Presseinformationen

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.