Referenzprojekte zum Thema Nachhaltigkeit und Circular Economy

Das Konsortium des Fraunhofer-Leitprojekts »FutureCarProduction« wird ganzheitliche Lösungsansätze für die Bewertung neuer Karosseriekonzepte der Automobilindustrie entwickeln. Dazu gilt es Methoden, Prozesse und Technologien zu etablieren, mit denen die ökologische Nachhaltigkeit methodisch bewertet und technologisch gewährleistet werden kann im Zielkonflikt mit technischer Performance und Kosten.

Die Zielstellung im Teilprojekt »Batteriemodulbau« des BMBF-Projekts FutureFlexPro lag in der konstruktiven Neugestaltung eines Batteriemoduls unter Berücksichtigung von Zellgeometrie und -anordnung, Thermomanagement, Brandschutz sowie Moduldemontage. Die Konstruktion des Batteriemoduls orientierte sich an Materialien und Fertigungstechnologien der beteiligten Projektpartner Fraunhofer IFAM, IST, IWU und WKI.

Die fortschreitende Digitalisierung erzeugt stetig steigende Datenmengen, deren Nutzung erhebliche gesellschaftliche und ökonomische Potenziale bietet. GAIA-X – ein europäisches Projekt – bietet den Rahmen für eine vernetzte Dateninfrastruktur und die Schaffung eines digitales Ökosystems auf der Grundlage europäischer Werte. Das Projekt COOPERANTS (Collaborative Processes and Services for Aeronautics and Space) will Digitalisierungsprozesse in der Luft- und Raumfahrtbranche mithilfe von GAIA-X beschleunigen, um effizientere Formen für zukünftige Arbeitsmethoden und Prozesse über den gesamten Lebenszyklus von Raum- oder Luftfahrzeugen hinweg umzusetzen.

Im Pompey-Projekt wird ein innovativer Multimaterialansatz für die additive Fertigung entwickelt, der auf der Schmelzextrusion von Polymer- und Metallwerkstoffen basiert. Ziel ist die Herstellung von Multimaterialteilen mit verbesserter Leistung, reduziertem Energie- und Materialbedarf sowie geringeren Kosten durch Verwendung eines neu entwickelten hybriden Fertigungssystems.

Am Kunststoffzentrum Oberlausitz arbeiten Experten des Fraunhofer IWU Zittau und der Professur für Funktionsintegrierende Kunststofftechnologien der Hochschule Zittau/Görlitz kontinuierlich daran, Design und Funktionalität durch innovative Fertigungstechnologien zu verbinden. Gemeinsam mit dem schwedischen Forschungsinstitut RISE entstand ein besonderes Projekt: die Entwicklung von fünf Design-Bänken für die Uferlandschaft des Olbersdorfer Sees. Die Bänke symbolisieren den erfolgreichen Einsatz von großformatigem 3D-Druck. Diese Technologie ermöglicht die Entwicklung verschiedener Designmodelle, die auf die Bedürfnisse der Parkbesucher zugeschnitten sind.

Steigenden Umweltbewusstsein sowie sich wandelnde gesellschaftliche Aspekte führen dazu, dass bestehende System- und Produktionskonzepte zukünftig noch stärker hinterfragt werden. Wirtschaftliche Krisen sorgen zudem dafür, dass neue und finanzstarke Anbieter auf den Markt treten, die den hochdynamischen Wandel von Technologien und Produkten beschleunigen und damit auch etablierte Unternehmen unter Druck setzen. Um diesem Druck standzuhalten, müssen insbesondere deutsche Unternehmen resiliente Produktionstechnologien und Digitalisierungsansätze etablieren. In verschiedenen Projekten wird die Entwicklung und Erprobung von Schlüsseltechnologien und methodischen Basiskonzepten verfolgt.

Im Karosseriebau wurden Schraubverbindungen weitgehend durch Schweiß-, Löt-, Kleb- und Nietverbindungen ersetzt. Will man Schweiß- oder Nietverbindungen trennen, führt das in der Regel zur Beschädigung der Karosseriebauteile. Ein Teilprojekt im Rahmen des EU-Projekts CarE-Service beschäftigt sich mit der technologischen Entwicklung von trennbaren Verbindungen, die eine zerstörungsfreie Demontage von Karosseriebauteilen und damit eine Wiederverwendung dieser Komponenten ermöglichen sollen.

Die Branche der Versicherungsunternehmen meldet, dass es zukünftig zu deutlich höheren Preisen in der Kraftfahrzeugversicherung kommen wird. Gründe dafür sind eine gestiegene Schadenfrequenz sowie vor allem die stark überdurchschnittlich steigenden Ersatzteil- und Reparaturkosten bei den Fahrzeugen. Ein Verbund aus Fraunhofer-Instituten präsentiert mit dem Auto²ReBot eine innovative, roboterbasierte Lösung für die vollautomatisierte Reparatur von Stoßfängern.

Im Verbundprojekt »Papure« vereinen Forschenden aus vier Fraunhofer-Instituten ihre Forschungsexpertise für die Entwicklung eines komplexen Fügeverfahrens, dass die Herstellung von Papierverpackungen ohne stoffliche Verunreinigungen (wie Klebstoff oder Kunststoff) ermöglicht und gleichzeitig die Sicherung der Qualität und Zuverlässigkeit des Prozesses gewährleistet.

Wie müssen Stapel aus Brennstoffzellen (Stacks) in Fahrzeugen beschaffen sein, damit die eingesetzten Materialien am Ende des Produktlebens in automatisierten Prozessen demontiert, wiederverwertet oder am besten sogar wiederverwendet werden können? Dieser Frage geht der Verbund Stack to Piece (Stack2P) des Nationalen Aktionsplans Brennstoffzellen-Produktion (H2GO) nach. Das Ziel: bereits vor Beginn der industriellen Großserienproduktion von Stacks deren Produktdesign so zu beeinflussen, dass eine zerstörungsfreie Demontage erleichtert wird. Denn intelligentes Produktdesign und effiziente Demontageprozesse sind entscheidende Voraussetzungen, damit es möglichst viele Bauteile aus ausgedienten Stacks in ein zweites Produktleben schaffen.