Technologien

PLASMA- UND LASERVERFAHREN: DIE UMWELTFREUNDLICHE ART DER OBERFLÄCHENVORBEHANDLUNG | Ressourcen- und umweltschonende Verfahren sind gefragter denn je. Die Funktionalisierung von Bauteilen mittels Plasma- oder Lasertechnik ermöglicht es, den Einsatz von Nasschemie wie Lösemitteln und Primern massiv zu reduzieren. Dadurch wird der CO2-Fußabdruck von Fertigungsprozessen und Produkten deutlich verbessert. Am Fraunhofer IFAM werden aktuell vielseitige Anwendungsmöglichkeiten von Plasma- und Lasertechniken zur Vorbehandlung und Funktionalisierung von unterschiedlichsten Oberflächen wie zum Beispiel Metallen, Polymeren und Glas erforscht.

EFFIZIENTE PLASMABESCHICHTUNG MIT MAßGESCHNEIDERTEN DÜSEN | Die inline-Beschichtung mit Atmosphärendruck-Plasmen hat sich als nachhaltige Lösung in der industriellen Fertigung etabliert. Die Technik bietet beispielsweise umweltfreundlichen Korrosionsschutz und ermöglicht die sichere Haftvermittlung von Klebstoffen und Lacken – und das ohne den Einsatz schädlicher Primer. Dabei stellt jedes industrielle Einsatzszenario individuelle Herausforderungen: Von der Beschichtungsbreite über die Zugänglichkeit komplexer, dreidimensionaler Bauteile bis zur Behandlung temperatursensitiver Materialien. Am Fraunhofer IFAM werden maßgeschneiderte Düsenköpfe entwickelt, die flexibel auf die unterschiedlichen Anforderungen reagieren.

PLASMABESCHICHTUNGEN: CHEMIEFREIE DÜNNSCHICHTEN FÜR NEUE OBERFLÄCHEN- UND PRODUKTEIGENSCHAFTEN | Der Bedarf an speziellen Funktionsbeschichtungen für Halbzeuge und Produkte ist in vielen Industriebereichen – von der Automobilproduktion über die Kunststoffverarbeitung bis hin zur Medizintechnik oder Biotechnologie – sehr groß. Das Fraunhofer IFAM erforscht und entwickelt plasmagestützte Beschichtungsverfahren, die das Eigenschaftsspektrum dieser Halbzeuge und Produkte nahezu unabhängig vom eingesetzten Werkstoff entscheidend verbessern. Und das ohne Einsatz von Chemikalien! Das macht diese Verfahren aktuell besonders interessant, denn es hilft Firmen dabei, Regularien wie der REACH-Verordnung oder den HSE-Richtlinien gerecht zu werden.

UMWELTSIMULATION FÜR PRÜFUNGEN UND TESTS VON ANTI-EIS-BESCHICHTUNGEN | Für die Charakterisierung von Oberflächen sind Labortests unter reproduzierbaren Vereisungsbedingungen notwendig, um die Eisbildung und die Eishaftfestigkeit zu untersuchen. Materialentwickler erhalten so erste Hinweise zur Performance der Oberflächen. Das Fraunhofer IFAM ermittelt in anwendungsspezifischen Labortests das Potential neu entwickelter eisphober Beschichtungen.

Im Korrosionsprüflabor am Fraunhofer IFAM stehen Ihnen diverse Prüfverfahren zur Verfügung – sowohl für die Luftfahrt, als auch für den Automobilbau und die maritime Technik sowie für alle anderen Anwendungen, in denen Korrosionsschutz wichtig ist. So profitieren Sie nicht nur von der Expertise unserer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Bereich Korrosionsschutz, sondern auch von der Vielfalt unserer Möglichkeiten.

Der Metallpulverspritzguss (Metal Injection Molding, MIM) ist das Schlüsselverfahren, wenn es um die wirtschaftliche Serienfertigung von hochpräzisen, komplexen Metallbauteilen geht. Dabei verbindet MIM die Gestaltungsfreiheit des Kunststoffspritzgusses mit den mechanischen Eigenschaften metallischer Werkstoffe. Das Fraunhofer IFAM zählt seit über 30 Jahren zu den führenden Forschungseinrichtungen auf diesem Gebiet und unterstützt Industriepartner bei der Umsetzung innovativer Werkstoff- und Bauteillösungen in neue Produkte.

Im Metallpulverspritzguss nimmt die Bedeutung einer verlässlichen, datenbasierten Qualitätsüberwachung stetig zu. Gerade bei sicherheitsrelevanten Bauteilen sind reproduzierbare Prozesse, lückenlose Dokumentation und frühzeitige Fehlererkennung entscheidend. Am Fraunhofer IFAM verbinden wir über 30 Jahre Erfahrung in der Formgebung von Metallpulvern mit moderner Prozessdigitalisierung, um Fertigungsprozesse digital darzustellen und gezielt zu optimieren.

In der heutigen Zeit, in der Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit immer wichtiger werden, spielt die Pulvertechnologie eine entscheidende Rolle im Recycling und in der Kreislaufwirtschaft. Ob metallische Reststoffe, Pulverabfälle aus der additiven Fertigung, Filterstäube oder sogar komplexe Hybridmaterialien: Was bisher oft als schwer verwertbarer Abfall galt, kann am Fraunhofer IFAM durch pulvertechnologische Verfahren in neue Wertstoffe und Bauteile umgewandelt werden. Das Besondere: Die Pulvertechnologie ermöglicht die direkte Nutzung von Recyclingmaterialien – auch dann, wenn diese nicht die Idealform kugeliger, feinkörniger Pulver haben.

Optimierte Dynamik und Stabilität durch die Kombination von Getriebeantrieb und Direktantrieb

KURZE PROZESSE DURCH HYBRIDE GUSSTEILE - OPTIMAL FÜR DEN LEICHTBAU | Das Themenfeld »Hybridguss« beschäftigt sich mit neuartigen Verbindungstechnologien unter Verwendung von Gussbauteilen. Dabei werden direkt integrierte metallische Strukturen oder auch Kunststoffe oder Faserstrukturen zur Realisierung einer Multimaterialbauweise genutzt. Direkt im Gießprozess der Metallkomponente wird die Möglichkeit zum Materialverbund gegeben. Dadurch lassen sich innovative Bauteile unter Einsparung von Fertigungsschritten realisieren, die diverse Vorteile mit sich bringen.

Im Bereich der Gießereitechnik verfügt das Fraunhofer IFAM über ein breites Technologieportfolio für verschiedenste industrielle Anwendungen. Hierzu zählen Anlagen in den folgenden Bereichen: Druckguss / Squeeze-Casting, Niederdruckguss, Feinguss und Schwerkraftguss.

SIMULATION UND MODELLIERUNG VON GIESSPROZESSEN | Ein wichtiger Schritt für jede Gussteilentwicklung ist die Prozesssimulation, in der die Gestaltung des Gussteils selbst, aber auch der Form auf fertigungsgerechte Auslegung hin überprüft und ggf. optimiert wird. Durch eine detailgetreue Abbildung des gesamtem Gießvorgangs sowie der anschließenden Erstarrung können wir Bereiche identifizieren, in denen mit hoher Wahrscheinlichkeit Gussfehler auftreten werden. Die begleitende Simulation verkürzt signifikant Entwicklungszeiten und ermöglicht vielfach die Einsparung oder Reduzierung von praktischen Versuchsreihen durch eine realitätsgenaue Abbildung von Prozessen und Vorgängen. Im Sinne eines digitalen Zwillings kann sie darüber hinaus der Prozessüberwachung und -steuerung dienen.

"INTELLIGENTE" GUSSBAUTEILE FÜR DIE AUTOMOBILINDUSTRIE; URBAN AIR MOBILITY UND VIELE MEHR | Werkstoffe, Bauteile und Strukturen mit einem gewissen Maß an inhärenter „Intelligenz“ sind ein zentrales Forschungsthema am Fraunhofer IFAM. Ein typisches Anwendungsfeld ist die Überwachung mechanisch belasteter Bauteile im Betrieb in all ihren Abstufungen: von der einfachen Lastüberwachung über die Schadenserkennung und Lokalisierung bis hin zur Prognose der verbleibenden Bauteillebensdauer. Die Grundlage derartiger Fähigkeiten ist ein technisches Nervensystem, das Belastungen erkennt und damit eine Basis für ihre Bewertung liefert: Sensoren.

NEUARTIGE WERKSTOFFE IN DIE PRODUKTION BRINGEN! | Das Themenfeld »Kern- und Formstoffe« am Fraunhofer IFAM fokussiert verschiedenste Forschungsschwerpunkte rund um die Werkstoffe und deren Prozesse für die Gießerei. Die Nachfrage nach höherer Funktionsintegration in Gussbauteile und die damit einhergehende Steigerung der Bauteilkomplexität auf der einen Seite und die Nachfrage nach nachhaltigen, energiesparenden Prozessen auf der anderen Seite steigt kontinuierlich. Beides erfordert die Entwicklung neuer Kern- und Formstoffe und deren Prozesse in der Welt der Gießerei und deren Produkten.

SICHERE IDENTIFIKATION VON GUSSBAUTEILEN | Die sichere Identifikation von Gussteilen ist in vielerlei Hinsicht ein attraktives Ziel. So gestattet sie die eindeutige Zuordnung von Fertigungsparametern zu einem konkreten Bauteil und ermöglicht dadurch eine Qualitätsdokumentation, wie sie nicht nur in der Luftfahrtindustrie zunehmend gefordert wird. Darüber hinaus bildet sie die Grundlage für eine auf das individuelle Bauteil bezogenen Prozesssteuerung, wie sie im Rahmen von Industrie 4.0-Ansätzen verfolgt wird.

Das Fraunhofer IFAM beschäftigt sich seit 2008 mit Elektromobilität und gießtechnischer Herstellung von Komponenten des elektrischen Antriebs. Im Fokus stehen die Entwicklung und Erprobung neuer Gießkonzepte und Konstruktionsweisen für Gussteile des Elektromotors. Mit der Analyse und Bewertung von Gussteilen für den Karosseriebau elektrischer Fahrzeuge wurde das Kompetenzfeld erweitert und widmet sich hierbei insbesondere dem Giga-Casting.

Mit den Kompetenzen auf dem Gebiet der Gießereitechnologie begleitet das Fraunhofer IFAM industrielle Kunden bei der gießtechnischen Umsetzung einer Idee vom Konzept über den ersten Prototyp bis zum anwendbaren Produkt. Passend zu der jeweiligen Fragestellung stehen unterschiedliche Gießverfahren und Werkstoffe zur Verfügung.

FUNKTIONALISIERBARE METALLOBERFLÄCHEN DURCH PLASMAELEKTROLYTISCHE OXIDATION (PEO) | Die plasmaelektrolytische Oxidation (PEO), auch bekannt als Micro Arc Oxidation (MAO), ist ein nasschemisches Verfahren, das die Herstellung hochgradig funktionalisierbarer Oxidschichten auf Metallen ermöglicht, deren Oxide keine elektrische Leitfähigkeit besitzen – wie beispielsweise Aluminium, Magnesium oder Titan. Diese Schichten sind gleichzeitig hart, verschleißfest, hitzebeständig und porös, was ihre Anwendung in Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und weiteren Hochleistungsbranchen ideal macht.

INNOVATIVE OBERFLÄCHEN- UND STRUKTURMESSTECHNIK FÜR STABILE FERTIGUNGSPROZESSE | Funktionale Oberflächen und belastbare Strukturen entscheiden über Performance, Lebensdauer und Prozessstabilität. Mit optischer Messtechnik und zerstörungsfreien Prüfverfahren (ZfP) erfassen wir Schichtdicken, 3D-Geometrien und Strukturzustände schnell, rückführbar und anwendungsnah – im Labor, in der Fertigung oder mobil direkt bei Ihnen vor Ort.

Hersteller von Metallteilen – insbesondere in der Automobilindustrie, Luftfahrt, Medizintechnik oder Maschinenbau – stehen regelmäßig vor einer Herausforderung: Wie lassen sich komplexe oder modulare Metallbauteile effizient fügen, wenn klassische Verfahren wie Schweißen oder Löten an ihre Grenzen stoßen? Eine innovative Lösung bietet das Sinterfügen – ein integriertes Fügeverfahren im Metallpulverspritzguss (MIM).