Produktion und Dienstleistung – Werkstoffe und Oberflächen

Viele Schlüsseltechnologien wie die Informations-, Umwelt- und Energietechnik sowie die Verkehrs- und Fertigungstechnik wären ohne den Einsatz neuer Werkstoffe nicht denkbar. Sie sind die Grundlage zahlreicher Produktinnovationen. Die Zukunft gehört unter anderem den Smart Materials: intelligente Werkstoffe, die flexibel auf Umfeldbedingungen reagieren. Beschichtungen können Werkstoffe darüber hinaus verbessern oder ihnen zusätzliche Funktionen geben.

Produktion und Dienstleistung

Referenzprojekte – Werkstoffe und Oberflächen

Programmierbare Materialien – Eigenschaften auf Wunsch zaubern

Prioritäre Strategische Initiative

Forscher vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM haben jetzt ein Verfahren entwickelt, mit dem sie Polymere, Metalle oder Keramiken gezielt mit bestimmen Strukturmustern herstellen. Diese Muster verleihen den klassischen Werkstoffen neue Fähigkeiten, weshalb sie als „Programmierbare Materialien“ bezeichnet werden. Damit sollen künftig ganz neue Einsatzgebiete erobert werden.

Fügezange verbindet Metall und Kunststoff innerhalb von Sekunden

Die Fügezange verbindet Metall und Kunststoff in Sekunden und lässt sich beispielsweise anstelle einer Punktschweißzange an einem Roboterarm montieren.
© Fraunhofer IWS

Die Fügezange verbindet Metall und Kunststoff in Sekunden und lässt sich beispielsweise anstelle einer Punktschweißzange an einem Roboterarm montieren.

Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden haben eine Fügezange entwickelt, mit der innerhalb von Sekunden eine Verbindung zwischen Metall und Thermoplast hergestellt wird. Diese Zange ist modular aufgebaut und lässt sich einfach in der Produktion integrieren, beispielsweise anstelle einer Punktschweißzange an einen Roboterarm.

Ausweg aus dem Chrom-Verbot

Mit EHLA lassen sich Metallschutzschichten mit extremer Hochgeschwindigkeit aufbringen.

Die Entwickler des EHLA-Verfahrens Thomas Schopphoven, Gerhard Maria Backes und Andres Gasser (v.l.n.r.).
© Piotr Banczerowski / Fraunhofer

Die Entwickler des EHLA-Verfahrens Thomas Schopphoven, Gerhard Maria Backes und Andres Gasser (v.l.n.r.).

Sollen Bauteile weder korrodieren noch verschleißen, werden sie vielfach unter Einsatz von hexavalentem Chrom überzogen. Ab September 2017 ist dies jedoch nur noch mit Ausnahmeregelungen erlaubt. Das von Fraunhofer- und RWTH-Forschenden entwickelte extreme Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen EHLA bietet erstmals eine wirtschaftliche Alternative.

 

 

 

Meilenstein in der Graphen-Fertigung

Neues Hightech-Material

Orange leuchtende OLED auf einer Graphen-Elektrode. Die Zwei-Euro-Münze dient als Größenvergleich.
© Fraunhofer FEP

Orange leuchtende OLED auf einer Graphen-Elektrode. Die Zwei-Euro-Münze dient als Größenvergleich.

Erstmals ist es gelungen, funktionstüchtige OLED-Elektroden aus Graphen herzustellen. Das Verfahren wurde von Fraunhofer-Forschern gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung entwickelt. Die OLEDs lassen sich beispielsweise in Touchdisplays integrieren, daneben verspricht das Wundermaterial Graphen in Zukunft viele weitere Anwendungsmöglichkeiten.

  • Flexible OLED-Elektroden aus Graphen
  • Das perfekte Material: transparent, stabil, flexibel, leitfähig
  • Ideal für Touchscreens, Photovoltaik, Wearables und vieles mehr
 

TaraxagumTM – Reifen aus Löwenzahn

Im Projekt »TaraxagumTM« dreht sich alles um den russischen Löwenzahn. Das Besondere an dieser Pflanze: Sein Milchsaft enthält größere Mengen an Kautschuk. Prof. Dirk Prüfer, Professor an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster und Abteilungsleiter am Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME, und sein Team entwickelten den russischen Löwenzahn in Zusammenarbeit mit dem Pflanzenzuchtunternehmen ESKUSA, der Continental Reifen Deutschland GmbH und dem Julius Kühn-Institut innerhalb weniger Jahre von einer Wild- zu einer Nutzpflanze. Seine Verwendung als alternativer Naturkautschuklieferant stand dabei stetig auf den Prüfstand.

Die Produkte, Auto-, LKW- und Fahrradreifen, bestanden den Praxistest. Die Erfolgsstory geht weiter, Ende 2018 weihte Continental das Forschungs- und Versuchslabors »Taraxagum Lab Anklam« ein. Lokal gewonnener Naturkautschuk wird lange Transportwege und so CO2-Emissionen einsparen.

Russischer Löwenzahn – Latex am Wurzelanschnitt.
© Fraunhofer IME

Russischer Löwenzahn – Latex am Wurzelanschnitt.

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile – MATERIALS

Die Materialforschung der Verbund-Institute umfasst die gesamte Wertschöpfungskette von der Entwicklung neuer und der Verbesserung bestehender Materialien und Bauteile über Technologieentwicklung, die Charakterisierung der Eigenschaften bis hin zur Bewertung des Einsatzverhaltens.

Forschungsallianz Kulturerbe

Die Plasmatechnologie wird in Zukunft entscheidend dazu beitragen, unsere von Witterung und Zerfall bedrohten Kulturgüter zu erhalten.

Fraunhofer-Verbund Produktion

Kooperation von Fraunhofer-Instituten mit dem Ziel, produktionsorientierte Forschung und Entwicklung gemeinsam zu betreiben.