Presseinformationen

Kleinere Losgrößen anstelle von Masse, komplexere Produktionslinien, steigender Wettbewerbsdruck, instabile Lieferketten: Vor diesem Hintergrund nimmt sich das deutsch-französische Forschungsprojekt GreenBotAI der Robotik an. Drei Stoßrichtungen stehen dabei im Vordergrund – auch in Pandemiezeiten die Produktion künftig nicht mehr abreißen zu lassen, Europas Unabhängigkeit in der Produktionsautomatisierung zu stärken und den Energieverbrauch von Roboteranwendungen in europäischen Fabriken deutlich zu senken.

Klimafreundliche Brennstoffzellensysteme, die künftig beispielsweise Fahrzeuge antreiben sollen, sind bislang noch selten und teuer. Dies liegt unter anderem an der aufwändigen und kostspieligen Herstellung der Bipolarplatten – einer Schlüsselkomponente von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen, die für viele Wasserstoffsysteme benötigt werden. Einen wichtigen Schritt in Richtung Kostensenkung und Massenproduktion von Bipolarplatten macht das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU nun mit einer neuartigen Anlage zum Hohlprägewalzen: der BPPflexRoll. Vom 22. bis 26. April präsentieren die Fraunhofer-Forscherinnen und -Forscher eine Komponente der Anlage auf der Hannover Messe 2024 auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 2, Stand B24.

In der Forschungsfabrik am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU wird schon seit geraumer Zeit an der energie- und ressourceneffizienten Produktion gearbeitet. Für eine klimaneutrale Fabrik ist die Versorgung mit regenerativ erzeugter Energie einschließlich »grüner« Speichertechnologien ein wesentlicher Baustein. Das H2-Kraftwerk an der Forschungsfabrik, bestehend aus Elektrolyseur, Wasserstoffspeicher, Brennstoffzelle und zusätzlichem Batteriespeicher, wird wichtige Impulse zur dezentralen, stationären Energieversorgung von Fabriken mit Wasserstoff geben.

Elektrolyseure erzeugen mit Hilfe von Strom Wasserstoff. Bereits »kleine« Elektrolyseure benötigen eine große Anzahl von Bipolarplatten (BPP), die die Wandlungskomponente CCM (Catalyst Coated Membrane) umschließen. Je hochwertiger die Schweißverbindung der Bipolarplatten, desto höher fällt der Wirkungsgrad des Systems aus; sinkt zugleich die Bearbeitungszeit, reduzieren sich die Fertigungskosten. Mehr Qualität bei geringeren Kosten: So setzt das Elektronstrahlschweißen neue Maßstäbe. Das Fraunhofer IWU perfektioniert diese Technologie nun für die Elektrolyseurfertigung, als Beitrag zur Industrialisierung von Wasserstoffsystemen.

Einfach, kostengünstig und zuverlässig Messdaten zum Gesundheitszustand vor Ort beim Patienten ermitteln und auswerten zu können, bringt in vielen Situationen einen entscheidenden Zeitgewinn: Das WIR! Bündnis DIANA hat in der Region zwischen Leipzig und Chemnitz ein Netzwerk zur Entwicklung und Fertigung von innovativer Point-of-Care-Diagnostik (POCT) aufgebaut. Damit können einzelne Gesundheitsdaten unkompliziert erhoben und in Minilaboren zügig ausgewertet werden – mitunter von den Patienten selbst. Der Schwerpunkt liegt zunächst auf humanmedizinischen Anwendungen, aber auch in der Pflege, im Sport oder in der Veterinärmedizin sieht das WIR! Bündnis DIANA einen Bedarf an schneller und zuverlässiger Diagnostik.

Pilzmyzel ist ein nachwachsender Rohstoff. In der Pharmazie ist er seit vielen Jahren nicht mehr wegzudenken. Doch Pilzmyzel hat noch viel mehr Potenzial. Als biologisch abbaubarer Werkstoff kann es verschiedene Materialien nachhaltig ersetzen, wie beispielsweise tierisches Leder, Verpackungsmaterial aus Holz, Pappe oder Styropor® und Dämmwolle. Ein Forscherinnenteam am Fraunhofer IWU erschließt nun ein weiteres Einsatzgebiet für den Pilzmyzelwerkstoff: als komplexe Funktionseinheiten zusammenfassende Bauteile, die hochwertige Transmissionline-Lautsprecher noch besser klingen lassen. Das ehrgeizige Ziel lautet, Lebend-Myzel im 3D-Druck zu verarbeiten und anschließend gezielt im Wachstum zu beeinflussen, um in einem Vorgang sowohl schallreflektierende als auch schallabsorbierende Eigenschaften zu erzielen.

Bis 2035 sollen nach EU-Vorgaben Neufahrzeuge nahezu vollständig aus recycelten, überarbeiteten, umfunktionierten, reparierten oder wiederverwendeten Teilen hergestellt werden und der Verbrauch neuer Rohstoffe für die PKW-Produktion gegen Null gehen. Das entspricht einer Einsparung von über 1,5 Tonnen Material pro Fahrzeug. Dabei müssen Neufahrzeuge auch künftig alle Anforderungen hinsichtlich der Crashsicherheit erfüllen und den Qualitätsansprüchen der Kunden genügen. Unter Federführung des Fraunhofer IWU zeigt ein Konsortium aus 28 europäischen Partnern, darunter fünf Automobilhersteller, im EU-Projekt ZEvRA nun Wege in eine konsequent ressourcenschonende Produktion auf. Die Partner wollen auf Basis eines beliebten Serienmodells von Skoda virtuell ein Circular Car Concept entwickeln; zu Demonstrationszecken werden sie ein Fahrzeug mit Teilen aus recycelten Werkstoffen aufbauen, die den Kriterien der Kreislaufwirtschaft entsprechen.

Wenn 1 Kilogramm Wasserstoff beim PKW (rund) 100 Kilometer Reichweite erlaubt, findet ein H2-Tank für den elektrischen Antrieb auch im begrenzten Bauraum eines Motorrads Platz. Wesentlich anspruchsvoller ist es, in der Rahmenkonstruktion ein komplettes Brennstoffzellensystem unterzubringen, das ›an Bord‹ für die Umwandlung des Wasserstoffs in elektrische Energie benötigt wird. Dieser Herausforderung stellt sich nun ein deutsch-tschechisches Konsortium aus Forschungseinrichtungen und produzierenden Unternehmen: Bis Ende 2025 wird ein fahrfähiges Motorrad als Demonstrator aufgebaut, der den strengen europäischen Zulassungsnormen und Zertifizierungsvorschriften gerecht wird.

Die Rentabilität einer Photovoltaik-Anlage ist – ganz wörtlich – Auslegungssache: ARON (Automated Renewable hOmepower Network), das am Hydrogen Lab Görlitz des Fraunhofer IWU entwickelte Bewertungstool, bezieht Faktoren wie Standort, Dachneigung, Stromverbrauchsprofile oder technische Daten der vorgesehenen Module in die Berechnung ein. Doch ARON kann noch viel mehr: Es berücksichtigt auf Wunsch auch den Energiebedarf von Wärmepumpen und empfiehlt eine passende Dimensionierung von Akkuspeichern. Für Privathaushalte ist ARON kostenlos nutzbar. Mit ihrer Auslegungssoftware haben Forschende des Fraunhofer IWU für den TÜV SÜD nun ein Konzept zur künftig CO2-neutralen Energieversorgung des Standorts Leipzig-Stahmeln entwickelt.

Große Presswerkzeuge bringen Werkstücke durch tonnenschweren Druck in die gewünschte Form. Doch welche Auswirkungen haben die immensen Kräfte auf das Werkzeugverhalten selbst? Wo so viel solider Stahl zum Einsatz kommt, kann nicht viel passieren – oder doch? Tatsächlich verformen sich Presswerkzeuge und selbst die Presse unter Prozesslast elastisch, mit entsprechenden Auswirkungen auf das Werkstück. Werden diese Effekte bei Konstruktion und Einarbeitung neuer Werkzeuge nicht berücksichtigt, sind viele teure Überarbeitungsschleifen erforderlich, bis die gewünschte Maßhaltigkeit des Bauteils erreicht ist. Hat der Werkzeugmacher solche Verformungseffekte völlig unterschätzt, muss das Presswerkwerkzeug auf der Fräsmaschine noch einmal komplett überarbeitet werden. Produktionsausfälle drohen, im ungünstigsten Fall für mehrere Monate. Die am Fraunhofer IWU entwickelte Software PRESSMate hilft nun, die Kosten für die Werkzeugeinarbeit in vielen Szenarien um bis zu 40 Prozent zu reduzieren und mehrere Einarbeitungsschleifen einzusparen.