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FERTIGUNG VON FVK-BAUTEILEN DURCH EINE FUNKTIONALISIERTE TRENNFOLIE | Bauteile aus Faserverbundkunststoffen (FVK) sind durch ihr geringes Gewicht und ihre Festigkeit in den unterschiedlichsten Branchen wie der Luftfahrt- oder der Automobilindustrie besonders gefragt. Die konventionelle Entformung von FVK-Bauteilen durch den Einsatz von Trennmitteln ist allerdings sehr kosten- und arbeitsintensiv. Zudem können die Trennmittel schädliche Einflüsse auf die Umwelt haben. Am Fraunhofer IFAM wurde eine plasmabeschichtete Trennfolie entwickelt, mit der duroplastische Kunststoffbauteile ohne die Verwendung von Trennmitteln gefertigt und sicher entformt werden können. Die Bauteiloberfläche ist frei von Kontaminationen und kann direkt lackiert oder verklebt werden.

PRÄZISES LASERSCHNEIDEN UND BLECHPAKETFERTIGUNG FÜR ELEKTRISCHE ANTRIEBE | Der Kern eines elektrischen Antriebs entscheidet maßgeblich über Effizienz, Leistungsdichte und Wirkungsgrad. Präzise geschnittene Stator- und Rotorbleche reduzieren Wirbelstromverluste, verbessern die magnetischen Eigenschaften und ermöglichen höhere Drehzahlen. Durch hochgenaues Laserschneiden von Elektroblech und eine fertigungsgerechte Auslegung von Blechpaketen unterstützen wir Forschungs- und Entwicklungsprojekte ebenso wie industrielle Anwendungen.

Das »Zentrum für vernetzte Oberflächen- und Lacktechnik« am Fraunhofer IFAM zeigt die Zukunft der Oberflächenbehandlung. Das hochmodern ausgestattete Technikum verfügt über digital verknüpfte Industrieroboter – wie u. a. Lackierroboter – für die automatisierte Reinigung, Vorbehandlung und anschließende Lackierung von Bauteiloberflächen in Klein- und Großstrukturen. Dabei wird die gesamte Prozesskette digital abgebildet und um Interaktionsmöglichkeiten mithilfe von Virtual und Augmented Reality ergänzt. FuE-Ziele sind u. a. die Realisierung digital vernetzter Oberflächentechniksysteme und -prozesse als auch die Prozess- und Qualitätsoptimierung durch maschinelles Lernen und den Einsatz von AR-/VR-Methoden.

Ober- und Grenzflächen spielen eine entscheidende Rolle für die Qualität und Leistungsfähigkeit zahlreicher Produkte und industrieller Prozesse. Bereits geringste Verunreinigungen können Beschichtungs- und Fertigungsprozesse beeinflussen und deren Funktionalität stören. Dies betrifft unter anderem Anwendungen in den Bereichen Kleben, Lackieren, Drucken und Metallisieren. Das Fraunhofer IFAM bietet eine breite Palette an Untersuchungsmethoden zur umfassenden chemischen und strukturellen Analyse von Oberflächen auf der Nanoskala an.

Die Rasterkraftmikroskopie (Atomic Force Microscopy, AFM) ist eine zentrale Methode zur Topografieanalyse und charakteristischen Materialuntersuchung auf der Nanometerskala. Mit höchster lateraler und vertikaler Auflösung liefert AFM detaillierte Informationen über Oberflächenstrukturen, Rauheit und lokale Materialeigenschaften. Zudem wird die Rasterkraftmikroskopie zur Korrelation mechanischer, elektrischer und chemischer Eigenschaften eingesetzt.

Die Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) ist eine der leistungsfähigsten Methoden zur chemischen Analyse von Oberflächen. Sie liefert detaillierte Informationen über die Elementkonzentrationen, chemischen Bindungszustände und Oxidationsstufen der äußersten 1-10 Nanometer eines Materials. Zudem ist auch eine Sputter-Tiefenprofilierung möglich. Damit ist XPS unverzichtbar für Schadensanalytik, Qualitätssicherung und Materialforschung – insbesondere in der Elektronik, Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt, Kunststoff- und Lackindustrie.

Die Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS) ist eine hochempfindliche Methode zur Analyse der molekularen Zusammensetzung von Oberflächen. ToF-SIMS ist unverzichtbar für industrielle Schadensanalyse und Qualitätssicherung und eignet sich ideal zur Aufklärung von Schichtaufbauten, Identifikation filmischer oder partikulärer Kontaminationen und Schadensanalyse an Beschichtungen, Klebungen und Lackierungen – zum Beispiel in der Elektronik, Medizintechnik, Kunststoff- und Lackindustrie oder in der Materialforschung.

Durch die Kombination dieser seriellen Kinematiken mit externen Linearachsen resultieren vielseitige und anpassungsfähige Maschinenkonzepte für die Fertigung, auch bei der Produktion großer Bauteile.

Die Elementaranalyse am Fraunhofer IFAM Dresden ermöglicht die präzise quantitative Bestimmung von Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel in metallischen, keramischen und anorganischen Werkstoffen. Mithilfe von CHNS- und ONH-Verfahren liefern wir zuverlässige Analysedaten für Qualitätskontrolle, Werkstoffentwicklung sowie Forschungs- und Industrieanwendungen.

NASSCHEMISCHE OBERFLÄCHENVORBEHANDLUNG FÜR HOCHWERTIGERE KLEBUNGEN UND BESCHICHTUNGEN | Die nasschemische Vorbehandlung, oft auch als Galvanik oder Galvanotechnik bezeichnet, nimmt im Bereich der Oberflächenvorbehandlung noch immer eine Schlüsselposition in vielen Industriezweigen ein, so z. B. in der Luftfahrtindustrie, der Medizintechnik oder der Automobilbranche. Das Fraunhofer IFAM unterstützt hierbei mit der Entwicklung und Optimierung von diversen Verfahren sowie Produkten der nasschemischen Oberflächenbehandlung für Metalle.