Presseinformationen

Durch ihre direkte Nähe zu Werkzeug und Werkstück sind Werkzeugspannsysteme bestens geeignet, prozessrelevante Parameter zu erfassen und aussagekräftige Daten zu generieren. Eine durchgängige Prozessüberwachung – kombiniert mit gezielter Auswertung und klarer Visualisierung der Daten – kann die Fertigung stabilisieren und ihre Planbarkeit verbessern. Nun ist eine Nachrüstlösung, die das Fraunhofer IWU gemeinsam mit einem Hersteller von Spannsystemen entwickelt hat, marktreif: Anwender profitieren von einem effizienteren Produktionsprozess mit konstant hoher Werkstückqualität und minimalen Stillstandszeiten.

Moderne elektrische Zahnbürsten arbeiten mit sehr schnellen, kleinen Borstenbewegungen und Mikrovibrationen. Sie reinigen abrasiv (abtragend). Wer beim Putzen mit dieser Technologie alles richtig macht, kann trotzdem nur bis zu 70 Prozent des Zahnbelags (Plaque) entfernen. Wie wäre es aber, auf 99 Prozent aller Zahnoberflächen – also auch in Zahnzwischenräumen sowie an den Zahnfleischrändern – Plaque, Essensreste und Bakterien zu lösen? Gewissermaßen auf Knopfdruck, ohne selbst Hand anlegen zu müssen? Genau das ist das Ziel des Start-ups »dentson«, das dafür auf die Technologie der Ultraschall-Kavitation setzt.

Seit seiner Gründung 2016 hat sich der Standort von einer kleinen Forschungsgruppe zu einem leistungsfähigen Zentrum für Kunststofftechnik, Leichtbau, additive Fertigung, Biocomposites und nachhaltige Werkstoffsysteme entwickelt. Heute arbeiten rund 50 Personen am Zittauer Institutsteil des Fraunhofer IWU. Das FKO verbindet anwendungsnahe Forschung mit Industrietransfer, regionalem Strukturwandel und internationaler Zusammenarbeit.

Steigende Effizienzanforderungen, wachsende Produktionszahlen und zunehmender Kostendruck stellen Hersteller von Wärmetauschern vor neue Herausforderungen. Die entscheidende Frage lautet: Welche Fertigungstechnologie ermöglicht künftig höchste Bauteilqualität bei gleichzeitig wirtschaftlicher Serienproduktion? Das Fraunhofer IWU kann maßgeschneiderte Antworten auf diese Frage geben. Neben etablierten Verfahren wie dem Hohlprägen (Pressen) sowie der Hochdruckblechumformung (Hydroforming) richtet das Institut den Fokus insbesondere auf eine Technologie mit außergewöhnlichem Produktivitätspotenzial: das Hohlprägewalzen.

Mit dem Bilddatenabgleich begann vor einigen Jahren der Einzug Künstlicher Intelligenz in die Produktion. Nicht nur, aber vor allem für Qualitätskontrollen werden seither neuronale Netze darauf trainiert, im Abgleich eines Bauteils (Ist) mit Referenzbildern Abweichungen (vom Soll) festzustellen. Inzwischen unterstützt auf großen Sprachmodellen basierende generative KI bei der schrittweisen Lösung meist eng eingegrenzter Fragestellungen. In einem iterativen Prozess macht der Mensch über Prompts so lange Vorgaben, bis eine Lösung erreicht ist. Ganz anders arbeitet Agentic AI: Diese wählt für hochkomplexe Aufgaben erforderliche KI-Werkzeuge (Agenten) aus und erarbeitet weitgehend selbstständig Lösungen.

Aluminium ist ein Schlüsselwerkstoff für nachhaltige Mobilität und ressourceneffiziente Produkte. Seine Herstellung ist jedoch energieintensiv. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU zeigen nun, wie sich Produktionsreste, Aluminiumspäne und ausgediente Aluminiumschaumbauteile gezielt in den Herstellungsprozess zurückführen lassen. Die Ergebnisse eröffnen neue Wege für eine kreislauforientierte Produktion von Aluminiumschaum und könnten den Einsatz von Primärmaterial deutlich reduzieren.

Niedrige Pegelstände an Rhein, Donau und Elbe setzen der Binnenschifffahrt schwer zu und haben umso deutlichere Auswirkungen auf die konjunkturelle Entwicklung, je länger sie anhalten. Weiter vertiefte Fahrrinnen sind wegen ihrer ökologischen Auswirkungen umstritten, eine Rückverlagerung von Schwertransporten auf die Straße ist bei vielen Gütern nicht möglich und würde insbesondere hochbelasteten Brücken und sanierungsbedürftigen Straßenabschnitten weiter zusetzen. Nachhaltiger ist es, bei der Konstruktion von Schiffen anzusetzen: Reduziertes Gewicht bedeutet weniger Tiefgang und damit die Option, auch dann noch Güter zu transportieren, wenn andere Schiffe auf Grund zu laufen drohen.

Wie lässt sich der CO₂-Fußabdruck eines Produkts standardisiert, automatisiert und unternehmensübergreifend entlang der Wertschöpfungskette ermitteln? Und wie gelingt dies in Unternehmen, die dafür nur über begrenzte (Personal-)Ressourcen verfügen? »PCF Guidance«, der neue Leitfaden der Plattform Factory-X, an dem das Fraunhofer IWU mitgearbeitet hat, beschreibt Berechnungsmethoden und enthält konkrete Berechnungsbeispiele für Fertigungsprozesse wie Fräsen, Schmieden und additive Fertigung. Es erweitert den Betrachtungsraum auf die industrielle Fertigung von Produkten, die aus mehreren Teilen oder Baugruppen bestehen (diskrete Fertigung) – und ergänzt das Rulebook der Plattform Catena-X, das auf einer höheren Abstraktionsebene und mit Schwerpunkt Automobilindustrie grundlegende Berechnungsstandards setzt.

Die Hydro-Umformung ist ein Verfahren, bei dem hoher Flüssigkeitsdruck genutzt wird, um Bleche oder Rohre in die gewünschte Form zu bringen. Statt eines zweiten starren Werkzeugs übernimmt eine Flüssigkeit die Kraftübertragung. Chemnitzer Forschenden ist es nun gelungen, bei der Hochdruckblechumformung (HBU) die Fertigungszeiten durch geschickte Prozessintegration erheblich zu verkürzen – statt bislang höchstens 8 sind nun 60 Takte pro Minute »drin«. Ein weiterer Coup des IWU-Teams: Durch die Kombination von Hydro-Umformung und Fließpressen lassen sich hybride Metall-Kunststoff-Verbundbauteile wesentlich einfacher herstellen als bisher.

Hinter dem Kürzel POCT verbergen sich patientennahe Tests und Diagnosen, die statt im Labor beispielsweise bei Patienten zuhause oder im Rettungswagen durchgeführt werden. Sie sind oft das Mittel der Wahl, wenn es auf schnell verfügbare und zuverlässige Ergebnisse ohne hohen Aufwand ankommt. POCT hält nun auch in der Umweltdiagnostik Einzug. Anwendungsbeispiele sind etwa die Überwachung von Abwasser und Gewässern, sensorbasierte Systeme zur Verbesserung des Stallklimas in Mastbetrieben oder mobile Bodenanalytik für einen präziseren Düngemitteleinsatz in der Landwirtschaft. Aber auch bei verschiedenen Gefahrenlagen können schnell verfügbare Daten helfen, Leben besser zu schützen.

Bei anstrengenden, wenig ergonomischen und sich wiederholenden Tätigkeiten kann Robotik Mitarbeitende entlasten. Doch gerade in der Montage müssen viele Faktoren berücksichtigt werden, bevor Automatisierungslösungen wirtschaftlich sinnvoll umgesetzt werden können – und in Summe Erleichterungen für das Personal »am Band« schaffen. Genau solche Umsetzungsbeispiele erprobt ein Projektteam aus Fraunhofer IWU und Volkswagen Sachsen GmbH aktuell am Fraunhofer IWU: als hybrid-autonomes Montagesystem (HAutoMont), das eine wirtschaftliche und teilautonome Montage von PKW-Unterbodenverkleidungen ermöglicht. Das Team erarbeitet Empfehlungen für eine automatisierungsgerechte Weiterentwicklung von Montageprozessen und Bauteilen.

Wie lassen sich Verkaufszahlen zuverlässiger prognostizieren, Produktionskapazitäten vollständig digital planen und gleichzeitig Mitarbeiterwissen systematisch einbinden? Mit dieser Fragestellung hat das Fraunhofer IWU für die frottana Textil GmbH & Co. KG, das Unternehmen hinter der Marke MÖVE, ein KI‑gestütztes Bedarfsprognosetool entwickelt. Es wertet historische Verkaufsdaten intelligent aus und liefert Unternehmen eine belastbare, datenbasierte Grundlage für ihre Absatz‑ und Bestellplanung; in einem nächsten Schritt könnte auch die Produktionsplanung angepasst werden.

Mikrokapseln mit reaktivem Zweikomponenten-Klebstoff können Klebprozesse in Industrie und Montage vereinfachen und die Arbeitssicherheit erhöhen: Der Klebstoff ist zunächst sicher in Kapseln eingeschlossen, der Kontakt mit offenen reaktiven Komponenten kann reduziert werden, und die Aktivierung erfolgt erst beim Verpressen bei Raumtemperatur. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP im Potsdam Science Park sucht Partner aus Industrie und Forschung, die konkrete Bauteile, Trägermaterialien oder Montageprozesse für anwendungsnahe Tests einbringen möchten.

Wo es im Körper sehr eng ist und feinste Nerven- oder Gefäßstrukturen geschont werden müssen, ist die sogenannte minimalinvasive Chirurgie gefragt. Robotersysteme, die Bewegungsbefehle des Chirurgen hochpräzise, in Echtzeit und millimetergenau übersetzen, dabei auch feinstes Zittern herausfiltern können, sind bereits erfolgreich in Kliniken im Einsatz. Nun verspricht die Kombination dieser Technik mit Datenbrillen einen weiteren Innovationsschub. Im Spatial Computing visualisieren diese mittels Einblendungen ins Blickfeld der Operateure, was sie von außen nicht sehen können. Als Grundlage für die Wegeführung zum Zielgebiet dienen präzise, hochaufgelöste Bilddaten des Patienten, beispielsweise aus der Magnetresonanztomographie (MRT).

Richtig geplant und dimensioniert können Energiespeicher in der Produktion (ESiP) eigene erneuerbare Energie optimal »verwerten«. Der 2025 auf der Messe ees Europe vorgestellte ESiP Analyzer hat seinen Praxistest bei Energieversorgern und Industrieunternehmen inzwischen mit Bravour gemeistert: Das Tool hilft Fabriken, die Integration erneuerbarer Energien zu verbessern und Leistungsspitzen zu reduzieren. Bisherige Erfahrungen zeigen, dass gezielte Simulationen und optimierte Betriebsstrategien in einigen Szenarien die Nutzung von annähernd der Hälfte des selbst erzeugten Stroms ermöglichen. Auch die Netzstabilität profitiert vom »geglätteten« Verbrauch durch den Einsatz von Speichern.

Rund ein Jahr nach Inbetriebnahme darf sich das Wasserstoff-Prüflabor am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU als leistungsfähige Plattform für die Industrie bezeichnen. Mit erweiterten Prüfmöglichkeiten, ersten erfolgreichen Kundenprojekten und der Einführung des modularen Elektrolyseur-Stacks HyVentus als Technologieplattform bietet das Fraunhofer IWU Unternehmen entlang der Wasserstoff-Wertschöpfungskette umfassende Unterstützung – von der Komponentenentwicklung bis zur Systemvalidierung.

Seit 2025 leitet das Fraunhofer IWU das Forschungsfeld Leichtbau. Dieser Zusammenschluss bündelt die Kompetenzen von 16 Fraunhofer-Instituten und bildet damit eine leistungsstarke, interdisziplinäre Plattform entlang der gesamten Wertschöpfungskette des Leichtbaus – von der Materialentwicklung bis zur validierten Anwendung im Produkt. Ziel ist es, Unternehmen integrierte Forschungs‑ und Entwicklungsleistungen »aus einer Hand« bereitzustellen und Innovationen effizient in industrielle Anwendungen zu überführen.

Pultrusion ist ein vollautomatisches Fertigungsverfahren, bei dem Fasern durch ein Harzbad geführt und als getränktes Material anschließend durch eine beheizte Form gezogen werden. Im ausgehärteten Zustand entsteht ein Profil mit besonders hoher mechanischer Festigkeit. Es kann direkt in die gewünschte Geometrie gezogen und in beliebiger Wandstärke, bei Bedarf auch mit Hohlkammern oder Hinterschneidungen gefertigt werden. Durch die Kombination verschiedener Fasern und Harzsysteme lassen sich gewünschte Eigenschaften exakt einstellen. Hohe Produktionsgeschwindigkeiten, niedrige Herstellkosten und ihre konstante Qualität machen pultrudierte Profile auch für völlig neue Anwendungen attraktiv – etwa in Solaranlagen, Rotorblättern von Windkraftanlagen oder E-Auto-Batterien. In Betonkonstruktionen sind diese Profile korrosionsanfälligem Stahl als Armierungsmaterial weit überlegen.

Bislang blieb der Feinstaub aus dem Abrieb von Reifen und Bremsen in der europäischen Abgasgesetzgebung unberücksichtigt. Erst die Euro-7-Norm, die ab Ende 2026 für neu entwickelte (typzugelassene) und ab Ende 2027 für alle neu zugelassenen PKW und Kleintransporter in Kraft tritt, führt verbindliche Grenzwerte ein. Das Ziel: den Ausstoß von Feinstaubpartikeln mit einem Durchmesser von weniger als 10 Mikrometern, die tief in die Atemwege eindringen können, zu begrenzen. Solche Partikel gelten als besonders gesundheitsschädlich. Ein Projektkonsortium mit Beteiligung des Fraunhofer IWU stellt nun eine Bremsscheibe aus Edelstahl vor, die die strengen EU-Vorgaben problemlos erfüllt.

Windturbinen und Rotorblätter sind auf eine Lebensdauer von etwa 20 Jahren ausgelegt, nach spätestens 30 Jahren steht ein Austausch an. Kurz nach der Jahrtausendwende setzte ein Boom bei Windkraftanlagen ein, sodass in Europa schon bald mehrere zehntausend Tonnen Verbundmaterialien ihr End of Life erreichen – pro Jahr. Dabei stellen ausgediente Rotorblätter aus glasfaserverstärktem Kunststoff die Kreislaufwirtschaft vor erhebliche Herausforderungen: Thermische Verwertung oder Schreddern zur Beimischung kleinster Faserreste in Zement sind keine nachhaltigen Optionen; eine Deponierung ist in der Europäischen Union aus guten Gründen untersagt. Für künftige Windkraftanlagen zeigt das Fraunhofer IWU gemeinsam mit Partnern im EU-Projekt RECREATE neue Wege bei Materialauswahl, Fügeverfahren und Design auf – damit verschleißende Komponenten austauschbar gemacht und aus recyclingfähigen Materialien gefertigt werden können.