreitet neue Wege bei der Integration innovativer Antriebs- und Energiesysteme. Wir wollen die Zusammenarbeit zwischen Einzelkomponenten und dem Gesamtsystem Schiff bei einer Länge bis 60 m oder einer Motorenleistung von 4.000 kW optimieren.

Dazu entwickeln neun Unternehmen und zwei Forschungseinrichtungen gemeinsam FuE-Projekte. Der Fokus liegt auf drei verschiedenen Antriebssystemen, die ausgearbeitet und konstruiert werden.

Pressemitteilung EcoShip60

Website EcoShip60EcoShip60

Beteiligte Abteilungen

Lacktechnik

 

eCO

Synthese von Kohlenmonoxid (CO) durch elektrokatalytische Reduktion von Kohlendioxid (CO2)

Kohlenmonoxid (CO) ist eine hochpreisige Grundchemikalie, die industriell breite Anwendung findet, sodass ein hohes wirtschaftliches Interesse an der Synthese von Kohlenmonoxid besteht. CO wird gegenwärtig nur in wenigen Großanlagen basierend auf fossilen Brennstoffen hergestellt, sodass Transport und Verteillogistik von Kohlenmonoxid heute noch sehr aufwändig sind. Zielstellung des Verbundvorhabens eCO ist die Erforschung und Entwicklung eines elektrokatalytischen Direkt-syntheseverfahrens zur Erzeugung von CO aus erneuerbarer elektrischer Energie und CO2. Es sollen Aufbau und Erprobung eines kontinuierlich arbeitenden Testreaktorsystems im Maßstab 10 l/h Produkt realisiert und damit das Konzept einer dezentralen, nicht auf fossilen Ressourcen beruhenden CO-Erzeugung als Projektergebnis nachgewiesen werden. Um das auftretende Konkurrenzprodukt Wasserstoff (H2) zu vermeiden, soll unter alkalischen Bedingungen und unter Verwendung von Anionenaustauschmembranen oder porösen Diaphragmen gearbeitet werden.

Projekt-Website

Beteiligte Abteilungen

Wasserstofftechnologie

 

ELYintegration

Grid Integrated Multi Megawatt High Pressure Alkaline Electrolysers for Energy Applications

© elyntegration

Clean Sky is the largest European research programme developing innovative, cutting-edge technology aimed at reducing CO2, gas emissions and noise levels produced by aircraft. Funded by the EU’s Horizon 2020 programme, Clean Sky contributes to strengthening European aero-industry collaboration, global leadership and competitiveness. Fraunhofer IFAM is primarily involved in Clean Sky 2's Large Passenger Aircraft Programme. The plan for the Large Passenger Aircraft Programme is to develop these new technologies by streaming them in to three parallel workload platforms, focusing on new propulsion systems and their integration in future aircraft; the future of the fuselage and aircraft systems concepts for possible next generation cabin architectures; and the ‘cockpit of the future’.

Partners

  • Fundación para el desarrollo de nuevas tecnologias del hidrógeno (Foundation for the Development of New Hydrogen Technologies) in Aragón 
  • Industrie Haute Technologie IHT
  • Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek VITO (Flemish Institute for Technological Research)
  • Inycom Innovation Technologies
  • RWTH Aachen, Institut und Lehrstuhl für Elektrische Anlagen

Website ELYntegration 

Departments involved

Hydrogen Technology

EMMC-CSA

The EMMC-CSA established current and forward looking complementary activities necessary to bring the field of materials modelling closer to the demands of manufacturers (both small and large enterprises) in Europe. The ultimate goal is that materials modelling and simulation will become an integral part of product life cycle management in European industry, thereby making a strong contribution to enhance innovation and competitiveness on a global level.

The EMMC-CSA project has received funding from the European Union‘s Horizon 2020 research and innovation programme under Grant Agreement No 723867.

After the success of the EMMC-CSA project, the EMMC ASBL a non-profit Association was registered in July 2019 in Brussels in order to ensure continuity, growth and sustainability of EMMC activities. The European Materials Modelling Council (EMMC) is a community driven bottom-up action to connect all material modelling activities and stakeholders in Europe.

The EMMC is open to all stakeholders! We invite you to join our activities: www.emmc.eu

Partners

▪ TECHNISCHE UNIVERSITÄT WIEN

▪ FRAUNHOFER GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V. (Fraunhofer IWM and IFAM)

▪ GOLDBECK CONSULTING LIMITED

▪ POLITECNICO DI TORINO

▪ UPPSALA UNIVERSITET

▪ DOW BENELUX BV

▪ ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE

▪ STICHTING DUTCH POLYMER INSTITUTE

▪ STIFTELSEN SINTEF

▪ ACCESS e.V.

▪ HELMHOLTZ-ZENTRUM GEESTHACHT ZENTRUM FUR MATERIAL- UND KUSTENFORSCHUNG GMBH

▪ MATERIALS DESIGN SARL

▪ QUANTUMWISE A/S

▪ GRANTA DESIGN LTD

▪ UNIVERSITY OF YORK

▪ SINTEF AS

▪ ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITA DI BOLOGNA

▪ SYNOPSYS DENMARK APS

Website EMMC-CSA

Departments involved

Adhesion and Interface Research

EnTraHyb

EnTraHyb - Entwicklung einer tragenden, crashrelevanten Metall-FVK-Baugruppe für PKW

Im Projekt EnTraHyb wird in Kooperation des Fraunhofer Projektzentrums Wolfsburg und der Technischen Universität Braunschweig eine tragende, crashrelevante Metall-FVK-Baugruppe für PKW entwickelt. Dabei werden Glasfaserhalbzeuge als Übergangsstruktur zwischen einem Aluminium-Gussknoten und einem im Spritzguss sowie Heißpressverfahren hergestellten thermoplastischen Faserverbundwerkstoff zu einer kraftflussgerechten hybriden Demonstratorstruktur verarbeitet.

Projektseite EnTraHyb

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Gießereitechnologie und Leichtbau

Fadenfrei

Reduktion des Fadenzugs bei der Dosierung hochviskoser Klebstoffe

Hochviskose Klebstoffe neigen bei der industriellen Applikation zum Fadenzug. Das Ziel des Projektes ist ein verbessertes Verständnis der Ursachen des Fadenzugs und die Entwicklung von Düsen, die den Fadenabriss aktiv unterstützen. Durch das verbesserte Verständnis der Vorgänge beim Fadenzug gelingt eine wirtschaftliche und zielführende Unterdrückung des Fadenzugs in Applikationsanlagen.

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Klebtechnische Fertigung

FlexiSense

Flexible Sensortextilien für die Orthopädietechnik und den Leistungssport

Im Projekt FlexiSense werden gedruckte Sensoren und Leiterbahnen für die Druckmessung am menschlichen Körper entwickelt. Durch digitale Druckprozesse können auf den jeweiligen Einsatz individuell angepasste Druckmesstextilien hergestellt werden. Anwendung finden Druckmesstextilien in der Orthopädietechnik z. B. bei der Anpassung von Schuheinlagen und Prothesen oder zur Optimierung von Bewegungsabläufen im Leistungssport.

Das Fraunhofer IFAM beschäftigt sich mit der Entwicklung von Materialien und Druckprozessen um eine digitale und automatisierte Herstellung von Druckmesstextilien zu ermöglichen.

 

Weitere Informationen zu FlexiSense

 

Partner

GeBioM

Beteiligte Abteilungen

Smart Systems

 

FokoWind

Entwicklung von Folienbeschichtungssystemen und deren Applikationstechniken als Korrosionsschutz von Offshore-Windenergieanlagen

Es besteht seitens der Industrie ein hoher Entwicklungsdruck, innovative und effektive Oberflächenschutzsysteme zu entwickeln, die eine hohe Schutzwirkung und gute Applikationseigenschaften besitzen. Die bisher angewendeten mehrschichtigen organischen Flüssigspritzsysteme sind mit zahlreichen Problemen verbunden. Eine vielversprechende Alternative sind Polymerfolien. Erste Versuche im Bereich der Folienkonservierung im Schiffbau im Reparaturbereich mit Hybrid-Systemen (organische Spritzgrundierung bzw. organische Altbeschichtung und Polymer-Deckfolie) haben gute Korrosionsschutzeigenschaften erbracht. Die Weiterentwicklung dieser neuartigen Korrosionsschutzlösung zu autarken Foliensystemen in der Erstapplikation für die stark beanspruchte Spritzwasserzone verspricht eine langlebige Konservierung der Tragstruktur.

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Lacktechnik

Klebtechnische Fertigung

Adhäsions- und Grenzflächenforschung

Fördergeber: BMWi

Fugendämpfung

Leistungssteigerung bei der Zerspanung durch gezielte Nutzung der Fugendämpfung geklebter Werkzeuge

Ersatz des Lötens durch Kleben und Nutzung bei der Befestigung von Schneidsegmenten an verschiedene Werkzeuge zur spanenden Bearbeitung von Metallen. Dabei insbedondere die Untersuchung der besseren und ruhigeren Einsatzeigenschaften der geklebten Werkzeuge durch die Dämpfungseigenschaften des Klebstoffs

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Klebtechnsiche Fertigung

Green Economy

Energiekonzept für das Gewerbegebiet Luneplate

Die Stadt Bremerhaven strebt die Realisierung eines »grünen« Gewerbegebiets auf der Luneplate an. Im Rahmen der Planung wurden bereits ein städtebaulicher Entwurf und ein städtebaulicher Rahmenplan erarbeitet. Diese sind die zentrale Grundlage für das Energiekonzept, das vom Fraunhofer IFAM erarbeitet wurde. Ausgehend vom städtebaulichen Entwurf wurde der zu erwartende Energieverbrauch für die Bereitstellung von Strom und Wärme abgeschätzt. Weiterhin wurde geprüft, welche Potenziale erneuerbarer Energien und Abwärmequellen im Gebiet selbst und in der unmittelbaren Nachbarschaft zur Verfügung stehen und ob diese für eine 100%-Versorgung mit CO2-freier Energie ausreichend sind. Das Konzept zeigt auf, dass es möglich ist, das grüne Gewerbegebiet Luneplate vollständig mit erneuerbaren Energien zu versorgen.

Details zum Energiekonzept

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Energiesystemanalyse

GreenH2

Preiswerte, lastflexible und nachhaltige Erzeugung von grünem Wasserstoff

Die Wasserelektrolyse ist ein potentielles Verfahren zur Speicherung regenerativer Energien. Im Projekt GreenH2 wird an der Weiterentwicklung dieser Technik gearbeitet. Dazu sollen neuartige Elektrodenmaterialen für die alkalische Elektrolyse von Wasser entwickelt und erprobt werden, die gegenüber herkömmlichen Materialien bei deutlich höheren Stromdichten (bis 10 kA/m²) und signifikanten Lastschwankungen (fluktuierender Betrieb im Zusammenhang mit erneuerbaren Primärenergiequellen), aber dennoch hoher Effizienz (80%) und Langlebigkeit (90.000 h) betrieben und zu niedrigen spezifischen Kosten hergestellt werden können.

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Wasserstofftechnologie

Green Powder

Pilotanlage zur Gewinnung von feinem kugelförmigem Eisenpulver aus einem Nebenprodukt von Stahl- und Metallwerken für verschiedene Anwendungen

Logo Projekt GreenPowder
© Fraunhofer IFAM

Das LIFE-Projekt „Green Powder“ zielt auf das up-scaling einer neuartigen Technologie zur kostengünstigen Herstellung eines hochwertigen feinen kugelförmigen Eisenpulvers. Als Ausgangsstoff wird Eisenoxid verwendet, das in Beizschlämmen, einem Nebenprodukt von Stahlherstellern enthalten ist. Das daraus resultierende Eisenpulver ist als Rohstoff für eine Reihe von industriellen Anwendungen geeignet, z.B. für das Metallpulverspritzgießen (MIM). Innerhalb der Projektlaufzeit soll eine Pilotanlage mit einer Kapazität von 5 Tonne/Tag errichtet und eingefahren werden.

Partner

  • Ostec Oberflächen- und Schichttechnologie GmbH
  • Fraunhofer IKTS

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Sinter- und Verbundwerkstoffe

H2Progress

Progressive Wasserstoffversorgung für Brennstoffzellen-Energiesysteme

PROJEKTZIELE

H2PROGRESS entwickelt und erprobt ein neuartiges Brennstoffzellen-Energiespeichersystem mit 1 kW elektrischer Leistung. Das Besondere ist die Form der Energiebereitstellung durch gebundenen Wasserstoff. Dieser wird üblicherweise gasförmig oder sogar tiefgekühlt flüssig bereitgestellt. Im Projekt nutzt man dagegen eine patentierte Entwicklung des Fraunhofer IFAM aus Dresden: die sog. POWERPASTE. Wasserstoff ist darin in einer Paste in Form von Magnesiumhydrid gebunden und kann bedarfsgerecht bei Raumtemperatur freigesetzt werden.

ANWENDUNG

Die Entwicklung vom Fraunhofer IFAM wurde 2013 bereits mit dem f-cell Award in der Kategorie Science ausgezeichnet. Im jetzt gestarteten HYPOS-Projekt wird die Paste nun gemeinsam mit der Siemens AG in einem Gesamtsystem genutzt, welches den Wasserstoff in einer PEM-Brennstoffzelle in Strom umwandeln kann. Das System eignet sich damit insbesondere für dezentrale, mobile und netzunabhängige Anwendungsmöglichkeiten.

Partner

  • Siemens AG

Projekseite

Pressemitteilung "Wasserstoffantriebe für E-Scooter und Co." (1.2.2021)

 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Wasserstofftechnologie

Halterkleben

Kleben von Haltern auf lackierte Oberflächen als Montagetechnik für Werften.

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Klebtechnische Fertigung

HeatAM

Entwicklung von Wärmebehandlungstechnologien additiv gefertigter metallischer Bauteile auf Grundlage einer neuen Ofentechnik zur Optimierung von Werkstoffeigenschaften und Steigerung der Wirtschaftlichkeit

Additiv mittels selektivem Elektronen- oder Laserstrahlschmelzen gefertigte Bauteile benötigen, wie konventionell hergestellte Bauteile in der Regel auch, eine thermische Nachbehandlung, um die gewünschten Materialeigenschaften einzustellen. Ziel des Projektvorhabens HeatAM ist die Entwicklung einer neuen Ofentechnologie, die es ermöglicht, eine normgerechte und gleichzeitig kosten- und energieeffiziente thermische Nachbehandlung von additiv gefertigten Bauteilen zu ermöglichen. Dabei sollen die mechanischen Eigenschaften dieser Bauteil signifikant verbessert und unter dem Aspekt der Kosten zukunftsfähige Herstellungsprozesse entwickelt werden. Der Aufbau dieser Ofentechnologie basiert auf einer fundierten Analyse und Charakterisierung der pulvermetallurgischen Ausgangsprodukte und dessen genauen Verhalten bei thermischer Behandlung in Abhängigkeit von Material, Gefüge, Bauteilgeometrie und Herstellungsverfahren. Im Vorhaben soll ein Ofen entwickelt und aufgebaut werden, der direkt beim Bauteilhersteller eingesetzt werden kann und die bisherige Veredelungskette (zum Beispiel: Spannungsarmglühen, Lösungsglühen, Abschrecken und Auslagern) in einer einzigen Anlage ersetzt. Umgesetzt wird das Konzept für Titan-, Nickel-Basis-, und Cobalt-Chrom-Legierungen, wodurch sehr viele Anwendungsgebiete, wie die Medizintechnik oder die Luftfahrt, abgedeckt werden. Das monetäre Gesamtziel des Vorhabens ist eine Kostenreduzierung bei der Wärmebehandlungsroute von größer 50 % gegenüber dem Stand der Technik.

Partner

  • MUT Advanced Heating GmbH

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Sinter- und Verbundwerkstoffe

HeatCNT

Neuartige Wärmeübertrager auf Basis von Metall/CNT-Verbundwerkstoffen, Teilvorhaben: Entwicklung, Optimierung und Charakterisierung von Metall/CNT-Verbundwerkstoffen

Die Entwicklung von Wärmeübertragerstrukturen zur gezielten Optimierung dieser Transportkoeffizienten ist das Hauptanliegen des Projektes HeatCNT. Die Projektpartner Fraunhofer IFAM Dresden und IFW Dresden haben einen innovativen Verbundwerkstoff, bestehend aus Kohlenstoffnanoröhren (Carbon Nano Tubes – CNT) in einer Kupfermatrix, entwickelt. Durch einen gezielten Ätzschritt der Kupfermatrix werden die eingebrachten CNT teilweise an der Oberfläche freigelegt und dadurch die Wärmeübertragungseigenschaften deutlich verbessert.

Partner

  • Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung IFW, Dresden

Projektseite Heat CNT

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Energie und Thermisches Management

HEATS

Heizbare, Anti-Eis funktionalisierte und transparente Sicherheitsverbundscheiben

In dem vom Fraunhofer IFAM geplanten Vorhaben im Rahmen von HEATS erfolgt die Evaluation hybrider Eisschutzsysteme. Durch Korrelations- und Funktionsuntersuchungen werden wissenschaftliche Erkenntnisse hinsichtlich der Anforderungen an Oberflächen- und Systemeigenschaften, Testverfahren und Monitoring-Tools erzielt.

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Lacktechnik

HiPer-AM

High Performance Materials - Prozesse und Produkte für den industriellen 3D-Druck in Metall

Ziel des Vorhabens HiPer-AM ist die Entwicklung von industriellen, produktionsfähigen Prozessen auf dem Gebiet des 3D-Druckes von Metallteilen (spezifischer : Bauteilfertigung mittels DMLS Direct Metal Laser Sintering, also im schichtweisen, lasergestützen Pulverbettverfahren), die nach Abschluss des Vorhabens als vollständig qualitäts- und anforderungsgerechte, produktionsreife Prozesse beim Antragsteller, bei Kunden oder Kooperationspartnern in die Serienfertigung überführt werden.

Projekt-Webseite HiPer-AM

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Instrumentelle Analytik

HochPerForm

Hochkompakte, schnelle Aktorik auf Basis von Formgedächtnislegierungen

Aktoren mit thermischen Formgedächtnislegierungen (FGL) besitzen eine extrem hohe Energiedichte, weisen allerdings aufgrund thermischer Trägheit für viele Anwendungen zu hohe Schaltzeiten auf. Im Projekt »HochPerForm« soll mittels eines auf Verdampfung und Kondensation basierenden Wärmeübertragerverfahrens in Verbindung mit Optimierung der Strukturen durch Einsatz generativer Fertigungsverfahren, die Abkühlgeschwindigkeit und damit die Arbeitsfrequenz der FGL-Aktoren um bis zu Faktor 100 verbessert werden. Das Fraunhofer IFAM ist dabei verantwortlich für die generative Fertigung der FGL-Komponenten, wobei die Verfahren Laserschmelzen und Metal Binder Jetting angewendet werden.  

Laufzeit: 1.3.2020 – 28.2.2023

Partner

  • Fraunhofer IWU
  • Fraunhofer IPM

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Pulvertechnologie

Hüttenzauber

Ganzjähriges qualitätssicheres Kleben von Gewindestangen im Holzbau

Schnellhärtung von in Holz eingeklebten Stäben

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Klebtechnische Fertigung

Hyb-Man

Hybrid 3D Manufacturing of Smart Systems

In the project “Hyb-Man – Hybrid 3D Manufacturing of Smart Systems”, a consortium consisting of 11 partners from the Netherlands and Germany, cooperate to develop hybrid 3D manufacturing methods to enable flexible first time right production of smart systems for lighting and automotive products. The new hybrid 3D manufacturing process is to exploit additive manufacturing as a core production technology, combined with assembly and integration of electronic parts. In-line testing and quality monitoring will be an integral part of the complete production chain.

The Fraunhofer IFAM activities are focussed on the development of new highly conductive materials for 3D-Printing (FFF) and on the combination of FFF with dispensing in one process.

Project website

 

Departments involved

Smart Systems

Hybrid-FHKL

Entwicklung und Untersuchung von modularen hybriden Heiz- und Kühlflächen in Kombination mit Raumluftkonditionierung

In den nächsten drei Jahren soll ein neues Flächenheiz- und Flächenkühlsystem entwickelt werden, welches gleichzeitig Funktionen der Luftzuführung übernimmt. Durch die Verwendung von innovativen zellularen metallischen Werkstoffen (ZMW) wie Metallschäumen und -fasern soll die Wärme- bzw. Kälteverteilung in den Raumwänden vergleichmäßigt und damit das thermische Behaglichkeitsempfinden der Personen in den Wohn- bzw. Geschäftsräumen deutlich verbessert werden. 

Partner

  • Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung der TU Dresden
  • ILKAZELL Isoliertechnik GmbH Zwickau 
  • Mayser GmbH & Co. KG 

Presseinformation Hyper-FHKL

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Energie und Thermisches Management

HyDru

HyDru - Hybridisierung mittels Niederdruckguss

Im Projekt HyDru werden im Niederdruckgießverfahren Übergangsstrukturen zwischen Aluminium-Komponenten und verschiedenen anderen Werkstoffen wie Aluminiumknetlegierungen erzeugt. Ziel ist es dabei stoff- und formschlüssige Verbindungen herzustellen um angelegte Lasten kraftflussgerecht zwischen den Komponenten zu übertragen. Zur Entwicklung der Hybridbauteile wird eine neu entwickelte Niederdruckgießanlage am Standort Wolfsburg eingesetzt.

Projektseite HyDru

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Gießereitechnologie und Leichtbau

HybridGuss

Herstellung intrinsischer CFK-Aluminium Verbundstrukturen im Aluminiumguss

Ziel des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Forschungsvorhabens ist es, die Materialien Aluminium und CFK innerhalb eines urformenden Fertigungsschrittes im Aluminiumdruckgussprozess auf neuartige Weise zu einem intrinsischen Hybridverbund zu verbinden. Im Fokus steht hierbei die dauerhafte Unterbindung von Korrosion im Hybridverbund durch elektrochemische Entkopplung von CFK und Aluminium mittels des Hochleistungsthermoplasten Polyetheretherketon (PEEK). Am Fraunhofer IFAM werden dabei die gießereitechnologischen Fragestellungen bearbeitet.
 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Gießereitechnologie und Leichtbau

IFAM-H2

Ausbau der Wasserstofftechnologie-Infrastruktur am Standort Dresden des Fraunhofer IFAM

Das Ziel des Vorhabens besteht im Aufbau und der Weiterentwicklung der neuen additiven Fertigungstechnologie „Dispensjetten“ inkl. der notwendigen Prozessschritte „Vormaterialherstellung und -charakterisierung“ und der notwendigen Werkstoff- und Bauteilcharakterisierung. Die geplanten Werkstoffentwicklungen adressieren neben metallischen Werkstoffen (z. B. Kupfer, Werkzeugstähle) insbesondere metallische Verbundwerkstoffe (z. B. verschleißbeständige Eisenbasislegierungen, Hartmetall) mit funktionellen Eigenschaften, die mit bisherigen additiven Verfahren nicht oder nur in geringem Maße adressiert werden konnten.

Projektseite IFAM-H2

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Wasserstofftechnologie

IFAM-H2-PLUS

Erweiterung der Wasserstofftechnologie-Infrastruktur am Standort Dresden des Fraunhofer IFAM

Ziel dieser Maßnahme ist die Erweiterung der Kernkompetenz »Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie« des Fraunhofer IFAM, Institutsteil Dresden, durch Geräteinvestitionen für die Bereiche „Wasserstoffherstellung“, „Werkstofftechnologie für Komponenten der Wasserstofferzeugung und Brennstoffzellentechnologie“ sowie „Werkstoffcharakterisierung unter Wasserstoffeinfluss“.

Projektseite IFAM-H2-PLUS

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Wasserstofftechnologie

ImpactGas

Einfluss freier und gelöster Gase auf die Effizienz von Komponenten der Wärme- und Kälteversorgung; Teilvorhaben: Bestimmung von Stoff- und Transportkoeffizienten

Das Projekt ImpactGas untersucht den Einfluss von gelösten Gasen in Anlagen der Wärme- und Kältebereitstellung auf die Effizienz der Wärmeübertragung und die hydraulische Funktionalität. Die Minimierung der durch eingeschlossene Gase indizierten Effekte verspricht ein enormes Potenzial zur Erhöhung der Anlageneffizienz, der Verringerung des Aufwandes für Wartung und Instandhaltung sowie zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit von der ersten Betriebsstunde an.

Projektseite ImpactGas

Partner

  • Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung (Projektkoordination)
  • Hochschule Zittau, TU Dresden

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Energie und Thermisches Management

InnoPM

Innovative pulvermetallurgische Werkstofftechnologien für nachhaltige Produkte in den Zukunftsfeldern Mobilität, Medizin-, Umwelt- und Energietechnik

Ziel dieser Maßnahme ist der Ausbau und die Erweiterung der Kernkompetenz Pulvermetallurgie des Fraunhofer IFAM Dresden durch Geräteinvestitionen zur Prüfung, Herstellung und Charakterisierung von Vormaterialien sowie der notwendigen Vermessung, Prüfung und Charakterisierung der hergestellten Bauteile. Das Fraunhofer IFAM will mit den geplanten Investitionen die klassische Materialpalette, die heute in der Pulvermetallurgie verfügbar ist, um neue metallische Werkstoffe sowie innovative Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde erweitern. Es werden neue Fertigungsverfahren etabliert, welche die erforderliche große Materialvielfalt sowie die Herstellung von umweltschonenden, langlebigen und energieeffizienten Bauteilen ermöglichen.

Projektseite InnoPM

 

iRel4.0

Intelligent Reliability 4.0

Das Fraunhofer IFAM hat die Aufgabe, neue Materialien für den Schutz von mikroelektronischen Bauteilen in harschen Umgebungen (z.B. Offshore-Stromerzeugung oder Autos) auf Chip-Level zu entwickeln, wobei wir hier eine Kombination mehrerer Strategien verfolgen, nämlich den Einsatz von aktiven Korrosionsinhibitoren und die Entwicklung von Barriereschichten, die im Fertigungsprozess der Chips eingesetzt werden können und plasma-polymere Schichten als Barriere oder Adhäsionspromotoren.

iRel4.0 ist ein EU- und national gefördertes Forschungsprojekt mit 79 Partnern aus 14 Ländern, wobei die Firma Infineon Koordinator und treibende Kraft des Vorhabens ist.

Projekt-Website

 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Lacktechnik

Plasmatechnik und Oberflächen

 

i-rEzEPT

Intelligente rückspeisefähige Elektrofahrzeuge zur Eigenstrommaximierung und Primärregelleistungs-Teilnahme

Das Projekt »i-rEzEPT« soll dazu dienen, die Investitions- und Betriebskosten von Elektrofahrzeugen und Ladeinfrastruktur durch die Erprobung von neuen Geschäftsmodellen zu reduzieren. Der stabilisierende Einfluss auf das Stromnetz wird in einem Zukunftsszenario betrachtet, indem der weiter stark steigende Anteil regenerativer Energien, sowie der erwartete Ausbau der Elektromobilität berücksichtigt wird. Durch das Projekt können die Autarkie von Quartieren, wie auch die Energieeffizienz von Einfamilienhäusern maximiert und dadurch Kosten eingespart werden. Das Fraunhofer IFAM wird ein E-Fahrzeug sowie eine Ladesäule in das IFAM-eigene »Smart Home«-Testfeld technisch einbinden und durch diverse Versuchsreihen das Zusammenspiel von E-Fahrzeug, Ladesäule, Gebäude und Energiemarkt/PRL erforschen.

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Smart Systems

Das Projekt „i-rEzEPT“ sucht aktuell 15 Teilnehmer, die ein Elektrofahrzeug (NISSAN LEAF) 1 Jahr lang gegen eine monatliche Gebühr von 100 Euro testen möchten. Bewerbung zur Teilnahme unter: https://www.nissan-meinedaten.de/i-rezept

KlebStreb

Hohlprofilfachwerkstrukturen mit geklebten Streben-Anschlüssen

Kleben von Stahlrohren im besonderen Kontext von Windkraftanlagen.

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Klebtechnische Fertigung

KonAIR

Konzentrationsabhängige Industrieofen-Regelung - Sensorschicht- und Sensorenentwicklung im Labormaßstab

Ziel des Verbundvorhabens KonAIR ist die Entwicklung einer Technologie, die die punktgenaue und damit energieeffiziente Steuerung und Regelung von elektrisch beheizten Wärmebehandlungsprozessen zulässt. Die Regelung dieses Systems basiert auf der Messung der Atmosphärenzusammensetzung, die einen direkten Rückschluss auf den Bauteilzustand der Anlage zulässt. In diesem Vorhaben soll ein Ofen in Kombination mit einer geeigneten Messtechnik und Sensorik entwickelt werden, der durch die Prozessgaszussammensetzung gesteuert wird. Umgesetzt wird das Konzept zum einen bei der Fertigung von Kohlenstoff- und Grafitprodukten und zum anderen bei der Fertigung von Titanpulver-Spritzgussbauteilen. Das Gesamtziel des Vorhabens ist eine Energieeinsparung von 25-30% gegenüber dem Stand der Technik Einen wesentlichen Aspekt des Teilvorhabens der TU Clausthal stellt die Auswahl und Erprobung der Sensorschichten dar. Hier muss nicht nur eine hinreichende Gasselektivität sondern auch eine gute Stabilität bei hihen Temperaturen erreicht werden. Es sollen die oxidischen Sichten auf Sensorelementen abgeschieden und die Sensoreigenschaften hinsichtlich Sensitivität und Selektivität im Detail untersucht werden.

Informationen zum Projekt im BMWi-Newsletter

Partner

  • Institut für Energieforschung und Physikalische Technologien 
    Technische Universität Clausthal
  • MUT Advanced Heating GmbH
  • SGL Carbon GmbH
  • Element 22 GmbH

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Zellulare Metallische Werkstoffe

LABSKAUS

LABS-kontrollierendes Abwasser Ueberwachungs-System

Ziel des Projekts LABSKAUS ist die Entwicklung eines prozessintegrierten, automatisierten Wasseranalysesystems zur Qualitätssicherung von wiederaufbereitetem Wasser und damit zur Unterstützung einer nachhaltigen Wasserkreislaufwirtschaft für Produktionsprozesse. Denn nur qualitätsgesichertes Recyclingwasser kann sicher in einer Kreislaufführung wiederverwendet werden.

Neben der Entwicklung von Wasseraufbereitungssystemen-Systemen ist die Absicherung dieser Prozesse durch Messtechnik ein wichtiger Punkt für den Einsatz von innovativen Verfahren zur Wasseraufbereitung bzw. die sichere Prozessführung. Das Projekt LABSKAUS adressiert die Qualitätssicherung der Wasseraufbereitung durch Messtechnik für den projektbezogenen Anwendungsfall Automobilbau. Hier wird für verschiedenste Prozessschritte Frischwasser eingesetzt. Immer mehr Firmen haben jedoch ein großes Interesse an der Wasserkreislaufführung und der selektiven Entfernung von enthaltenen Verunreinigungen um Kosten bei immer teurer werdender Abwasseraufbereitung und -Entsorgung zu senken. Neben den ökonomischen Gründen wird das Bewusstsein in der Gesellschaft zu Umweltschutz, Nachhaltigkeit, Recycling und Rückgewinnung von Ressourcen immer stärker. Der Bestrebung, nachhaltig mit Wasser -hier im speziellen Prozesswasser- umzugehen, steht der extrem hohe Qualitätsanspruch an ein aufbereitetes Wasser entgegen. Das recycelte Wasser würde in der Automobilindustrie z. B. für Spül- und Reinigungsbäder verwendet, denen Lackier- oder Klebprozesse folgen. Außerdem kann das Wasser für die Verdünnung wasserbasierter Lacke verwendet werden. In allen Fällen führen lackbenetzungsstörende Substanzen (LABS), die aktuell nicht erkannt werden können (wie z.B. Silikone), zu einem mangelhaften Lackier- oder Klebergebnis, welches im Nachgang hohe Kosten und Zeitaufwand durch Nacharbeit oder Ausschuss verursacht. Zusätzlich können Fehler im Spül- oder Reinigungsprozess den Unternehmen hohe Kosten durch den resultierenden Ausfall der kompletten Produktionsanlage verursachen. In diesem Forschungsprojekt soll daher eine inline-fähige laserbasierte Messtechnik entwickelt werden, um LABS in prozesskritisch kleinen Konzentrationen im aufbereiteten Wasser zu detektieren und somit eine kontinuierliche Qualitätssicherung zu ermöglichen.

Partner

  • Göhler Anlagentechnik GmbH
  • SECOPTA analytics GmbH und Co. KG

 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Qualitätssicherung und Cyber-Physische Systeme

LamA

Laden am Arbeitsplatz

70 Städte in Deutschland überschritten 2017 den Grenzwert für Stickstoffdioxid zum Teil erheblich. Dem will nun das Verbundprojekt LamA mit dem Aufbau von Ladeinfrastruktur an 18 Fraunhofer-Standorten entgegenwirken. In Summe sollen durch die Maßnahmen jährlich rund 100 Tonnen Stickoxide eingespart werden. Die für den Ladeinfrastrukturaufbau avisierten Standorte liegen in Kommunen, welche den Stickstoffdioxidgrenzwert im Jahresmittel zum Teil erheblich überschreiten und in ihrer großen Mehrheit mit Vertragsverletzungsverfahren konfrontiert sind. Die wissenschaftlichen Projektpartner versuchen dabei Fragen zur Netzintegration, Nutzeranforderungen und Buchungsplattformen zu beantworten. Die Abteilung Smart Systems bearbeitet das Datenmonitoring und -auswertung zu Ladeverhalten verschiedener Nutzergruppen.

Projekt-Website

 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Smart Systems

LiBio

Lightweight Bionic Aircraft Interior

Im Verbundprojekt werden robotergestützte additive und digitale Druckverfahren zur Funktionsintegration eingesetzt, um Bauteile für die Flugzeugkabine zu entwickeln und zu fertigen. Als Demonstrator dient ein Tisch in der Passagierkabine eines Business-Jets.

Am Fraunhofer IFAM werden dazu bis zum Jahr 2023 luftfahrttaugliche elektrisch leitfähige Hybrid-Materialien entwickelt, aus denen im additiven 3D-Druckverfahren FFF (Fused Filament Fabrication), insbesondere durch Ersatz konventioneller Verkabelungen und Steckerlösungen, ein hochintegrierter Passagiertisch hergestellt werden kann.

 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Smart Systems - Funktionale Komposite

MeLuBatt

Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien: Was man von Lithium-Ionen-Batterien lernen kann

In MeLuBatt werden zwei zentrale Lösungsansätze werden verfolgt: Zum einen sollen die Ursachen der Elektrolyt-Zersetzung in Metall/Luft-Batterien (MLB) erforscht werden, um Lösungen für diese Problematik nach dem Vorbild der Li-Ionen Batterien (LIB) erarbeiten zu können. Zum anderen soll erforscht werden, ob der erheblich reaktivere Singulett-Sauerstoff bei der elektrochemischen Bildung von Sauerstoff die bekannten Degradationsphänome verursacht. Die im Projekt gesammelten Erkenntnisse werden zur Elektrolyt- und Anoden-Stabilisierung erstmals konzertiert für eine Vielzahl von Metall/Luft-Batterien hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit, auch im Vergleich zu LIB, angewendet. Die MLB-Vollzellen sind abgestimmt auf Anode, Elektrolyt und Kathode.

Der Schwerpunkt des Fraunhofer IFAM liegt in der Entwicklung einer idealen Gasdiffusionselektrode (Kathode) für die unterschiedlichen im Projekt untersuchten Metall/Luft-Systeme und diese unter Betriebsbedingungen zu testen.

Partner

  • Justus Liebig Universität, Prof. Janek
  • Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Prof. Winter
  • Technische Universität Braunschweig, Prof. Krewer
  • Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg, Dr. Marinaro
  • Forschungszentrum Jülich, Prof. Eichel
  • Universität Bonn, Prof. Baltruschat

 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Elektrische Energiespeicher

MFlex 2025

Mobile Robotereinheit für die flexible und ressourcen-effiziente Flugzeugproduktion, Einzelvorhaben Digitale Verknüpfung modularer Automatisierungskonzepte für die flexible und ressourcen-effiziente Flugzeugproduktion 2025

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von wandlungsfähigen und flexiblen automatisierten Systemen für die zukünftige Flugzeugproduktion. Dazu sollen bei Projektpartnern vorhandene Systeme hinsichtlich ihrer Modularität weiterentwickelt werden, was die Erzeugung von standardisierten Schnittstellen für die einzelnen Module sowie für das übergeordnete Leitsystem voraussetzt. Des Weiteren muss das Leitsystem sowohl die Integration verschiedener Module als auch einen Austausch definierter Module ohne großen manuellen Aufwand unterstützen. Der unmittelbare Nutzen liegt in einer Erhöhung der Anlagenproduktivität, einer Verringerung der Ausfallzeiten bei Störfällen und in einem abnehmenden Bedarf nach Sondermaschinen/-lösungen in der Luftfahrtproduktion. Die geplanten Arbeiten umfassen die Weiterentwicklung modularer, mobiler, roboterbasierter Produktionssysteme unter Berücksichtigung luftfahrtspezifischer Randbedingungen wie schnelle Referenzierung und hohe Genauigkeit sowie die Generierung der notwendigen IT-Lösungen zur flexiblen Einbindung dieser Module in ein Gesamtsystem.

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Lacktechnik

Klebtechnische Fertigung

Automatisierung und Produktionstechnik

Gefördert durch: LuVo 5.3

MiNiPack

Entwicklung dreidimensionaler Mikrostrukturen aus Niedertemperaturverfestigten porösen Pulverpackungen

Am Fraunhofer ISIT wurde das innovative µSHAPES[1]-Verfahren zur Herstellung poröser, dreidimensionaler Mikrostrukturen entwickelt, welches auf der Verfestigung von Pulver mittels einer Atomlagenabscheidung (ALD) bei niedrigen Temperaturen beruht[2]. Dieses Verfahren erlaubt es, nahezu beliebige Materialien auf universelle Weise auf Substraten aus Silizium, Glas, Keramik oder Kunststoff zu integrieren. Ziel der Projektpartner im geplanten SME-Projekt ist der Nachweis, dass Mikromagnet-Anordnungen auf 8-Zoll-Wafern mit einer den Anforderungen industrieller Kunden genügenden Qualität in Klein- bzw. Prototypenserien gefertigt werden können. Im Ergebnis des SME-Projekts soll ein Demonstrator zum maschinellen Füllen von Mikrokavitäten mit Partikeln entstehen, der am ISIT in einem speziellen, dem µSHAPES-Verfahren zugeordneten Labor installiert wird. Auf diese Weise wird die technologische Grundlage für zukünftige gemeinsame kmU-Entwicklungsprojekte gelegt, in denen Fraunhofer ISIT und IFAM ihre Kooperation auf dem Gebiet der automatisierten Pulverbefüllung weiter intensivieren und sich gemeinsam mit der Anwendungs- und Produktionsentwicklung befassen.

 

[1] µSHAPES: Micro Shell-Agglomerated Particulate Solids

[2] Lisec, A.: Novel fabrication technique for MEMS based on agglomeration of powder by ALD, J. Microelectromech. Sys., Vol. 26, No. 5, 2017

 

Partner

  • Fraunhofer ISIT

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Zellulare Metallische Werkstoffe

ModulHeatStore

Entwicklung eines modular aufgebauten Wärmespeichers mit unterschiedlichen Speichermaterialien zur Speicherung industrieller Abwärme

Teilvorhaben: Entwicklung des PCM-Moduls aus wärme- und werkstofftechnischer Sicht

In diesem Forschungsprojekt wird ein modulares Wärmespeicherkonzept zur Speicherung von industrieller Abwärme auf unterschiedlichen Temperaturniveaus entwickelt. 

Die Arbeiten am Fraunhofer IFAM Dresden fokussieren sich auf die Entwicklung des PCM-Moduls mit der Übertragung des modularen Konzeptes speziell für den Einsatz mit PCM, die Auswahl des Speichermaterials, Entwicklung des Wärmeübertragungskonzeptes, Untersuchung der Materialverträglichkeit und Aufbau eines entsprechenden Moduls.

Projektseite ModulHeatStore

Partner

  • Hülsenbusch Apparatebau GmbH & Co. KG
  • GIWEP GmbH
  • Oel-Waerme-Institut GmbH

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Energie und Thermisches Management

MORPHO

Embedded Life-Cycle Management for Smart Multimaterials Structures: Application to Engine Components

MORPHO is the joint effort of European experts in smart manufacturing, sensor integration, structural health monitoring, recycling of aerospace structural parts. Main activities of Fraunhofer IFAM are sensor integration in aircraft parts and engine components and providing them with cognitive capabilities to improve manufacturing processes and operational availability without compromising safety.

 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Smart Systems

Qualitätssicherung und Cyber-Physische Systeme

MultiMat3D

Additive Herstellung von Multimaterialbauteilen

Kombination aus elektrisch leitenden/nicht-leitenden, magnetischen/nicht-magnetischen oder harten/weichen Materialien erlauben faszinierende neue Bauteillösungen für die Elektromobilität, Energiespeicherung, Medizintechnik oder Sensorik.

Konstrukteure verlangen höchste Präzision, kleine filigrane Strukturen oder spezielle Bauteilformen wie z.B. Hohlräume. Die Herstellung von derartigen Bauteilen stellt die Fertigungstechnik vor große Herausforderungen.

Ziel des Projektes „MultiMat3D“ ist die Entwicklung des 3D-Siebdruckes als massenproduktionstaugliches additives Herstellungsverfahrens, das genau diese Anforderungen erfüllt und größtmögliche Multimaterialfähigkeit bei der Bauteilherstellung von Multimaterialbauteilen gewährleistet, eine Auflösung von mindestens 100 µm erlaubt und die Herstellung komplexer innerer Strukturen und Kavitäten ermöglicht.

Projektseite MultiMat3D

Partner

  • Micro Sytsmes Engineering
  • VIA Electronic
  • EKRA Automatisierungs GmbH
  • Heraeus
  • Koenen Hightech Screens
  • Fraunhofer IWM

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Zellulare Metallische Werkstoffe

NANOLEAP

Nanocomposite for building constructions and civil infrastructures: European network pilot production line to promote industrial application cases

Ziel ist es, ein europäisches Netzwerk für Pilotanlagen zur Herstellung Nanokomposit-basierter Beschichtungen aufzubauen. Insgesamt werden im Projekt 10 Pilotanlagen aufgebaut, die nach Abschluss SMEs zur Verfügung gestellt werden sollen, um ihnen die Entwicklung neuer Produkte zu erleichtern (der kritische Upscaling-Schritt von Labor- zu Pilot-Maßstab wird in den Pilotanlagen vollzogen). Das IFAM hat eine dieser Pilotanlagen zur Entwicklung und Herstellung Nanokomposit-basierter funktioneller Beschichtungen (z.B. Anti-Eis). Das IVV ist ebenfalls mit einer Pilotanlage beteiligt.

Projekt-Webseite

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Lacktechnik

 

NeuroBatt

Neuronale Netzwerke zur Zustandsüberwachung von Batterien

Im Projekt NeuroBatt geht es um das Anlernen neuronaler Netzwerke mit optischen Sensorsystemen und dynamischen Impedanzdaten zur Zustandsüberwachung von Lithiumionenbatteriespeichern und Anwendung der generierten künstlichen Intelligenz auf vorgealterte beziehungsweise in verschiedener Bauform ausgeführte Batteriezell-speichereinheiten. Das Projekt zielt auf die Entwicklung einer optimierten Betriebsstrategie zur effizienten und nachhaltigen Nutzung von elektrischen Energiespeichern ab. Dabei spielt neben der Erstanwendung der Batteriezellen in portablen und mobilen Anwendungen auch das Thema der Zweitverwertung von Zellen für die stationäre Anwendung eine wesentliche Rolle. Ein Schwerpunkt des Fraunhofer IFAM ist es, mithilfe von zyklischen und kalendarischen Alterungstests unterschiedliche Anwendungsszenarien zu simulieren. Darüber hinaus wird mithilfe dynamischer Impedanzmessungen die Echtzeitmessung des SOH der Zellen im Betrieb sowie die gezielte Detektion spezifischer Alterungsprozesse (z.B. Li-Plating) ermöglicht. Auf diese Weise wird eine umfangreiche Datenbasis generiert, die zum Anlernen der Neuronalen Netze (NN) herangezogen wird. Gleichzeitig wird ein physikalischer Modellierungsansatz verfolgt, der zur Validierung der mithilfe der Künstlichen Intelligenz (KI) erzeugten, zellchemieunabhängigen Prognoseergebnisse zur Zustandsbestimmung der Zelle herangezogen wird und zur Identifizierung alterungsrelevanter Parameter dient.

Förderer: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Partner

  • algorithmica technologies GmbH, Dr. Patrick Bangert, Benjamin Eckenfels
  • Custom Cells Itzehoe GmbH, Dr. Sebastian Willrodt
  • Frequenz Energy-as-a-Service GmbH, Dr. Lars Kirchhoff 
  • FiSens GmbH, Dr. Christian Waltermann
  • Fraunhofer HHI – Faseroptische Sensorsysteme, Antonio Nedjalkov  
  • Batterieingenieure GmbH, Dominik Schulte

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Elektrische Energiespeicher

Noisyc

Nicht Oberflächenberührendes InspektionsSYstem für Composite, Teilvorhaben NOISYC-C: Lamb-Wellensimulation und reversible Aktuatorankopplung für die zerstörungsfreie Prüfung von Compositen

Ankopplung von Piezoelementen an CFK-Struktur, und Detektion von Schäden aufgrund der Wellenausbreitung

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Klebtechnische Fertigung

 

OsteoPAKT

Patientenindividuell anpassbares Schädelimplantat

In dem Projekt sollen patientenspezifische Implantate für Defekte am Schädelknochen erforscht und entwickelt werden, die in weniger als 48h entworfen und hergestellt werden können. Hierzu ist ein neuartiges Implantmaterial erforderlich: Es basiert auf einer Kombination aus einem flexiblen, offenporigen Titanschaum und einem mineralischen Knochenzement.

Projekt-Webseite OsteoPAKT

Partner

  • Stryker Leibinger GmbH & Co. KG 
  • InnoTERE GmbH
  • Universitätsklinik Freiburg, Neurochirurgie und MKG 
  • hollomet GmbH
  • Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Zellulare Metallische Werkstoffe

 

OWES

Optimierte Wärmeableitung aus Energiespeichern für Serien-Elektrofahrzeuge

Erforschung von Wärmeleitmaterialien und -konzepten zur Wärmeabführung aus Batteriespeichern in der Elektromobilität.

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Klebtechnische Fertigung

Polymeraktuator

Leichter und biegsamer Motor für industrielle Unterstützungssysteme

Ziel des Projekts „Polymeraktuator“ ist die Entwicklung eines leichten und flexiblen Linearmotors, der gänzlich neue Gestaltungsmöglichkeiten für Exoskelette, Muskelhandschuhe und eine Reihe weiterer industrieller Anwendungen ermöglicht. Das grundlegende Funktionsprinzip soll dabei dem eines herkömmlichen Linearmotors mit Ständer und Läufer entsprechen, bei dem die lineare Bewegung direkt, aufgrund elektromagnetischer Kräfte, erzeugt wird. Der Läufer besteht aus Magneten, die über eine polymerbasierte Struktur miteinander verbunden sind. Der Ständer ist aus einem dünnen und flexiblen Polymerschlauch gefertigt, auf dem die Spulen samt magnetischem Rückschluss zur Erzeugung des Magnetfeldes aufgebracht werden. Darüber hinaus soll ein für die Industrie adaptierbares Fertigungsverfahren zur Herstellung des neuen Aktuators entwickelt werden.

Das Fraunhofer IFAM befasst sich speziell mit der Entwicklung der Temperatur- und Positionssensorik.

 

Webseite Projekt Polymeraktuator

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Smart Systems

poMMes

Synthese und Charakterisierung poröser Metall-Metallsalz-Verbünde für chemische Wärmepumpen und Wärmespeicher

Die Einsparung fossiler Primärenergie, die vorrangig aus Kohle, Erdgas oder Erdöl gewonnen wird, ist ein zunehmend wichtiges Thema im Energie- und Umweltbereich. Schon längst stehen Lösungen wie die Nutzung erneuerbarer Energien im Fokus. Jetzt wollen die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden mit einem neuen Ansatz regenerative Energieträger nutzen. Ein besonders großes Einsparpotenzial fossiler Primärenergie sehen die Forscher bei der Erzeugung von Raum- und Prozesswärme sowie Warmwasser, welche zusammen einen Anteil von ca. 55% am deutschen Endenergieverbrauch ausmachen.

Partner

  • Lehrstuhl für Technische Thermodynamik der TU Dresden 
  • Wärmetauscher Sachsen GmbH (WätaS)


Pressemitteilung poMMes

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Energie und Thermisches Management

POWERPASTE

Im Projekt POWERPASTE entwickelt das Fraunhofer IFAM gemeinsam mit Vitesco, der AVA Maschinen Service GmbH, EMEC Prototyping, dem Zentrum für BrennstoffzellenTechnik sowie der Universität Magdeburg einen Stromgeneratorprototypen für Leichtfahrzeuge. 

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi gefördert.


Pressemitteilung "Wasserstoffantriebe für E-Scooter und Co." (1.2.2021)

 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Wasserstofftechnologie

ProLIBs

Lebensdauerprognose von Hochenergie-Lithiumionenbatterien - Systemische Modellierung auf der Basis von Experimenten

Die neue Forschungsgruppe Modellierung & Simulation unter der Leitung von Prof. Fabio La Mantia, die im Rahmen des Fraunhofer-Attract-Programms gefördert wird, erarbeitet Methoden zur Lebensdauerprognose von Batteriezellen. Hierbei besteht eine enge Zusammenarbeit mit der Gruppe Energiespeicher- und Energiewandlersysteme der Universität Bremen. Durch dynamische Impedanzspektroskopie wird es möglich, sog. Volterra-Kerne zur mathematischen Beschreibung des nichtlinearen Verhaltens solcher Systeme direkt zu messen. Mit diesen Methoden kann der State of Health (SOH) einer Batterie besser vorhergesagt werden, um so das Ziel einer Anwendung in kommerziellen Batteriemanagementsystemen (BMS) zu erreichen. 

 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Elektrische Energiespeicher

 

QS Dichtmassen

Effizienzsteigerung bei der Fugenabdichtung mittels Dichtmassen durch zerstörungsfreie Inline-Qualitätssicherung während der Aushärtung

Im Rahmen des AiF-IGF-Projektes „QS Dichtmassen“ soll eine in-line Methode entwickelt werden, um den Aushärtungsverlauf von Dichtmassen zu überwachen. Diese werden heutzutage in fast allen Industriezweigen eingesetzt, jedoch gibt es bisher noch kein zerstörungsfreies Prüfverfahren, das eine zuverlässige Inline-Bestimmung des Aushärtegrades ermöglicht. Daher werden häufig Aushärtezeiten mit großen Sicherheitsfaktoren gewählt. Um das zu vermeiden, werden im Projekt der zeitliche Verlauf von Aushärtungsgrad und Schrumpf mehrerer Dichtmassen untersucht. Mithilfe dieser Daten wird dann eine Messmethode entwickelt, um den Aushärtungszustand von Dichtmassen auch während der Aushärtung zu bestimmen und so eine frühzeitige Weiterverarbeitung zu ermöglichen.

Partner

  • Kunststoffzentrum SKZ - KFE gGmbH

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Qualitätssicherung und Cyber-Physische Systeme

Adhäsions- und Grenzflächenforschung

QUA DEMOS

Qualifizierung Degradierbarer neuer Metall-Stentwerkstoffe

Das Ziel des Vorhabens QUA DEMOS ist es, die Tauglichkeit neuer metallischer Werkstoffe für den Einsatz als Stentmaterial zu in Bezug auf die medizinische, biologische und technische Tauglichkeit zu qualifizieren. Dazu werden die Implantat-relevanten Eigenschaften justiert und vor allem die Biokompatibilität in-vitro und in-vivospezifisch getestet. Dieser Nachweis der Verwendbarkeit ist die Grundlage und notwendige Voraussetzung für die Überführung in die klinische Prüfung und Verwertung.

Projekt-Webseite QUA DEMOS

Partner

Technische Universität Dresden, Lehrstuhl Innere Medizin und Kardiologie an der Medizinischen Fakultät

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Zellulare Metallische Werkstoffe

QUIET

QUalifying and Implementing a user-centric designed and EfficienT electric vehicle

QUIET aims at developing an improved and energy efficient electric vehicle with increased driving range under real-world driving conditions. This is achieved by exploiting the synergies of a technology portfolio in the areas of: user-centric design with enhanced passenger comfort and safety, lightweight materials with enhanced thermal insulation properties, and optimised vehicle energy management.

Fraunhofer IFAM works on novel light-weight foam materials for improved door design and on improved heat transfer concepts and materials for PCM (phase changing materials) heat storage devices.

Partners

  • Honda R&D Europe (Deutschland) GmbH
  • AVL qpunkt GmbH
  • AVL qpunkt Deutschland GmbH
  • VENTREX Automotive GmbH
  • Sveuciliste u Zagrebu, Fakultet Strojarstva I Brodogradnje
  • ATT advanced thermal technologies GmbH
  • eCon Engineering Mernoki, Szolgaltato Korlatolt Felelossegu Tarsasag
  • Rubitherm Technologies GmbH
  • Seattec Sitztechnik GmbH
  • Obrist Engineering GmbH
  • JRC -Joint Research Centre - European Commission

Project-Website

Departments involved

Powder Technology

Quarree 100

Resiliente, integrierte und systemdienliche Energieversorgungssysteme im städtischen Bestandsquartier unter vollständiger Integration erneuerbarer Energie - Rüsdorfer Kamp

Das Projekt adressiert einige der größten Herausforderungen der Energiewende. Ein interdisziplinäres Konsortium aus Wissenschaft, kommunalen Akteuren und Unternehmen erarbeitet technische, systemische und übertragbare Lösungen für Quartiere und setzt diese beispielhaft im Rüsdorfer Kamp in Heide in Schleswig-Holstein um.

Ziel ist es:

  • im Quartier einen hohen Anteil von erneuerbaren Energien in allen Sektoren zu ermöglichen
  • das Quartier dabei ins Gesamtenergiesystem zu integrieren und den lokalen und
  • den regionalen Akteuren breite Partizipationsmöglichkeiten bei der Gestaltung zu geben.

Die im Projekt entwickelten Werkzeuge für die Planung von integrierten, systemdienlichen und resilienten quartiersbezogenen Energiesystemen, von Simulations- und Analysetools bis hin zu Partizipationskonzepten) sollen die Übertragbarkeit auf andere Kontexte gewährleisten.

Dem Fraunhofer IFAM fallen im Projektteam vor allem folgende Rollen zu:

  • übergreifende Koordination der Arbeiten im Arbeitsbereich 5 (Regelrahmen, regionalökonomische Effekte und Geschäftsmodelle)
  • Analyse der regionalökonomischen Einbettung des Demonstrationsvorhabens (AB5),
  • ökonomische Bewertung der Geschäftsmodelle innerhalb des Projektes (AB5)
  • Begleitung der Analysen zum juristischen und regulatorischen Rahmen für das Demonstrationsvorhaben (AB5),
  • Unterstützung der Simulation des Gesamtsystems im Bereich der Wärmeversorgung (AB1),
  • Planung, Grobauslegung und Unterstützung der Implementierung des einspeiseoffenen Nahwärmenetz im Quartier (AB3).
Förderer/Auftraggeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung
 

Projekt-Website Quaree100Quarree 100

Beteiligte Abteilungen

Energiesystemanalyse

Elektrofahrzeuge mit Radnabenantrieben bieten erstmalig die Chance, vollständig ohne ein mechanisches Reibungsbremssystem auszukommen. Dies liegt darin begründet, dass diese Antriebe die nötige Bremsleistung elektrisch bereitstellen können und gleichzeitig eine radindividuelle, unabhängige Regelung des Drehmoments erlauben, was Voraussetzung für zulassungsrelevante Fahrdynamikregelsysteme wie ESP ist. Für eine rein elektrische Bremse ist eine alternative Energiesenke in Form eines Bremswiderstands erforderlich, der eine zu­sätz­li­che Aufnahme der Bremsenergie neben der Batterie sicherstellt. Aus Systemsicht ist das intelligente und zuverlässige Zusammenwirken von übergeordneter Fahrzeugsteuerung mit Antriebsregelung, Bremswiderstand und Batteriesystem entscheidend. Durch den Verzicht auf die mechanische Bremse entfallen die Verschleißteile im Antriebsstrang, was sowohl Kosten als auch Wartungsaufwände reduziert und außerdem Einsparungen bei Gewicht und Bauraum ermöglicht. Zusätzlich wird die Emission von Feinstaub durch Brem­sen­ab­rieb eliminiert. Der Bremswiderstand erlaubt die Nutzung der beim Bremsen anfallenden Energie für das Thermomanagement des Gesamtfahrzeugs und leistet damit einen Beitrag zur Erhöhung der Reichweite.

Die Herausforderung für eine rein elektrische Bremse liegt in der Erfüllung gesetzlicher Zulassungsbestimmungen und den strengen Anforderungen der Fahrzeughersteller. Das Projektziel von RABBIT ist daher die Entwicklung eines fehlertoleranten und funktional sicheren elektrischen Antriebsstrangs mit alternativer Energiesenke, der all diesen Anforderungen genügt und gleichzeitig eine vollständige elektrische und thermische Nutzung der beim Bremsen anfallenden Energie ermöglicht.

Das Projekt RABBIT baut hierfür auf den Ergebnissen der öffentlich geförderten Projekte MEHREN (FKZ 01MY12005), FuSy (FKZ 01MY12007) und EFA 2014/2 (FKZ 16N11943) auf.

Projekt-Webseite

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Elektrische Antriebe

RADIAN

Facilitating Collaboration in ReseArch and Development to Foster Further Innovation in European AeroNautics

European Union’s Horizon 2020 Coordination & Support Action RADIAN was launched in October 2016. The 3-year project with a total budget of nearly € 2M involves 10 highly experienced partners from different regions in Europe. RADIAN is a seamless extension of a number of earlier EU-funded initiatives, such as EASN, ETNA, CARE, BEAWARE, and Aero-Ukraine. RADIAN is a multi-step project which intends to overcome the misbalance in the involvement in aviation research across Europe by identification of barriers for international collaboration in aviation research at EU level, and by subsequent development and verification of solutions and measures on level of the European regions. RADIAN project bridges Western and Eastern Europe and will elaborate tools to unleash the AAT  research potential in the Associated Countries of the EU. We team up with AERO-UA project to support links between Ukraine and the EU as Ukraine is one of the few countries in the world possessing the entire cycle of aerospace product development and manufacturing.

Website EU-project RADIAN

Departments involved

Business Development
Workforce Qualification and Technology Transfer
Training Center for Fiber Composite Technology

ReaxPro

ReaxPro has identified a set of academic software tools (EON, Zacros, CatalyticFOAM) which will be upscaled into easy-to-learn, user-friendly, interoperable software that is supported and well documented. These tools will be further integrated with commercial software (Amsterdam Modeling Suite) into an industry-ready solution for modelling and design of catalytic materials and reactive processes. To fully reach the target technology readiness level of 7, ReaxPro has partnered with translators and industry for validation and demonstration in pilot- and industrial-scale use cases. The consortium partners with Fraunhofer IWM and IFAM, coordinating projects MARKETPLACE (www.the-marketplace-project.eu) and VIMMP (www.vimmp.eu), respectively, are committed to integrating ReaxPro into the future single EU Materials Modelling Marketplace. Hence, Fraunhofer IWM and IFAM collaborate to provide specific support for the developments to be performed in congruence with the metadata, interoperability design and standards as well as ontologies applied in the VIMMP and MARKETPLACE projects.

ReaxPro project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 814416.

Partners

▪ University College London (UCL)

▪ Fraunhofer IFAM

▪ Fraunhofer IWM

▪ BASF SE (BASF SE)

▪ Johnson Matthey PLC (JM)

▪ Politecnico de Milano (POLIMI)

▪ Haskoli Islands (Univ of Iceland)

▪ Kemijski Institut (NIC)

▪ SurfSara BV (SURFSARA)

▪ Stichting Netherlands eScience Center (NLeSC)

Website ReaxPro

Departments involved

Adhesion and Interface Research

REDEIS

Neuartige Beschichtungskonzepte zur Reduzierung des Eiswachstums auf Metalloberflächen

Im REDEIS-Projekt werden eisvermindernde Oberflächen zur Effizienzsteigerung von HLK-Geräten (Heizung, Lüftung, Klima- und Kältetechnik) entwickelt. Das Fraunhofer IFAM arbeitet an Sol-Gel-Beschichtungen, die sich für die kovalente Anbindung sogenannter Zwitterionischer Polymere eignen, die für die angestrebte Oberflächenfunktion eingesetzt werden. Darüber hinaus werden relevante Prüfverfahren zur Bewertung der Vereisungsneigung von HLK-Geräten validiert.

Beteiligte Abteilungen

Lacktchnik

ReSiSTant

Large Riblet Surface with Super Hardness, Mechanical and Temperature Resistance by Nano Functionalization

“ReSiSTant” targets the optimization of two industrial pilot lines by using micro and nanostructured surfaces for drag reduction. The objectives are to implement new developed surfaces into 1) Aircraft Turbofan Engines and 2) Industrial Compressors. Positive effects by usage of such surface could give benefits in terms of efficiency, CO2 reduction and noise emission and further on a positive economic and ecological impact.

To enable the usage of such micro- and nanostructures, special development on the surface material for better durability in rough conditions has to be done. It is planned to do nano functionalization, like implementing nanostructures and nanoparticles for better resistance in rough conditions. Riblets basically consist of tiny streamwise grooved surfaces which reduce the drag in the turbulent boundary layer of up to 8%. Surface modifications such as riblets are the most promising technology that could be applied without additional external energy or additional amount of air.

Website Project ReSiSTantReSiSTant

Departments involved

Paint and Lacquer Technology

Powder Technology

ResorbM

Resorbierbare patientenindividuelle Implantate für die pädiatrische Chirurgie

Im Rahmen des Projekts sollen neue Legierungen, Implantatkonstruktionen, Fertigungstechnologien und neue medizinische Behandlungsmethoden erforscht werden. Der medizinische Nutzennachweis ist ein mittelfristiges Ziel des Vorhabens. Gelingt dies, können die neuen patientenindividuellen Implantate die stationäre Behandlungsdauer erheblich verkürzen und die Qualität der Versorgung in der Schädel-, Kiefer-, und Gesichtschirurgie bei Kleinkindern weltweit auf ein deutlich höheres Niveau anheben.

Projekt-Webseite ResorbM

Beteiligte Abteilungen

Zellulare Metallische Werkstoffe

Sinter- und Verbundwerkstoffe

Riblet4Wind

Riblet-Surfaces for Improvement of Efficiency of Wind Turbines

Riblet-Surfaces for Improvement of Efficiency of Wind Turbines (Riblet4Wind) Transfer der Riblettechnologie von der Luftfahrt zur Windenergie. Der Ribletlack wird entsprechend der Anforderungen für Rotorblattbeschichtungen angepasst, die Ribletgeometrie sowie die zu beschichtenden Flächen auf den Rotorblättern werden mittels Simulation berechnet, die Applikationstechnik wird angepasst und mit einem Roboter kombiniert. Ziel ist es, die Technologie im 1:1-Maßstab an einem Turbine zu testen. Dazu stehen dem Konsortium 2 Windräder in Bremerhaven zur Verfügung, von denen eins im kommenden Winter mit der Ribletbeschichtung ausgestattet wird und ihr Einfluss auf die Energieeffizienz der Turbine ermittelt wird. Das IFAM ist für die Kompatibilität des Lacksystems mit den Silikonmatrizen zuständig, sowie für die Anpassung des Ribletapplikators. Außerdem koordinieren wir das Projekt.

Projekt-Webseite

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Lacktechnik

Klebtechnische Fertigung

RoadS

Robotergeführte Qualitätssicherung von additiv gefertigten Metallbauteilen mittels Streulichttechnik

Ziel des Verbundprojekts ist es, ein Messsystem zur Qualitätssicherung additiv gefertigter Bauteile zu entwickeln. Dies wird ermöglicht, indem der Streulichtsensor der Firma Optosurf an einen Leichtbauroboter integriert wird. Im Rahmen des Vorhabens soll erstmals ein Demonstrator erstellt und anschließend für den Einsatz unter Produktionsbedingungen qualifiziert werden. Die Analyseergebnisse sollen eine Information über die Probenqualität liefern und somit eine zeitnahe Optimierung der Produktion bzw. deren Qualitätssicherung ermöglichen.

Partner

  • Optosurf GmbH

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Qualitätssicherung und Cyber-Physische Systeme

ROLLEN

Rollende Ladestation liefern Entlastung fürs Netz

Das vorrangige Ziel dieses Vorhabens ist die räumlich und zeitlich variable Verteilung von überschüssiger Energie aus EE-Anlagen (betrieben durch Wind, Sonne, Biogas) durch Elektrofahrzeuge mit induktiver rückspeisefähiger Ladetechnik. Die Gesamtheit der teilnehmenden E-Fahrzeuge dient dabei als virtuelle Stromtrasse, indem Energie in den Traktionsbatterien von einem an einen anderen Ort transportiert und dort zeitlich variabel zur Verfügung gestellt wird.  Die Einspeisung der Energie erfolgt nur in lokale Netze, sie wird dem Abnehmer also direkt bei Bedarf zur Verfügung gestellt. Eine Durchleitung durch das öffentliche Netz wird demzufolge vermieden. Das Fraunhofer IFAM verfolgt im Rahmen des Vorhabens folgende Ziele:

  • Integration der Hardware in die Fraunhofer IFAM-Testfeldumgebung sowie Durchführung der V2X-Versuche im prototypischen Maßstab
  • Mitarbeit bei der Identifizierung von Nutzungsszenarien und Entwicklung von Geschäftsmodellen
  • Mitarbeit beim Aufbau sowie Inbetriebnahme der Autorisierungs-, Authentifizierungs- und Abrechnungsplattform

 

Beteiligte Abteilungen

Smart Systems

 

 

RotorBeWi

Entwicklung eines künstlichen Bewitterungsverfahrens für die Qualitätssicherung hochbeanspruchbarer Rotorblattbeschichtungen unter Bewertung witterungsbedingter mechanischer Eigenschaftsänderungen

Die Entwicklung eines künstlichen Bewitterungsverfahrens für die Qualitätssicherung hochbeanspruchbarer Rotorblattbeschichtungen unter Bewertung witterungsbedingter mechanischer Eigenschaftsänderungen ist das Ziel des Projektes. Zusätzlich erfolgt. die Aufklärung der Schädigungsursache und-mechanismen für Feldschäden von Rotorblattvorderkantenbeschichtungen von WEA. Dazu gehört die Entwicklung eines künstlichen Bewitterungsverfahrens, das diese Materialalterung aus dem Feld die zu einer Schwächung gegen Regenerosion führt in einer Laborprüfung nachstellt und eine Qualitätssicherung hochbeanspruchbarer Rotorblattvorderkantenbeschichtungen ermöglicht. Die Projektergebnisse dienen direkt der Ausarbeitung einer neuen internationalen Norm zur Qualitätsbewertung von Rotorblattbeschichtungen

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Lacktechnik

Gefördert durch: IGF

SchwingDaMa

Schwingungsdämpfung im Maschinenbau

Die Anforderungen an die Dynamik moderner Werkzeugmaschinen in den Bearbeitungs-prozessen nehmen zu. Um diese zu realisieren sind Maschinenkomponenten erforderlich, die bei geringer Masse eine hohe Steifigkeit und gleichzeitig ein hohes Dämpfungsvermögen aufweisen, damit bei hochdynamischer Strukturanregung kritische Schwingungsamplituden vermieden werden. Hiervon wird die Erhöhung der Präzision, der Produktivität, der Lebensdauer und die Verminderung von Schall- und Vibrationsemission von Werkzeugmaschinen erwartet. Die benötigte Kombination aus Leichtbau und Schwingungsdämpfung ist mit den etablierten Konstruktionswerkstoffen nur unzureichend realisierbar und erfordert den effizienten Einsatz neuartiger hochdämpfender Werkstoffe.

Das Gesamtziel des Vorhabens besteht in der Stärkung des sächsischen Maschinenbaus durch die Schaffung der Anwendungsfähigkeit neuartiger schwingungsdämpfender Werkstoffe. Dabei zielt das Vorhaben auf den Einsatz dieser Werkstoffe einerseits als Leichtbau-Konstruktionswerkstoff in bewegten Trägerbaugruppen (partikelgefüllte Hohlkugeln) und andererseits als Dämpfungs-element in Form von Zwischenlagen in den Fügeverbindungen zwischen diesen Gestellbauteilen (Metall-Graphit-Verbundwerkstoffe).

Projekt-Webseite SchwingDaMa

Partner

Technische Universität Dresden, Institut für mechatronischen Maschinenbau

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Zellulare Metallische Werkstoffe

SeaFRONT

Synergistic Fouling Control Technologies

Entwicklung umweltfreundlicher Antifoulingbeschichtungen für unterschiedliche Anwendungen: kommerzielle Seeschifffahrt, Ocean Energy, Aquakultur. Zudem soll ein grundlegendes Verständnis für Fouling-Mechanismen zur wissensbasierten Materialentwicklung gewonnen werden. Das IFAM arbeitet an der Kombination der Riblet-Technologie mit einer Foul-Release-Beschichtung von AkzoNobel (International Paint), an eigenen nicht-toxischen Foul-Release-Beschichtungsformulierungen, sowie an bio-basierten bzw. -inspirierten umweltfreundlicheren Alternativen zu Biozid-basierten Antifoulingsystemen.

Projekt-Webseite

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Lacktechnik

Klebtechnische Fertigung

SEBM-WC-Co

Additive Verarbeitung von WC-Co-Hartmetall durch SEBM

Während die additive Fertigung durch pulverbettbasierte Verfahren industriell etabliert ist, ist die Auswahl an hochhartstoffhaltigen und verschleißbeständigen Hochleistungsmaterialien sehr begrenzt. Ziel des Projektes ist es, unter Nutzung des selektiven Elektronenstrahlschmelzens eine praktikable AM-Route für die Herstellung von Bauteilen aus WC-Co-Hartmetall zu entwickeln. Wichtige Schritte zur Erreichung sind die Herstellung eines sphärischen Ausgangspulvers mit guten Fließeigenschaften, die Optimierung der SEBM-Parameter, ihre mikrostrukturelle Charakterisierung und gegebenenfalls Wärmebehandlung und schließlich die Endbearbeitung zu einsatzfertigen Bauteilen. Im Rahmen des Projektes werden additiv gefertigte Hartmetallbauteile Feldtests unterzogen und mit konventionellen Teilen verglichen.

Basierend auf diesem Benchmark können die Eigenschaften und Kosten des AM-gefertigten Hartmetalls bewertet werden. Als geeignetes Einstiegsszenario werden einerseits die Herstellung geometrisch komplexer Bauteile und andererseits Kleinserien gesehen.

 

Projektseite SEBM-WC-Co

 

Beteiligte Abteilung des Fraunhofer IFAM

Sinter- und Verbundwerkstoffe 

SenAD

Sensorintegration in Asphalt für ein Daten-basiertes Degradationsmonitoring

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Messsystems in Form eines funktionalisierten Gewebes, welches eingebaut in die Asphalttragschicht eine zerstörungsfreie, kontinuierliche Messung der strukturellen Substanz (Degradationsgrad) ermöglicht. Kernstück des Gewebes ist die Sensorik, welche durch Belastungen so geschädigt und in ihren Eigenschaften verändert wird, dass dies anhand entsprechender Kennwerte ausgelesen werden kann.

Beteiligte Abteilung des Fraunhofer IFAM

Smart Systems

SpezLe

Gedruckte leitfähige Strukturen aus Spezial-Legierungen

Ziel dieses Vorhabens ist die Formulierung von Tinten aus Speziallegierungen, welche mittels Printing-Technologien auf verschiedene Substrate aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen verdruckt werden. Um Benetzung und Haftfestigkeit zu optimieren, werden auch substratspezifische Oberflächenvorbehandlungen in Betracht gezogen. Weiterhin sollen die gedruckten Strukturen durch einen effizienten photonischen Sinterprozess leitfähig gemacht werden.

Das Projekt soll dazu beitragen, das Materialportfolio an metallischen Tinten um spezielle Legierungen zu erweitern und damit neue Anwendungsbereiche für die gedruckte Elektronik zu erschließen. Die erarbeiteten Materialien können beispielsweise Anwendungen in multifunktionalen Leiterplatten mit gedruckten Funktionsstrukturen finden, wobei auch ultradünne folienbasierte flexible Mikrosysteme mit eingebetteten flachen Komponenten zu nennen sind.

Partner

Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V.

Beteiligte Abteilung des Fraunhofer IFAM

Smart Systems

SuRIOx-pt

Sulfur removal with iron oxide – practise testing

Ziel des Verbundprojektes SuRIOx-pt ist die material- und verfahrenstechnische Entwicklung, Optimierung und praxisnahe Eignungsprüfung sowie die wissenschaftlich-technisch Bewertung eines neuartigen effizienten Entschweflungssystems, für welches im Rahmen eines abgeschlossenen (FZK 03KB041) und eines laufenden (FZK 03KB098, bis 02.2017) Verbundprojektes die Grundlagen erarbeitet wurden. Im Rahmen dieser Projekte wurden ausgehend von der Idee eines thermisch reaktivierbaren Adsorbermaterials für die Biogasentschwefelung, über die Adsorbermaterialentwicklung bis hin zur Erprobung des Adsorbermaterials bzw. der einzelnen Prozessstufen sehr positive Ergebnisse erzielt. Im Forschungsprojekt SuRIOx-pt, mit einer Laufzeit von 3 Jahren (07.18 – 06.21), sollen die für eine breite Anwendung und rasche Markteinführung notwendigen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sowie die praxisnahe Erprobung erfolgen. Für die Maßstabsübertragung müssen die Herstellungsprozesse, die Verfahrens- und Prozessparameter sowie die Modul- und Anlagenkonstruktion betrachtet, optimiert und getestet werden. Damit ordnet sich das skizzierte Vorhaben thematisch in die Schwerpunkte 2 und 3 der aktuell laufenden Programm-Phase II „Pilot- und Demonstrationsvorhaben, Erprobung Optimierungsansätze“ der Förderbekanntmachung „Energetische Biomassenutzung“ ein.

Im Vergleich zu den bestehenden Entschwefelungsverfahren (z.B. Aktivkohle) weist das Verfahren mehrere ökonomische und ökologische Vorteile auf, wie die Rückgewinnung von Schwefel, die thermische Reaktivierung, das Adsorberrecycling und kein Lufteintrag in das Biogas. Dies führt zu geringeren Lebenszykluskosten verglichen mit anderen Entschwefelungsverfahren.

Partner

  • GICON – Großmann Ingenieur Consult GmbH 
  • Alantum Europe GmbH 
  • LTC - Lufttechnik Crimmitschau GmbH 
  • Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
  • Assoziierter Partner: Emission Partner GmbH & Co. KG 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Sinter- und Verbundwerkstoffe

SynGOMag

Individuelle Knochenersatz-Implantate auf Magnesium-Basis für die Kieferchirurgie

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung patientenindividueller, hochporöser Knochenersatzmaterialien auf Basis einer Magnesiumlegierung. Magnesium eignet sich sehr gut als Implantatmaterial auf Grund seiner hohen Biokompatibilität, seinen guten mechanischen Eigenschaften und seinem einstellbaren Abbauverhalten.

Projekt-Webseite SynGOMag

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Zellulare Metallische Werkstoffe

Tacitus

Bewertung und Modellierung der Leistungsfähigkeit von Verbindungselementen aus Laubhölzern mit eingeklebten Stäben aus Stahl und Verbundwerkstoffen

Experimentelle und numerische Untersuchungen zu eingeklebten Stangen in Laubholz

Partner

  • Technische Universität Dortmund
  • Hochschule RheinMain

Beteiligte Abteilungen

Klebtechnische Fertigung

 

ThermTEST

Thermischen Charakterisierung von Kupfer/CNT basierten Scheiben für den Einsatz in thermalen Schnittstellen von modularen Satelliten

Zwischen den Einzelmodulen von modularen Satelliten werden zur Kopplung eine Vielzahl von Schnittstellen benötigt, die nach ihrer Funktion eingeteilt werden können in mechanische, elektrische, thermische, Daten- sowie Treibstoff-Schnittstelle. Das Projekt "ThermTEST" widmet sich ausschließlich der thermischen Schnittstelle, wobei der thermische Kontakt durch Materialentwicklungen zu Metall/CNT-Verbundwerkstoffen am Fraunhofer IFAM Dresden umgesetzt wird.

Innerhalb des Projekts „ThermTEST“ legen die Forscherinnen und Forscher den Fokus auf die thermische Charakterisierung dieser Schnittstellen in aktuell finalen geometrischen Abmessungen und Umgebungsbedingungen.Gefördert wird das Projekt für 18 Monate vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

 

Presseinformation ThermTEST

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Sinter- und Verbundwerkstoffe

Energie und Thermisches Management

TITAN-HSINT

In-situ-Analyse des Sinterns und Untersuchung der Phasenbildung von Titanlegierungen unter Wasserstoffatmosphäre

Das Ziel des Vorhabens besteht in der Erarbeitung eines grundlegenden Verständnisses der Phasenbildungsprozesse beim Sintern unter Wasserstoff-Atmosphäre als Voraussetzung für die spätere Herstellung komplex geformter, additiv gefertigter Titanbauteile. Dies ist von grundlegender Bedeutung für die spätere Werkstoff- und Bauteilentwicklung unter Nutzung additiver Verfahren, beispielsweise des Siebdruckverfahrens für Bauteile in Elektrolyseuren und Brennstoffzellen.

 

Projektseite TITAN-HSINT

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Sinter- und Verbundwerkstoffe

TURBO

Temporäre Beschichtung mittels Drohnen – Vereisungsschutz von Windenergieanlagen als Fallbeispiel

Die Vereisung von Windenergieanlagen stellt ein wesentliches Problem beim Betrieb der Anlagen dar, da sie zu massiven Ertragseinbußen, Verschleiß und Gefährdung von Menschen in der Nähe der Anlagen führt. Im Projekt wird das Auftragen eines temporären Vereisungsschutzes mittels einer Drohne erforscht. Neben diesem konkreten Anwendungszweck werden die Grundlagen für mobile Beschichtungseinrichtungen bei weiteren Anwendungen gelegt. Im Fokus der Arbeiten werden die Wechselwirkungen aus Drohnenflug (z. B. Stabilität, Positionsgenauigkeit, Rotorenabwind), robuster Auftragstechnik (z. B. Gewicht, Mechanismus) und Materialeigenschaften (z. B. Umweltverträglichkeit, Viskosität, Anti-Eis-Funktion) stehen.

 

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Qualitätssicherung und Cyber-Physische Systeme

Lacktechnik

Valor Plus

Valorisation of biorefinery by-products leading to closed loop systems with improved economic and environmental performance

Objective of Valor Plus is the development of new knowledge, technologies and products that will enable the valorisation of important biorefinery by-products. The main goal is to enable sustainable and economically viable integrated closed loop biorefineries – with improved economic and environmental benefits.

Fraunhofer IFAM coordinates Valor Plus and investigates the utilisation of refined lignin macromolecules for the synthesis of novel coatings and adhesives.

Read more about the challenges and research of the Valor Plus project

 

Website EU-Project Valor Plus

Departments involved

Adhesives and Polymer Chemistry

Paint and Lacquer Technology

VIMMP

The Virtual Materials Market Place "VIMMP" is a H2020 funded project coordinated by Fraunhofer IFAM. Together with 16 partners we work to accelerate the development and market deployment of new materials by embracing digitalisation. VIMMP stablishes a powerful digital marketplace serving beneficiaries from different manufacturing industry sectors. The VIMMP digital marketplace enables an effective and widespread use of materials modelling by facilitating the exchange between providers and consumers of products and services and easing the uptake of knowledge and tools.

At the core of VIMMP is a metadata enriched and ontology driven data environment that eases the tasks of materials modelling providers and consumers. VIMMP marketplace will facilitate the translation of a scientific problem into modelling workflows ready for simulation using a range of software tools integrated into an open simulation platform and deployed on cloud services. The VIMMP platform will be open, so that any provider can easily integrate and deploy their software codes as well as services.

VIMMP project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 760907.

Partners

Coordinator: Fraunhofer (IFAM)

▪ Goldbeck Consulting Limited (GCL)

▪ Politecnico Di Torino (POLITO)

▪ The University of Manchester (UoM)

▪ Universita Degli Studi Di Napoli Federico II. (UNINA)

▪ Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL-CECAM)

▪ Ustav Chemickych Procesu AV CR, v. v. i. (ICPF)

▪ Electricite de France (EDF)

▪ CULGI BV (CULGI)

▪ Straetmans High TAC GmbH (HighTAC)

▪ OSTHUS GmbH (OSTHUS)

▪ UKRI Science and Technology Facilities Council (UKRI STFC)

▪ CONTINENTAL Reifen Deutschland GmbH (CONTI)

▪ Unilever U.K. Central Resources Limited (UNILEVER)

▪ IBM United Kingdom LTD (IBM UK)

▪ INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE EN INFORMATIQUE ET AUTOMATIQUE (INRIA)

▪ IBM RESEARCH GMBH (IBM CH)

Website VIMMP

Departments involved

Adhesion and Interface Research

Quality Assurance and Cyber-Physical Systems

WEMS++

Window Energy Management Systems mit integrierter Wärmespeicherung und Verschattung

Teilthema: Entwicklung von Werkzeugen für die Rahmenprofilherstellung mittels FFF-Verfahren

Im Mittelpunkt des beantragten Forschungsprojekts steht die Entwicklung von individuell an bestehende Fenster anpassbaren gerahmten Fensterfolien mit Wärmespeicher und Verschattungselementen WEMS++.

Ziel des Teilprojektes 1 „Fertigungsstrategien für Montagerahmen, Speicherelemente und Verschattung“ ist die Entwicklung einer wirtschaftlichen Prozesskette zur Fertigung von kundenangepassten Fenstereinheiten mit Zusatzkomponenten zur Wärmespeicherung und Verschattung bis zu einer Größe von 0,6 m x 1,2 m. Ziel der Teilprojekte 2 und 3 ist die Entwicklung der additiven Fertigung von Extrusionswerkzeugen mit integriertem Thermomanagement zur schnellen Herstellung von Montagerahmen und Befestigungsmitteln. Das Fraunhofer Institut IFAM, Institutsteil Dresden, bringt hier seine Kompetenzen sowohl im Bereich FFF-Verfahren (Fused Filament Fabrication) als auch in den Bereichen Simulation und Wärmebehandlung ein. Das angestrebte Ergebnis dieser Entwicklung ist eine innovative Fertigungstechnologie zur reproduzierbaren Herstellung von Extrusionsmatrizen und Kalibrierwerkzeugen für unterschiedliche WEMS-Montagerahmen, die für eine erfolgreiche und kostengünstige Umsetzung der individuell anpassbaren energetischen Modernisierung von bestehenden Fenstern erforderlich ist.

Projekt-Webseite WEMS++

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Zellulare Metallische Werkstoffe

ZIB

Zink-Ionen Batterien: Ökonomische und ökologische Alternative für Großspeicher

In dem Projekt ZIB geht es um die Umsetzung und technische Machbarkeit der Zink-Ionen Technologie für industrierelevante, stationäre Anwendungen. Auf Basis der im Labor bereits gezeigten Funktionalität werden vom Fraunhofer IFAM die definierten und weiterentwickelten Elektrodenmaterialien zu Pasten und Kathoden bzw. Anoden weiterverarbeitet. Neben der Erarbeitung der Pastenformulierungen unter Berücksichtigung notwendiger Additive ist ein weiterer Schwerpunkt des Fraunhofer IFAM im Projekt die Entwicklung eines passenden Zelldesigns, verknüpft mit dem Zell- und Hochleistungsdemonstratorbau und entsprechenden Tests.

Förderer: Bundesministerium für Bildung und Forschung  

Partner

  • Universität Bremen – Energiespeicher und Energiewandlersysteme, Prof. Fabio La Mantia
  • Technische Universität Clausthal - Institut für Elektrochemie, Prof. Dr. Frank Endres
  • DECHEMA-Forschungsinstitut, Dr. Jean-Francois Drillet
  • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt/ Helmholtz-Institut Ulm, Dr. Birger Horstmann, Prof. Dr. Arnulf Latz
  • Grillo-Werke AG Grillo, Mathias May, Petra Gehrke

Beteiligte Abteilungen des Fraunhofer IFAM

Elektrische Energiespeicher