Presseinformationen

Wire bzw. Fiber Encapsulating Additive Manufacturing (WEAM/FEAM) könnte die industrielle Fertigung von Bauteilen, in die komplexe und doch kompakte Verkabelungen, Sensoren, Aktoren oder Beleuchtungssysteme eingebracht werden müssen, drastisch vereinfachen, indem es diese Komponenten gleich mitdruckt. Das FEAM-Verfahren nutzt anstatt Drähten Fasermaterial aus Glas, das über einen Polymermantel auf ein beliebiges Substrat aufgebracht wird, ohne die optischen Eigenschaften zu beeinträchtigen. Diese Technologie ermöglicht es, auf 2D- oder 3D-Oberflächen frei gestaltbare Leuchtelemente, Sensoren oder Datenleiter aufzubauen. Neu entwickelt am Fraunhofer IWU: die Automated Cable Assembly (AuCA). Wo konventionelle Robotik an der Produktion und automatisierten Verlegung biegsamer Kabelsätze in Automobilen scheitert, stellt AuCA Verkabelungen mittels einer robotergeführten Form auf einem Bauteil her und fixiert sie mit einem Polymer.

Die vierte industrielle Revolution setzte vor etwa eineinhalb Jahrzehnten ein und wird oft als Sammelbegriff für eine Vielzahl von Digitalisierungslösungen und datengetriebene Produktionssysteme verwendet. Doch viele kleine und mittelständische Betriebe fremdeln weiterhin mit dem Begriff Industrie 4.0: Zahlreiche ›Lösungen von der Stange‹ erscheinen ihnen als zu komplex, zu teuer in Einführung und Betrieb oder mehr am technisch Machbaren als am konkreten Bedarf einer Fertigungsanforderung orientiert. Oftmals überfordert das die Mitarbeitenden mehr, als dass es sie unterstützt. Doch es geht auch anders: Ein Projekt des Fraunhofer IWU mit der Mitras Composites Systems GmbH führt Mensch und Technik in teilautomatisierten (hybriden) Montageszenarien zum Bau von Fahrradgaragen zusammen. Das Ziel: robuste, wirtschaftlich nachhaltige und menschzentrierte Prozesse. Basis war eine umfassende Bedarfs- und Anforderungsanalyse gemeinsam mit den Mitarbeitenden.

Im neuen SEAM-Research-Center wollen die Forschenden das Potenzial des Screw Extrusion Additive Manufacturing (SEAM) noch besser ausschöpfen. Herzstück des Centers ist Epic3D, ein neuentwickelter Portaldrucker, der die Fertigung von Kunststoff-Bauteilen im XXL-Format ermöglicht. Der kontinuierliche Ablageprozess und versteifende Strukturen garantieren belastbare Bauteile; damit steht dem Einsatz der Technologie für die Herstellung von individuell gestalteten Fassadenelementen und weiterer, witterungsbeständiger Produkte für den Bausektor nichts mehr im Wege.

Der Antrieb eines Schienenfahrzeugs ist der größte Energieverbraucher im Betrieb, gefolgt von den Systemen zur Temperierung von Fahrgastraum und Antrieb – unabhängig von der Antriebsart der Züge. Bei elektrisch betriebenen, aber nicht über Oberleitungen oder Stromschienen mit Energie versorgten Zügen müssen zusätzlich Batterien oder Brennstoffzellen in einer optimalen Betriebstemperatur gehalten werden. Viele Bahnbetreiber ziehen den Einsatz solcher Züge für die knapp 40 Prozent noch nicht elektrifizierten Streckenabschnitte in Deutschland in Betracht. Bei diesen Zügen hat der Gesamtenergieverbrauch großen Einfluss auf Reichweite und mögliche Einsatzzeiten.

Am Dresdner Institutsteil des Fraunhofer IWU beschäftigen sich wissenschaftliche Mitarbeitende seit nunmehr 15 Jahren mit der additiven Technologie LPBF (Laser Powder Bed Fusion), bei dem ein Laserstrahl schichtweise metallisches Pulver lokal an den Stellen aufschmilzt, an denen das Bauteil entstehen soll. Um mit diesem Verfahren aus Pulver ein funktionierendes Bauteil entstehen zu lassen, bedarf es der Beherrschung der gesamten physischen als auch digitalen Prozesskette. Angepasste Scanstrategien, welche die Abfolge, Länge, Ausrichtung und Abstände der Laserbahnen definieren, sind für LPBF ein besonders erfolgversprechender Ansatz. Sie helfen, Bauteile filigraner, homogener, maßhaltiger und mit verbesserten Oberflächen herzustellen.

Ein Buch mit Erfolgsgeschichten, das junge Frauen für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik (MINT) begeistert, mit Beispielen aus der Wissenschaft? Das allein wäre den Fraunhofer-Forscherinnen um Manja Mai-Ly Pfaff-Kastner, Esther Packullat, Dr. Isabel Michel, Lisa Martha Hecker und Prof. Dr. Tanja Manuela Kneiske zu wenig. »Forscherinnen im Fokus – Wir schaffen Veränderung« will mehr: die Welt der Künstlichen Intelligenz und Simulation mit den Augen außergewöhnlicher Wissenschaftlerinnen betrachten und dabei spannende, eben ganz persönliche Geschichten erzählen. ›Frau N. Hofer‹, so der Kurztitel, spürt vielfältigen (Lebens-)Wegen in der Wissenschaft nach und lenkt so »ganz nebenbei« den Blick auf faszinierende Gestaltungschancen gerade in der angewandten Forschung.

EmulDan steht für »Energieeffizienz in der Produktion durch multivalente Datennutzung«. Im gleichnamigen Verbundprojekt belegten das Fraunhofer IWU und seine Industriepartner, dass deutlich verbrauchsärmere Prozessrouten bei gleichbleibender Bauteilqualität möglich sind, teilweise lässt sich sogar die Bearbeitungsdauer verkürzen. Und nicht nur das: Werden Prozesse konsequent energieeffizient ausgelegt, sinkt auch der Wartungsaufwand bei Produktionsmitteln. EmulDan setzt bei der Architektur der Datenerfassung an und liefert wichtige Erkenntnisse sowohl für KI-basierte Modelle als auch für verbesserte manuelle Steuerungsmöglichkeiten.

Das Robotics Engineering Application Lab for Matrixproduction oder kurz REAL-M wird am 25. September Realität. Aufgebaut in der Chemnitzer Forschungsfabrik des Fraunhofer IWU, bildet die neue Infrastruktur die vollständige Fertigungszelle einer Matrixproduktion ab. Die REAL-M zeigt, welche Möglichkeiten in Mehrroboter-Lösungen für mittelständische Unternehmen stecken. Das Schlüsselwort heißt Team: Die in einer Zelle gruppierten Roboter sollen künftig mit dem Menschen und direkt miteinander kooperieren, statt nur über feste Übergabestationen indirekt verknüpft zu sein.

Mehr Ladeleistung, mehr Reichweite, mehr Klimafreundlichkeit – im Verbundprojekt COOLBat entwickeln Forschende des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU gemeinsam mit Partnern Batteriegehäuse der nächsten Generation für Elektrofahrzeuge. Die zentrale Komponente des E-Autos soll leichter werden, und bei ihrer Herstellung sollen 15 Prozent Kohlendioxid eingespart werden. Durch eine Kombination von Einzelsystemen, mehr Funktionen auf kleinerem Bauraum, neuen Wärmeleitwerkstoffen und biobasierten Flammschutzbeschichtungen wollen die Projektpartner dieses Ziel erreichen.

Damit Nahrungsmittelproteine trotz extremer Wetterlagen und steigender Umweltbelastungen in Zukunft nicht Mangelware werden, setzen sechs Fraunhofer-Institute im Leitprojekt »FutureProteins« auf Indoor-Farming-Systeme zur Kultivierung alternativer Proteinquellen: Wie können Weizengras, Luzerne und Kartoffeln erdlos, also ohne Substrat, in Innenräumen bei künstlicher Belichtung erfolgreich kultiviert werden? Und sind solche Verfahren nicht nur ökologisch nachhaltig, sondern auch wirtschaftlich? Das Fraunhofer IWU konzentriert sich insbesondere auf diesen Aspekt, denn für die Akzeptanz von Produktinnovationen im Lebensmittelbereich ist der Preis ein wichtiger Faktor. In Regionen mit großer Armut würden hohe Preise solche Produkte sogar unerreichbar machen.