Technologien

Im Bereich der Gießereitechnik verfügt das Fraunhofer IFAM über ein breites Technologieportfolio für verschiedenste industrielle Anwendungen. Hierzu zählen Anlagen in den folgenden Bereichen: Druckguss / Squeeze-Casting, Niederdruckguss, Feinguss und Schwerkraftguss.

MATERIALKARTEN ZUR CRASHSIMULATION VON KLEBVERBINDUNGEN | Für die Simulation von Klebverbindungen benötigt man zum einen ein geeignet gewähltes Materialmodell, zum anderen experimentell ermittelte Modellparameter für den spezifischen Klebstoff. Anhand dessen ermittelt das Fraunhofer IFAM Materialkarten für Klebstoffe. Speziell im Bereich der Kohäsivzonenmodelle (CZM) in der Automobilindustrie verfügt das Institut über langjährige Erfahrung, kann Modelle und passende Experimente vorschlagen oder bei Bedarf weiterentwickeln.

WASSERSTOFF-BARRIEREBESCHICHTUNGEN FÜR TANKS, PIPELINES UND MEHR | Für Wasserstoff-Tanks u.Ä. werden heute noch immer überwiegend metallische Materialien (bspw. Stahl oder Aluminium) entweder als Vollmaterial oder als Liner in polymeren Materialien verwendet, die ein enormes zusätzliches Gewicht darstellen. Damit auch leichte Materialien wie Faserverbundkunststoffe für Treibstofftanks etc. verwendet werden können, die selbst keine ausreichende Barriere für Wasserstoffpermeation bieten, entwickelt das Fraunhofer IFAM Barrierebeschichtungen, die die Durchlässigkeit von Wasserstoff stark reduzieren und damit vielseitige Möglichkeiten für den Leichtbau in Luft- und Raumfahrt, aber auch in anderen Bereichen bieten.

VERSUCHE FÜR DIE WERKSTOFFPRÜFUNG UND BAUTEILSIMULATION SOWIE PRÜFUNG VON KLEBVERBINDUNGEN | Das Fraunhofer IFAM verfügt über ein nach DIN EN ISO 9001:2015 zertifiziertes Werkstoffprüflabor. Dieses Labor ist für die in der DAkkS-Urkunde genannten Verfahren nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018 akkreditiert. Hier werden Versuche durchgeführt, um Werkstoffe, Strukturen und insbesondere Klebverbindungen nach genormten und selbst entwickelten Verfahren zu prüfen, z. B. für die Automobilindustrie oder den Schienenfahrzeugbau. Die Ergebnisse dieser Versuche bilden die Grundlage für die Simulation des Bauteilverhaltens. Im Fokus vieler Arbeiten steht das Zugverhalten von faserverstärkten Kunststoffen , aber auch die Schlag- und Schälfestigkeit von Klebungen sind Gegenstand der Prüfungen. Insbesondere um das komplexe Verhalten von Klebverbindungen zu beschreiben, entwickeln die Forscherinnen und Forscher bei Bedarf auch maßgeschneiderte Prüfmethoden.

PVD-PROZESSE FÜR NANOSKALIGE FUNKTIONSWERKSTOFFE | Mittels Sputtertechnologien lassen sich Oberflächen verschiedener Bauteile individuell funktionalisieren. Das Fraunhofer IFAM besitzt dabei eine besondere Kompetenz zum Sputtern in Flüssigkeiten unter Verwendung des sogenannten VERL-Verfahrens. Dies ermöglicht die Herstellung von Nanopartikeln für druckbare Tinten und Pasten.

Wärmeleitfähige Klebstoffe, Vergussmassen und Gapfiller, allgemein auch als TIM bezeichnet, werden überall dort eingesetzt, wo Bauteile thermisch kontaktiert werden sollen. Bis vor wenigen Jahren lag das Hauptanwendungsgebiet dieser Materialien in der Mikroelektronik, um z.B. die Verlustwärme von hochintegrierten Schaltungen oder Leistungshalbleitern zuverlässig in Kühlsysteme abzuführen. Mit dem Aufkommen von Elektrofahrzeugen hat sich der Markt für derartige Produkte stark vergrößert. Sie sind zu einer unverzichtbaren Schlüsselkomponente geworden, die die Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit der Fahrzeugbatterie gewährleistet. Zukünftige Anwendungen liegen u.a. in elektrischen Energiespeichern für Windenergieanlagen und im Bereich der Elektrolyse zur Erzeugung von Wasserstoff.

FUNKTIONALISIERUNG VON BAUTEILEN UND KOMPONENTEN MITTELS PRINTING-TECHNOLOGIEN | Zur Funktionalisierung von Bauteilen und Komponenten mittels Printing-Technologien werden in Abhängigkeit vom späteren Verwendungszweck passende Tinten und Pasten benötigt. Das Fraunhofer IFAM verfügt über umfassende Kompetenzen und Möglichkeiten zur Entwicklung druckbarer Tinten und Pasten. Diese reichen über die Auswahl geeigneter Funktions- und Additivmaterialien, über die Herstellung / Homogenisierung der Pasten und Tinten bis zum nachfolgenden Druck- und Aushärteprozess.

Beim Laserstrahlschmelzen handelt es sich um ein pulverbettbasiertes additives Fertigungsverfahren, das in der Industrie weit verbreitet ist. Das Fraunhofer IFAM beschäftigt sich mit der Material- und Prozessentwicklung entlang der gesamten Prozesskette des Laser Beam Meltings. Mit Hilfe unserer Pulveranalytik können Fließverhalten und Packungsverhalten des Ausgangspulvers charakterisiert werden, welche die Bauparameter maßgeblich beeinflussen. Darüber hinaus wird am Fraunhofer IFAM die komplette Parameterentwicklung für verschiedenste Materialien wie Titan-, Aluminium-, oder Stahllegierungen durchgeführt. Bei der Ermittlung notwendiger Wärmebehandlungen greifen wir auf unsere Analysemöglichkeiten und langjährige Erfahrung aus der Metallverarbeitung zurück.

Die Fertigung komplexer Bauteile mittels Metal Binder Jetting (MBJ) wird für immer mehr Anwendungsbereiche wie den Automobil- oder Werkzeugbau relevant. Das Verfahren hebt sich durch hohe Prozessgeschwindigkeiten, geringe Materialkosten sowie eine enorm große Materialvielfalt von anderen 3D-Druckverfahren ab.

Produkte wie Klebstoffe, Vergussharze und Matrixharze für Faserverbundwerkstoffe oder Lacke müssen heutzutage nicht nur hohe technische und ökologische Standards erfüllen, sondern auch wirtschaftlich und nachhaltig sein. Die Basis zur Erfüllung dieser Anforderungen wird bereits bei den Rohstoffen gelegt. Am Fraunhofer IFAM bildet daher die Entwicklung neuartiger Rohstoffe, wie z.B. reaktive Polymere oder Additive, einen Schwerpunkt der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten. Die entwickelten Rohstoffe werden dabei in anwendungsnahen Formulierungen und spezifischen Anwendungen erprobt. Zudem werden am Institut Musterrezepturen auf der Basis neuer Rohstoffe entwickelt, oftmals auch im direkten Auftrag von Rohstoffherstellern.