Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAMÜber zwei Millionen Euro Förderung für innovative Forschungsinfrastruktur – Projekt SIREN soll Abhängigkeit von kritischen Rohstoffen reduzieren und neue Motorenkonzepte ermöglichen
Fraunhofer IFAM Dresden entwickelt neue Fertigungstechnologien für ressourcen-unabhängige Elektromotoren
Leistungsfähige Elektromotoren sind Schlüsselkomponenten moderner Mobilität und zahlreicher industrieller Anwendungen. Ihre Herstellung ist jedoch häufig von kritischen Rohstoffen wie Seltenen Erden und Kupfer abhängig. Das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden will diese Abhängigkeiten künftig deutlich reduzieren. Im Rahmen des neuen Projekts SIREN entsteht dafür eine innovative Forschungsinfrastruktur, mit der ressourcenschonende Elektromotoren der nächsten Generation entwickelt und gefertigt werden können. Der Freistaat Sachsen und die Europäische Union unterstützen das Vorhaben mit einer Förderung von mehr als zwei Millionen Euro.
Neue Materialien und Fertigungsverfahren für die Antriebstechnik
Im Mittelpunkt des Projekts SIREN - »Souveräne und versatile Infrastruktur für ressourcenunabhängige elektrische Antriebe der nächsten Generation«- steht der Aufbau einer durchgängigen, sinterbasierten additiven Prozesskette, die neue Möglichkeiten für die Herstellung elektrischer Antriebe eröffnet.
Anders als bei konventionellen Fertigungsverfahren lassen sich damit unterschiedliche metallische Werkstoffe gezielt kombinieren und komplexe Bauteilgeometrien realisieren, die bislang nur schwer oder gar nicht herstellbar sind. Dies schafft die Grundlage für neuartige, leistungsfähige und zugleich ressourcenschonende Motorenkonzepte.
Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung sogenannter Multimaterial-Blechpakete, bei denen weichmagnetische und nichtmagnetische Werkstoffe gezielt miteinander kombiniert werden. Sie ermöglichen innovative Motorarchitekturen, beispielsweise für hochdrehende Reluktanzmotoren und ferriterregte Permanentmagnetantriebe, die ohne Seltene Erden auskommen können.
Ein weiterer Forschungsansatz ist die Substitution von Kupfer durch Aluminium in elektrischen Wicklungen. Durch die Integration spezieller Kühlkanäle sollen die Eigenschaften der Aluminiumwicklungen gezielt verbessert und neue Möglichkeiten für leistungsfähige elektrische Antriebe erschlossen werden.
Weniger Rohstoffabhängigkeit, mehr technologische Souveränität
Die Verfügbarkeit kritischer Rohstoffe ist eine zentrale Herausforderung für die europäische Industrie. Insbesondere bei Seltenen Erden bestehen starke Abhängigkeiten von wenigen Lieferländern. Auch Kupfer ist angesichts der steigenden Nachfrage, unter anderem durch die Elektrifizierung von Mobilität und Industrie, ein strategisch bedeutender Rohstoff.
Mit der Entwicklung alternativer Materialien und innovativer Fertigungsverfahren leistet das Fraunhofer IFAM Dresden einen Beitrag zur Stärkung der europäischen Rohstoff- und Technologiesouveränität. Gleichzeitig eröffnen die neuen Technologien Potenziale für einen effizienteren Materialeinsatz und die Entwicklung leistungsfähiger elektrischer Antriebssysteme.
Die Forschungsarbeiten adressieren insbesondere anspruchsvolle Mobilitätsanwendungen, bei denen kompakte Bauweisen, hohe Leistungsdichten und zuverlässige Antriebssysteme gefragt sind. Dazu gehören unter anderem auch Luft-, Land- und Unterwasserfahrzeuge. Darüber hinaus bieten die entwickelten Technologien Perspektiven für weitere industrielle Anwendungen.
Einzigartige Forschungsinfrastruktur für den Technologietransfer
Mit SIREN erweitert das Fraunhofer IFAM Dresden seine Kompetenzen in der pulvermetallurgischen und additiven Fertigung um eine neuartige Kombination von Verfahren für die Herstellung elektrischer Antriebe. Diese geplante Verknüpfung der Technologien ist in dieser Form europaweit einzigartig.
Ziel ist es, die gesamte Prozesskette von der Werkstoffentwicklung über die Fertigung komplexer Komponenten bis hin zu funktionsfähigen Demonstratoren abzubilden. Die Infrastruktur soll zugleich als Grundlage für die Überführung der entwickelten Technologien in industrielle Anwendungen dienen.
Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Zusammenarbeit mit Unternehmen aus der Antriebstechnik, der Zulieferindustrie und der Sintertechnik. Durch die Bereitstellung der Forschungsinfrastruktur und den gezielten Wissens- und Technologietransfer sollen insbesondere auch kleine und mittlere Unternehmen in Sachsen Zugang zu innovativen Fertigungsverfahren erhalten und ihre Position in europäischen Wertschöpfungsketten stärken können.
Förderung stärkt den Forschungs- und Industriestandort Sachsen
Für den Aufbau der neuen Forschungsinfrastruktur erhält das Fraunhofer IFAM Dresden bis Ende 2028 eine Förderung von mehr als zwei Millionen Euro. Die Mittel werden im Rahmen der Förderrichtlinie »Forschung InfraProNet 2021 bis 2027« des Sächsischen Staatsministeriums für Wissenschaft, Kultur und Tourismus aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) bereitgestellt. Die Bewilligung erfolgt durch die Sächsische Aufbaubank – Förderbank – (SAB).
Das Vorhaben unterstützt zugleich die Ziele der europäischen Plattform für strategische Technologien (STEP), die unter anderem die Entwicklung und Herstellung ressourceneffizienter und strategisch wichtiger Technologien in Europa stärken soll.
Mit SIREN schafft das Fraunhofer IFAM Dresden neue Voraussetzungen, um gemeinsam mit Industriepartnern innovative elektrische Antriebstechnologien zu entwickeln und damit einen Beitrag zu einer ressourcenschonenden, wettbewerbsfähigen und unabhängigen europäischen Industrie zu leisten.
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