Referenzprojekte

Im Rahmen des Projekts wurde ein neuartiges hybrides System für die Positionierung und Positionsausrichtung sowie die reproduzierbare Bauteilspannung von Präzisionsbauteilen (Mikro und Makro) und schwer zu spannenden Bauteilen (z. B. dünnwandige Bauteile) entwickelt. Das Spannsystem ist flexibel für unterschiedliche Fertigungsverfahren (z. B. Mikro-Präzisionsspanen, Laserstrukturierung, EDM, ECM) einsetzbar und zeichnet sich vor allem durch eine hohe Genauigkeit im Makrobereich und eine hohe Funktionsdichte in der Mikrobearbeitung aus.

Das WIR! Bündnis DIANA wird in der strukturschwachen Region zwischen Chemnitz und Leipzig künftig eine Versorgungslücke schließen und ein Netzwerk zur Fertigung und Anwendung von innovativer Point-of-Care-Diagnostik etablieren. Diese wird einfach, kostengünstig und zuverlässig Messdaten zum Gesundheitszustand vor Ort beim Patienten ermöglichen.

Das elektrochemische (EC) Präzisionsabtragen eignet sich sehr gut dafür, hochfeste metallische Werkstoffe unabhängig von ihren mechanischen Eigenschaften rissfrei, gratfrei und verschleißfrei zu bearbeiten. Um die gewünschten Ergebnisse reproduzierbar zu erreichen, kommt der Bestimmung der Prozesseingangsgrößen bei der Auslegung des Abtragprozesses eine herausragende Bedeutung zu. Gemeinsam mit Partnern haben wir die DIN SPEC 91399 erarbeitet und damit ein standardisiertes Vorgehen zur Bestimmung der Prozesseingangsgrößen geschaffen.

Im Verbundprojekt ARGONAUT will das Fraunhofer IWU in Kooperation mit Liebherr-Aerospace sowie weiteren Forschungseinrichtungen Konstruktions- und Fertigungsprozesse von Getrieben für Luftfahrzeuge ressourcenschonender und kosteneffizienter gestalten. Das Fraunhofer IWU konzentriert sich auf die gepulste elektrochemische Bearbeitung (PECM). Für Werkstoffe, wie z.B. den in der Luftfahrt eingesetzten hochleistungsfähigen Legierungsstahl 300M, sollen maßgeschneiderte Prozessketten entwickelt werden, mit denen selbst im endvergüteten Zustand (um die 2000 MPa) Getriebekomponenten wirtschaftlich hergestellt werden können.

Oberflächenfunktionalisierung basierte in der Vergangenheit oft auf chemischen Reaktionen und/oder einer vollständigen Beschichtung z. B. mittels Aerofolien. Diese Prozesse generieren umweltschädliche Beiprodukte, was dem »Do no significant Harm«-Prinzip des Europäischen Green Deals entgegensteht. Ein neuer, weniger umweltschädlicher Prozess zur Funktionalisierung von komplexen 3D-Bauteilen, der in neue Richtlinien und Produktionsstandards in Zielsektoren integriert werden könnte, wäre sehr nützlich. Hier setzt das Projekt BILASURF an.

Das Falzen ist durch eine sehr komplexe Geometrie und Bauteilbeanspruchung gekennzeichnet. Die numerische Simulation des Falzvorganges ermöglicht es, den Spannungs- und Deformationsvorgang zu analysieren. Damit wird die Anlagen- und Werkzeugplanung unterstützt und eine Prognose der Maß- und Formgenauigkeit der gefalzten Baugruppen ermöglicht.

Das elektrochemische Präzisionsdrehen (PET) wurde zur Erzeugung von zylindrischen und profilierten Geometrien entwickelt. Die Vorteile des Verfahrens sind unter anderem die Unabhängigkeit der Bearbeitung von der Härte und Festigkeit des Werkstoffs, wodurch es auch zur Bearbeitung schwer zerspanbarer Materialien eingesetzt werden kann. Kosten- und Ressourceneinsparungen lassen sich durch die Verkürzung von Fertigungsprozessketten erreichen.

Durch den Einsatz von nachgiebigen Materialien in der Soft-Robotik entstehen flexible Systeme, die ein hohes Maß an inhärenter Sicherheit für die Mensch-Maschine-Interaktion aufweisen. Soft-Robotern fehlt dadurch oft die für die Ausübung vieler Tätigkeiten nötige Steifigkeit. Im Rahmen des Fraunhofer Cluster of Excellence Programmable Materials werden Strukturen mit adaptiver, also schaltbarer Steifigkeit entwickelt. Dafür wird ein Programmierbares Material designt, das eine wiederholbare und ortsaufgelöst dynamisch schaltbare Steifigkeit inkl. einer Positionsfixierung ermöglicht und als schaltbares Gelenk zur Segmentkopplung u. a. für menschennahe Roboter dienen kann.

Roboter dringen immer stärker in neue Bereiche, wie z. B. die Medizintechnik, vor. Ein Großteil der eingesetzten Robotik ist jedoch noch aus starren Gliedern und definierten Gelenken aufgebaut, was ihre Einsatzfähigkeit insbesondere bei sehr komplexen und menschennahen Aufgaben limitiert. Die Kontinuumsrobotik in Kombination mit innovativen Strukturkonzepten, gezielt eingesetzter Sensorik und neu gedachten Bewegungsmechanismen zeigt hier interessante Lösungswege auf.

Etwas mehr als ein Jahr erkundete Nussknacker Wilhelm im Weltall innovative Materialien für das heimatliche Erzgebirge, im Auftrag seines Seiffener Schöpfers Markus Füchtner von der Meet the Nutcracker UG. 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.