Presseinformationen

Industrielle Fertigungsprozesse sollen gleichermaßen effizient, flexibel und für die Mitarbeitenden sicher sein. Arbeiten Mensch und Roboter gemeinsam an komplexen Aufgaben gilt es, Zielkonflikte zwischen diesen Anforderungen zu vermeiden. Im EU-Projekt Sharework entwickelte das Team vom Fraunhofer IWU um Aquib Rashid M.Sc., Ibrahim Al Naser M.Sc. und Dr.-Ing. Mohamad Bdiwi dazu einen Geschwindigkeitsregler sowie ein multimodales, umfassendes Wahrnehmungssystem. Für die Sicherheit muss die Roboterbewegung bei menschlicher Annäherung auch weiterhin verlangsamt werden, aber deutlich weniger als bisher: rund 25 Prozent schnellere Roboterbewegungen bedeuten einen erheblichen Effizienzgewinn.

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 gehen vier Fraunhofer-Institute im 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. Die weltweit erste Forschungsanlage für die vollautomatisierte Zerlegung von Stacks nimmt im Rahmen von Stack2P nun im Forschungscampus Open Hybrid LabFactory (OHLF) in Wolfsburg ihren Betrieb auf.

In seinen unterschiedlichen Disziplinen und Ausprägungen gewinnt Design für die Forschungsarbeit bei Fraunhofer zunehmend an Bedeutung. Um diesen Trend zu unterstützen, gründen stellvertretend für die Forschungsgesellschaft die drei Dresdner Fraunhofer-Institute IVI, IWS und IWU gemeinsam mit der Technischen Universität Dresden das »DesignLab for Applied Research«. Dieses soll aus der sächsischen Landeshauptstadt heraus Designforschung mit allen Fraunhofer-Instituten national – und perspektivisch international – erbringen. Das DesignLab wurde am 8. März 2023 offiziell eröffnet.

Therapien zu Behandlung von Skoliose, der häufigsten Wirbelsäulenerkrankung bei Kindern und Jugendlichen, sind für die jungen Patienten oft belastend und für den Therapeuten mit einem hohen Zeitaufwand verbunden. Bei krankengymnastischen Therapien gibt iScoolio nun Patientinnen und Patienten über visuelle Rückmeldungen in einer App die Sicherheit, ohne professionelle Überwachung durchgeführte therapeutische Übungen auch »richtig« gemacht zu haben. Gamification-Elemente steigern zusätzlich die Motivation. Dies gilt auch für Skolio-FED, einem innovativen System für die Korsettbehandlung. Modernes und wertiges Design sprechen die Patienten an, datenbasierte Empfehlungen zur Therapie unterstützen den Therapeuten. Und das Fraunhofer IWU macht auch Orthesen smart: Bei Sprunggelenksverletzungen misst SensO-FeeT Kräfte, Winkel und Beschleunigungen im Sprunggelenk während des Gehens, um die Belastungen des verletzten Gelenks zu ermitteln. Eine App kann so vor erneuter Überlastung warnen. Für die Ruhigstellung vieler weiterer Gelenke stehen nun 3D-gedruckte Orthesen mit integriertem Draht zur Verfügung. Über den eingebetteten Draht lässt sich die Orthese erwärmen und je nach Behandlungsfortschritt immer wieder neu an das Gelenk anpassen.

Die Automobilindustrie befindet sich in einem Transformationsprozess, der von mehreren zeitgleich wirkenden Trends getrieben wird und den Unternehmen erhebliche Anpassungsleistungen abverlangt. Im Projekt TuWAs entsteht ein umfassender »Baukasten« zur Gestaltung dieses tiefgreifenden Wandels. Gerade kleinere und mittlere Unternehmen sollen von wichtigen Entscheidungs- und Umsetzungshilfen profitieren. Umformtechnische Wertschöpfungsketten im Antriebsstrang stehen im Fokus des Transformations-Hubs.

Wer sich im produzierenden Gewerbe erfolgreich behaupten möchte, muss seine Teilefertigung kontinuierlich optimieren. Viele der üblichen Optimierungsmaßnahmen sind in der industriellen Serienfertigung jedoch so weit ausgeschöpft, dass keine spürbaren Verbesserungen mehr erzielbar sind. Dies gilt gerade für Zerspanungsprozesse, die oft einen erheblichen Teil der Wertschöpfung ausmachen. Das Gründerteam VibroCut am Fraunhofer IWU zeigt: durch innovative Schwingungsunterstützung lassen sich in diesen Prozessen Bearbeitungskräfte, Werkzeugverschleiß, Gratbildung und Spanbruchprobleme reduzieren. Dank Schwingungsunterstützung ist eine deutliche Produktivitätssteigerung realisierbar, auch Stillstandszeiten von Maschinen und Anlagen werden erheblich verringert. Bei der Zerspanung schwer spanbarer Werkstoffe ist die Schwingungsunterstützung sogar Grundvoraussetzung für eine industrielle Machbarkeit.

Frauen in MINT-Berufen werden in Wirtschaft und Wissenschaft dringend benötigt. Höchste Zeit, diese Berufe durch gezielte Förderung für Frauen attraktiver zu machen. Das Fraunhofer IWU hat sich auf die Fahnen geschrieben, für die produktionstechnische Forschung den nächsten Schritt zu gehen: mit einem umfassenden, langfristig angelegten Maßnahmenpaket vom Recruiting über Mentoring bis hin zu maßgeschneiderten Förderangeboten für jede Karrierephase. Es erprobt nun Strukturmaßnahmen zur Relevanzprüfung von Geschlechteraspekten in der Forschung – für noch bessere Forschungsergebnisse.

Gebrauchtwagen oder Unfallautos werden oftmals mit hohem Energieaufwand verschrottet, selbst wenn viele Teile noch funktionsfähig sind. Fraunhofer-Forschende entwickeln im Projekt EKODA eine bessere Alternative: In einem komplexen Testverfahren werden zunächst alle Komponenten untersucht. Ein Bewertungssystem gibt dann Empfehlungen, wie die Komponenten weiterverwendet werden könnten. Das Konzept optimiert die Lebensdauer der einzelnen Teile und ermöglicht den Aufbau einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft im Bereich der Mobilität. Batterien, Getriebewellen oder Zahnräder könnten so auch in Anwendungen außerhalb des Automobils landen.

Etwas mehr als ein Jahr erkundete Nussknacker Wilhelm im Weltall innovative Materialien für das heimatliche Erzgebirge, im Auftrag seines Seiffener Schöpfers Markus Füchtner. Die Idee dabei: was in Weltraumanwendungen gute Dienste leistet, müsste auch auf der Erde funktionieren. Gedacht, gemacht – so konnte Wilhelm im heimischen Seiffen die Kunsthandwerker schnell für ein neues Produkt mit innovativem Materialmix begeistern, das perfekt in die Weihnachtszeit passt. Ergebnis der Tüftelarbeit ist die Räucherrakete, die als Treibstoff weder Wasserstoffperoxid noch flüssigen Sauerstoff benötigt. Sondern nur die gute alte Räucherkerze, dank einer vom Fraunhofer IWU entwickelten innovativen Anwendung von Formgedächtnislegierungen. Dieses Zaubermaterial reagiert auf die beim Räuchern entstehende Wärmeentwicklung mit Ausdehnung und »sprengt« die Raketenkapsel auf. Ein verschmitzt lächelnder Wilhelm kann so der Rakete entsteigen.

Sterile Einmalprodukte haben einen großen Anteil an dem Abfallaufkommen in Krankenhäusern und Arztpraxen. Hohe Hygienestandards setzen dem Prinzip »Reuse, Reduce, Recyle« gewisse Grenzen. Dennoch sollte der Anspruch einer nachhaltigen Medizintechnik sein, ressourcenschonender zu wirtschaften und ihre Produkte in eine Kreislaufwirtschaft zu überführen - damit Einweg-Produkte den Weg ins Recycling statt in die Müllverbrennung finden. Nachhaltige Medizintechnik kümmert sich auch um den Menschen in seiner Individualität. Künstlicher Ersatz (Prothesen) oder Stützstrukturen (Orthesen) für Gelenke und Körperteile erhalten oder verbessern Lebensqualität, wenn sie optimal auf die Ergonomie und Bedürfnisse von Patientinnen und Patienten angepasst sind. Diagnostik, die schnell und unkompliziert vor Ort beim Menschen (Point-of-Care), auch in strukturschwachen Gebieten einsetzbar ist, kann lebensrettend sein. Das Fraunhofer IWU ist überzeugt: der Beitrag der Produktion macht jeweils den entscheidenden Unterschied.