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WIE LÄSST SICH GALVANISCHE KORROSION VERMEIDEN? | Die galvanische Korrosion oder auch Bimetallkorrosion (ehem. Kontaktkorrosion) ist kein neues Phänomen: Schon in der Antike wurde festgestellt, dass Kupfernägel, die zur Befestigung von Bleiblechen an Schiffsrümpfen verwendet wurden, schneller korrodierten. Doch obwohl dieses Phänomen seit Jahrhunderten bekannt sind, führt diese Korrosionsform immer wieder zu Schäden und Unfällen. Die Expertinnen und Experten des Fraunhofer IFAM können u.a. bei der Risikoabschätzung und der Auswahl von Schutzmaßnahmen unterstützen.

Das Fraunhofer IFAM verfolgt im Rahmen des Themenfelds der elektrischen Antriebe zwei Schwerpunkte: Erstens die Transformation der Entwicklungsprozesse und zweitens die fertigungstechnischen Innovationen für elektrische Antriebe.

Im Verbundprojekt »TrustME« – »ZerTifizierbaRe KI-AnwendUngen in Luftfahrt-ProduktionsSysTeMEn« bzw. »TRUSTworthy AI for Manufacturing and Engineering Processes« – entwickelt das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Stade gemeinsam mit Projektpartnern zertifizierbare künstliche Intelligenz- (KI-) Lösungen für die Flugzeugproduktion.

WIE KÜNSTLICHE INTELLIGENZ MATERIALALTERUNG SICHTBAR UND VORHERSAGBAR MACHT | Korrosion stellt moderne Industrien vor große Herausforderungen. Ob in der Luft- und Raumfahrt, im Schiffbau, in der Automobilindustrie oder in der Offshore-Windenergie – materialbedingte Alterungsprozesse verursachen hohe Kosten, Sicherheitsrisiken und aufwendige Prüfverfahren. Genau hier setzt das Projekt INKA an: Mit Hilfe von künstlicher Intelligenz sollen Korrosionsprozesse nicht nur automatisiert erkannt, sondern perspektivisch auch vorhergesagt werden.

Im Projekt „CO₂ Adhesive“ wird CO₂ mithilfe bereits verfügbarer, einfacher Ausgangsstoffe unter milden Bedingungen vor allem bei Normaldruck (1 atm) chemisch gebunden und in einen nutzbaren Werkstoff überführt. Der Fokus des Projekts liegt auf der ganzheitlichen Betrachtung der Wertschöpfungskette: von den Grundstoffen über die Synthese von Rohstoffen bis hin zur Entwicklung funktionaler Materialien.

NACHHALTIGE DISPERSIONSFARBEN MIT VERBESSERTER UMWELTBILANZ | Konventionelle Dispersionsfarben basieren meist auf acryl- oder methacrylsäurebasierten Harzen fossilen Ursprungs. Im Projekt »Umweltfreundliche Wandfarben auf Basis biobasierter Rohstoffe (WUBB)« wird untersucht, wie sich chemisch ähnliche Rohstoffe aus biologischen Quellen einsetzen lassen, um eine Wandfarbe mit verbesserter Umweltbilanz zu entwickeln. Dabei wird der gesamte Lebenszyklus der Farbe von der Rohstoffgewinnung bis zur Entsorgung betrachtet, um ökologische Auswirkungen gezielt zu reduzieren.

Der ODCC – Offshore Drohnen Campus Cuxhaven – stellt einen Standort zur gemeinschaftlichen anwendungsorientierten Entwicklung und Erprobung von Offshore-UAS (Unmanned Aircraft System, dt. Drohnen) und deren Einsatzkonzepten dar. Hierbei liegt der Fokus des Fraunhofer IFAM auf Fragestellung der Wartung und Inspektion sowie Instandhaltung und Überwachung wichtiger maritimer Strukturen einschließlich regulatorischer Rahmenbedingungen.

LADEMANAGEMENT FÜR ELEKTRO-FAHRZEUGFLOTTEN – SOLVER-BASIERT; INDIVIDUELL UND KOSTENEFFIZIENT | Die Expertinnen und Experten des Bereichs »Forschungsdaten« am Fraunhofer IFAM nutzen eine eigens entwickelte Simulationsumgebung, um für individuelle Szenarien die kosteneffizientesten Lösungen für den Betrieb von Elektroflotten am Standort zu ermitteln.

E-AUTOS ALS ROLLENDE LADESTATIONEN: Im Forschungsprojekt »ROLLEN« hat das Fraunhofer IFAM gemeinsam mit Partnern gezeigt, wie Elektrofahrzeuge mit bi-direktionaler Ladetechnologie überschüssige Energie aus Photovoltaikanlagen speichern und gezielt weitergeben können – an Gebäude, andere Elektrofahrzeuge oder sogar ins öffentliche Stromnetz.

ELEKTROCHEMISCHE RÜCKGEWINNUNG KRITISCHER ROHSTOFFE AUS ABWÄSSERN | Die effiziente Rückgewinnung von kritischen Rohstoffen aus Batterien und Produktionsabfällen ist eine große Herausforderung der modernen Batterieindustrie. Im MeGaBat-Projekt entwickeln wir eine nachhaltige, kostengünstige und emissionsarme Technologie zur elektrochemischen Rückgewinnung von Lithium, Kobalt und anderen kritischen Rohstoffen aus wässrigen Quellen (Abwässern) bis zu Produktionsausschüssen. Unser Ziel: Die Etablierung eines flexiblen, skalierbaren Prozesses, der die Kreislaufwirtschaft der Batterieindustrie vorantreibt und dabei neue Konzepte zur Weiterentwicklung des Urban Mining beiträgt.

Kernfusion gilt als vielversprechende Option für eine klimaneutrale Energieversorgung der Zukunft. Das Fraunhofer IFAM arbeitet an zentralen Technologien – von innovativen Materialien über skalierbare Fertigungsverfahren bis hin zu Qualitätssicherung und Energiesystemanalyse – und trägt so maßgeblich zur Entwicklung zukünftiger Fusionskraftwerke bei.

MAßSTÄBE SETZEN: DEKARBONISIERUNG UND KREISLAUFWIRTSCHAFT FÜR EINE NACHHALTIGE ZUKUNFT | Fraunhofer IFAM setzt mit dem RE_SORT-Projekt neue Maßstäbe in der Kreislauffähigkeit von Rotorblättern. Durch innovative Pyrolyse-Verfahren wird ein wirtschaftliches Recycling von Faserverbundstrukturen ermöglicht, was entscheidend zur Dekarbonisierung und nachhaltigen Energiegewinnung beiträgt. Erfahren Sie, wie wir einen Beitrag dazu leisten, die Windenergie zukunftsfähig zu gestalten.

FUNKTIONSINTEGRATION IN FASERVERSTÄRKTE KUNSTSTOFFE | Am Fraunhofer IFAM können mittels Functional Printing-Technologien diverse Flugzeugbauteile und Komponenten funktionalisiert werden. So können gedruckte Leiterbahnen und Sensoren zur Temperatur, Dehnungs- oder Impactmessung sowie Heizstrukturen in faserverstärkte Kunststoffe für den Luftfahrtbereich eingebracht werden.

EFFIZIENTE KÜHLUNG FÜR HOCHDREHZAHLANTRIEBE | Brennstoffzellensysteme stellen hohe Anforderungen an die Komponenten des Luftpfads, da die zuverlässige Versorgung des Stacks mit Sauerstoff entscheidend für die Leistungsfähigkeit ist. Besonders elektrische Luftverdichter müssen dabei hohe Drehzahlen erreichen, was zu einer starken Wärmeentwicklung führt und die Effizienz sowie die Lebensdauer des Systems beeinflussen kann. Am Fraunhofer IFAM wurde daher ein elektrischer Luftverdichter mit integrierter Flüssigkeitsinnenkühlung entwickelt. Durch ein gezielt ausgelegtes Kühlsystem kann die entstehende Wärme direkt im Rotor über die Welle abgeführt werden, wodurch kritische Temperaturbereiche vermieden werden. Ziel ist es, die Leistungsdichte und Zuverlässigkeit von Brennstoffzellensystemen deutlich zu erhöhen und gleichzeitig den sicheren Betrieb bei hohen Drehzahlen zu gewährleisten.

Die Effizienz elektrischer Antriebe ist ein entscheidender Faktor für die Leistungsfähigkeit moderner Elektromotoren. Insbesondere bei Asynchronmaschinen besteht Potenzial zur weiteren Steigerung des Wirkungsgrads. Im Projekt „UltraHybro“ des Fraunhofer IFAM wurde untersucht, wie durch den Einsatz von Hybridrotoren die elektromagnetischen Eigenschaften von Elektromotoren gezielt verbessert werden können. Dabei kamen innovative Fügetechnologien zum Einsatz, um unterschiedliche Materialien im Rotor optimal zu kombinieren. Ziel des Projekts war es, mit der Fügetechnologie Ultraschallschweißen Hybridrotoren herzustellen, wodurch die Energieverluste in elektrischen Maschinen reduziert und deren Effizienz nachhaltig erhöht werden können.

Mit dem Projekt UAS-L-USSP HB wird in Bremen ein prototypisches System für einen zukünftigen U-Space Service Provider (USSP) aufgebaut. Als zentrale Instanz ermöglicht der USSP die sichere und effiziente Integration unbemannter Luftfahrzeuge (UAS) in den bestehenden Luftverkehr gemäß den EU-Verordnungen 2019/945, 2019/947 und 2021/664. Ziel des Projekts ist die Vorbereitung der Zertifizierungsreife der UAS-Leitstelle Bremen.

MULTIDISZIPLINÄRE ENTWURFSAUTOMATISIERUNG ALS LÖSUNG AKTUELLER HERAUSFORDERUNG | Im Zuge der fortschreitenden Elektrifizierung und des steigenden Einsatzes von umrichtergespeisten Elektromotoren stehen Hersteller und Entwickler vor neuen Herausforderungen. Immer kürzere Entwicklungszyklen, gepaart mit stetig steigenden Anforderungen hinsichtlich Wirkungsgrad oder Drehmomentdichte, erfordern in der Multi-Domänenentwicklung elektrischer Maschinen innovative Ansätze. Eine vielversprechende Lösung liegt im Aufbau integrierter, simulationsgestützter Entwurfsprozessketten, die eine automatisierte Generierung und Bewertung verschiedener Designs ermöglichen. Am Fraunhofer IFAM werden spezifische Methoden und bedarfsgerechte Entwurfsprozessketten entwickelt, um schnell Entwürfe elektrischer Maschinen zu erstellen und diese unter Berücksichtigung von fertigungstechnischen und materialwissenschaftlichen Innovationen zu bewerten.

Das Verbundvorhaben SafeUAVnav verfolgt das Ziel, die Präzision, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Eigenlokalisierung und Navigation von unbemannten Luftfahrzeugen (UAV) auch in Umgebungen sicherzustellen, in denen satellitengestützte Navigationssysteme (GNSS) gestört oder nicht verfügbar sind. Durch die Entwicklung und Integration eines Multi-Hybrid-Sensorsystems, das die Komponente Inertialmesssystem mit optischen, funkbasierten und weiteren Lösungen kombiniert, sollen neue Standards für die sichere Navigation von UAVs gesetzt werden.