SAB-Projekte

Mit dem Vorhaben H2-»Clean Energy City« bzw. den daraus erfolgten Investitionen werden bei den Projektpartnern Arbeiten zur Wasserstoffforschung ermöglicht. Der Ansatz ist transferorientiert und zielt darauf ab, die im »Clean Energy City« demonstrierten Lösungen im Anschluss in konkrete Anwendungen außerhalb des Labormaßstabs zu übertragen.

Wie kann Wasserstoff zur dezentralen Energieversorgung von Fabriken eingesetzt werden? Um diese Frage beantworten zu können, wurde am Fraunhofer IWU eine Wasserstoffversuchsanlage, das »H2-Kraftwerk« aufgebaut. Das H2-Kraftwerk ermöglicht die Erzeugung von Wasserstoff sowie die Speicherung und Rückwandlung in elektrische Energie. Das H2-Kraftwerk ist als modulares Gesamtsystem ausgelegt. Als Testbed mit umfangreicher Messtechnik bietet es für Ihre Wasserstoffsystemkomponenten eine Plattform zur Validierung unter realen Anwendungsbedingungen.

Im Projekt sollen innovative hybride Automatisierungsansätze für die PKW-Endmontage entwickelt werden. Konkret geht es um die Entwicklung und Umsetzung eines hybrid-autonomen Montagesystems (HAutoMont), das eine wirtschaftliche und teilautonome Montage von Pkw-Unterbodenverkleidungen ermöglichen soll. Hierbei steht nicht die vollständige Automatisierung aller Tätigkeiten im Vordergrund, sondern eine hybride Prozessabfolge mit situativer Einbindung von menschlichem Personal.

Projektziel ist die Entwicklung und funktionelle Umsetzung einer innovativen Programmier- und Bedienmethode von Industrierobotern speziell für den Einsatz im (teil)-automatisierten Herstellungsprozess von Kunststofferzeugnissen. Als Use-Case wurde das Verfahren des sogenannten »Extrusionsschweißens« ausgewählt, das bei der Herstellung großer thermoplastischer Fabrikate, wie beispielsweise Tanks und Rohrabschnitten, im industriellen Bereich zum Einsatz kommt.

Im Vorhaben wird eine hochgenaue, mobile Fertigungseinheit zur Nachbearbeitung von ortsunveränderlichen Großbauteilen mit bis zu 10m² großen Bearbeitungsflächen entwickelt. Der Vorteil dieser Maschinentechnik resultiert aus der höchst effektiven und ressourcen-effizienten Umsetzung der Bearbeitungsvorgänge direkt am Standort der entsprechenden Werkstücke ohne aufwändige Transportmaßnahmen.

Klettergriffe beim Bouldern oder Seilklettern unterliegen einem hohen Verschmutzungsgrad sowie einem hohen Verschleiß und müssen regelmäßig gereinigt bzw. ausgetauscht werden. Die Bewertung des Grips und Verschleißes erfolgt bisher ausnahmslos subjektiv. Es gibt keine objektive Prüfmethode oder vergleichbare Kennwerte, um die Abriebfestigkeit und Grip-Entwicklung der Oberfläche des Klettergriffes bei Belastung zu bestimmen. Hier setzt das Projekt an.

Im Fokus des Projekts stand die Entwicklung einer effizienten, auf dem Einsatz von Welding Inserts (WI) basierenden Verbindungstechnologie. Welding Inserts sind metallische Elemente, die während des FRP-Fertigungsprozesses in die Kunststoffbauteile integriert werden und mit der eingesetzten Kunststoff- bzw. Faser-Kunststoff-Komponente interagieren. Durch die angepasste geometrische Form und Oberflächenstrukturierung der metallischen WI wird die Affinität zur Verstärkungsfaser und zur Kunststoffmatrix erheblich gesteigert und führt zu einer signifikanten Anhebung der Verbundfestigkeit. Durch die minimale Schweißzeit ist die thermische Belastung des Kunststoffmaterials auf ein Minimum reduziert, so dass keine Schädigung im Fügebereich erfolgt.

Der limitierende Faktor für einen vermehrten Einsatz von Sensorik und Aktorik auf Basis smarter Nickel-Titan-Legierungen ist vor allem deren mechanische und elektrische Kontaktierung. Aktuelle Lösungen sind oftmals wenig wirtschaftlich oder verändern die Eigenschaften bzw. Einsatzbedingungen der gefügten Baugruppen und Produkte. Im Projekt FGLFüPro soll daher eine Fügeprozesskette entwickelt und erforscht werden, die eine flexible, wirtschaftliche und zuverlässige Kontaktierung von aktorischen NiTi-FGL-Drähten und sensorischen Dünnschichten ohne Zusatzelemente ermöglicht.

Der 3D-Druck eröffnet völlig neue Produkt und Fertigungsansätze. Viele 3D-Druckverfahren sind jedoch zu teuer und zu langsam für die Industrie. Hier kommt es darauf an, große Stückzahlen in kurzer Zeit zu wettbewerbsfähigen Kosten zu produzieren. Unser eigens entwickeltes SEAM-Verfahren ist im Vergleich zum herkömmlichen 3D-Druck nicht nur acht Mal schneller, sondern ermöglicht zudem die Verwendung preisgünstigen Standard-Kunststoffgranulats.

Im Projekt »Innovative Technologieentwicklung für eine wandelbare PEM-Stacks-Pilotlinie« entwickelt das Fraunhofer IWU das passive Hydroforming zur Herstellung von Bipolarplatten. Mit dem neuen Werkzeugsystem erfolgt anschließend eine umfassende Prozessanalyse, bei der technologische und wirtschaftliche Potenziale des Verfahrens identifiziert bzw. validiert und quantifiziert werden.