Referenzprojekte

Im Rahmen des für zwei Jahre geförderten Projektes „FoamUP“ untersuchen die TU Chemnitz gemeinsam mit dem Fraunhofer IWU die Herstellung pulvermetallurgischer Aluminiumschäume auf Basis der Nutzung von Produktionsabfällen, die in sächsischen aluminiumverarbeitenden Betrieben anfallen. Neben diesem Ansatz, kostengünstiges Material wie Al-Späne einzusetzen, sollen auch neue effektive Heizkonzepte zum Schäumvorgang von Sandwichwerkstoffen entwickelt und erprobt werden.

Das Projekt erforscht und optimiert den 3D-Druck von faserverstärkten Oxidkeramiken (OCMC), um diese innovative Technologie für die industrielle Fertigung nutzbar zu machen. Ziel ist es, die herausragenden Materialeigenschaften – hohe Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit, Bruchstabilität und Langlebigkeit – gezielt für nachhaltige und ressourcenschonende Anwendungen einzusetzen. Dank ihrer Temperaturstabilität von -200 °C bis +1000 °C eignen sich OCMC besonders für Einsatzbereiche in der Wasserstofftechnologie. Der 3D-Druck ermöglicht dabei leichte, komplexe und topologieoptimierte Bauteile, die Metalllegierungen in vielen Bereichen überlegen sind.

Das Projekt zielt darauf ab, Herstellungsverfahren für vollständig kompostierbare Bauteile aus Pilzmyzel mit komplexer Geometrie und Eigenschaften zu entwickeln. Dabei kommen verschiedene Formgebungsverfahren wie der Pasten-3D-Druck und das Spritzgießen zum Einsatz. Gleichzeitig wird eine Hygienestrategie entwickelt, die es erlaubt, auch im industriellen Kontext kontaminationsfrei Pilzmyzelien zu züchten.

Eine der wichtigsten Strategien zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Hochtemperatur- Wärmepumpen (HTWP) zur Dekarbonisierung von industriell benötigter Prozesswärme ist die Effizienzsteigerung der Kernkomponente Verdichter. Zur Bündelung der erforderlichen Kompetenzen im Hinblick auf Anwendung und Einsatz der Bauteile in HTWPs ist eine Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, als Federführer und dem DLR-DI geplant. Ziel des Projekts SAM4HeatPump ist die Darstellung eines Materialkreislaufs zur nachhaltigen additiven Fertigung von Hochleistungskomponenten aus Titan für Hochtemperatur- Wärmepumpen, sowie die Entwicklung und Validierung neuartiger, konventionell nicht zu fertigender Verdichterlaufräder.

Der plötzliche Ausfall von Werkzeugaktivteilen in komplexen Umformwerkzeugen führt zur Herstellung von Ausschussteilen bzw. verursacht Stillstand der Produktion. Zur Vermeidung der resultierenden Zusatzkosten müssen drohende Ausfälle frühzeitig erkannt und Gegenmaßnahmen durchgeführt werden. Hierfür ist eine sensorische Erfassung aussagekräftiger Prozesskenngrößen, z. B. der Stanzkraft eines Schneidelements, notwendig. Die übergeordnete Zielstellung des Projektes ist daher, ein kostengünstiges und auch in Bestandswerkzeugen einfach zu integrierendes System zur wirkstellennahen Erfassung der Prozesskräfte am Beispiel von Stanzprozessen zu entwickeln und zu validieren.

Die automatisierte Herstellung von Aktorsystemen auf Basis von Formgedächtnislegierungen (FGL) ist aufgrund der besonderen Eigenschaften dieser innovativen Werkstoffe eine Herausforderung. Gerade kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) fehlen oft die personellen und finanziellen Mittel, um eigene, spezialisierte Fertigungsanlagen zu entwickeln. Deshalb setzen wir jetzt ein starkes Zeichen für die Zukunft: Mehrere Partner bündeln ihre Kompetenzen und entwickeln eine modulare Automatisierungsplattform, die es KMU ermöglicht, auf dem gesammelten Know-how des Projekts aufzubauen und eigene Automatisierungslösungen kostengünstig umzusetzen.

Im Bereich der Feinstpositionierung kleinster Werkstücke werden Inchworm-Motoren (IWM) erfolgreich eingesetzt. Bei größeren, schwereren Werkstücken kommen aktuelle IWMs schnell an ihre Grenzen. Im Gegensatz zu den bisher verwendeten Piezo-Elementen bieten Formgedächtnislegierungen (FGL) eine wesentlich höhere Energiedichte, was die Umsetzung kleinerer Aktoren, die sehr große Kräfte aufbringen können, ermöglicht. Ziel des Projekts ist es, diese Technologien und ihre Vorteile zu kombinieren und die technischen Grundlagen von FGL angetriebenen IWM für die Feinpositionierung und Fixierung von Großwerkstücken im Maschinenbau zu erforschen.

Im Rahmen des Projekts werden neuartige Verfahren entwickelt, um Emailbeschichtungen deutlich widerstandsfähiger, langlebiger und funktionaler zu gestalten. Aufbauend auf Technologien aus der Herstellung von Gorilla®-Glas wird durch den Einsatz eines Ionenaustauschverfahrens, einer Salzbadbehandlung sowie einer Laserstrukturierung der Emailoberfläche eine neue Generation von Hochleistungs-Emailbeschichtungen geschaffen.

Das Projekt TrassenKI zielt auf die Entwicklung einer KI-basierten Methodik zur automatisierten Planung von Infrastrukturtrassen (z. B. Bahnstrecken, Straßen, Stromleitungen). Hintergrund ist die zunehmende Komplexität und Dauer von Planungs- und Genehmigungsverfahren, die durch vielfältige technische, ökologische und rechtliche Anforderungen geprägt sind. Die manuelle Planung ist zeitintensiv und ressourcenaufwendig – oft dauert sie bis zu 15 Jahre.

Das Projekt zielt auf die Entwicklung eines kostengünstigen, robusten Schmierstoffsensors für ein nachhaltiges Ölmanagement in Maschinen und Anlagen.