Referenzprojekte

Der Freistaat Sachsen und die Europäische Union fördern gemeinsam Forschungsvorhaben von sächsischen Forschungseinrichtungen und Unternehmen. Um die Innovationskraft der sächsischen Wirtschaft zu stärken, stehen den hiesigen Firmen und Forschungseinrichtungen zahlreiche unterschiedliche Förderinstrumente zur Verfügung. Das Fraunhofer IWU bringt in verschiedenste SAB-Projekte sein fundiertes Know-how ein.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines hochproduktiven, ultraschallunterstützten Schleifverfahrens zur effizienten Bearbeitung sprödharter Werkstoffe. Im Fokus stehen Anwendungen in wachstumsstarken Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Optik und Photonik sowie der Halbleiterindustrie.

Im Projekt »ProAuSter« arbeiten Hahn-Schickard und das Fraunhofer IWU gemeinsam an innovativen Prozesstechnologien für eine heterogene Integration von Formgedächtnislegierungen (FGL) in siliziumbasierte Mikrosysteme. Die entwickelten Technologien sollen am Beispiel eines Sterilisationszyklenzählers erprobt werden.

Drahtbasierte FGL-Aktoren sind bereits in industriellen Anwendungen etabliert, sind aber auf geringe Kräfte (N-Bereich) bei kleinen Hüben (mm-Bereich) beschränkt. Es gibt jedoch auch Anwendungen und Anforderungen für kompakte FGL-Aktoren mit höheren Kräften (kN-Bereich) bei kleinen Hüben (mm-Bereich). Im Projekt HochPerForm werden Technologien erforscht, die schnellschaltende FGL-Aktoren im Hochlast-Bereich (kN) ermöglichen.

Steckverbinder für Elektrofahrzeuge sind wichtige Komponenten beim Gleichstrom-Schnellladen. Bei Ladeleistungen über 150 kW treten hier aber aufgrund hoher Kontaktwiderstände zwischen Ladekabel und Fahrzeuganschluss thermische Probleme auf. Um diesen Problemen entgegenzuwirken, werden derzeit Fluid-Kühlsysteme eingesetzt, die jedoch einen negativen Einfluss auf die Energieeffizienz haben. Eine Alternative zur Reduzierung des Kontaktwiderstands ist die Erhöhung der Kontaktnormalkraft zwischen Kontaktbuchse und -stift bspw. mithilfe von auf Formgedächtnislegierungen (FGL) basierenden Aktorsystemen.

Das Projekt zielt auf die Entwicklung eines neuartigen Fertigungsprozesses für FGL-Federn ab. Der angestrebte Prozess kommt ohne Werkzeuge während der Umformung und Wärmebehandlung aus. Im Vergleich zum Stand der Technik ergibt sich daraus ein deutlich reduzierter Prozessablauf, der eine effizientere Herstellung von FGL-Drahtkomponenten ermöglicht.

Die Entwicklung von FGL-Federn ist komplex: Es existieren bislang weder ein geeignetes Auslegungssystem noch standardisierte Methoden zur Bestimmung der erforderlichen Materialeigenschaften. Daraus resultieren hohe Entwicklungszeiten und -kosten, was den breiten industriellen Einsatz – insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) – einschränkt. Um KMU den Zugang zu dieser Technologie zu erleichtern, wurde eine industrietaugliche Auslegungssystematik entwickelt. Anwender können nun FGL-Federn ähnlich wie konventionelle Stahlfedern intuitiv dimensionieren – ganz ohne tiefgehende Kenntnisse in der Simulation.

Die blechverarbeitende Industrie steht vor der Herausforderung, hochfeste und gehärtete Bauteile flexibel und qualitativ hochwertig zu schneiden. Während das Laserschneiden thermische Beeinflussungen und lange Taktzeiten verursacht, liefert das Hochgeschwindigkeits-Scherschneiden (HGSS) zwar optimale Schnittflächen, ist jedoch bisher an große und teure Pressen gebunden. Das Projekt entwickelt daher eine innovative linear-hydraulische Schlageinheit mit variabler Schlagenergie von 200-1000 J und Stempelgeschwindigkeiten über 5 m/s, die auf Industrierobotern montiert werden kann. Erstmals sollen damit HGSS-Beschnitte von 3D-Konturen sowie 20-mm-Lochungen an hochfestem 22MnB5-Stahl bei hoher Schnittflächenqualität realisiert werden.

Das Forschungsprojekt KI-DEG verfolgt die Entwicklung der methodischen Grundlagen, die es Unternehmen im produzierenden Gewerbe – insbesondere KMU – ermöglicht, ihre heterogen verteilten Produktionsdaten strukturiert zu bündeln, zu filtern und gezielt für fundierte Entscheidungen zu nutzen. Dabei berücksichtigt das Projekt unterschiedliche Nutzerrollen.