Technologien

Produkte wie Klebstoffe, Vergussharze und Matrixharze für Faserverbundwerkstoffe oder Lacke müssen heutzutage nicht nur hohe technische und ökologische Standards erfüllen, sondern auch wirtschaftlich und nachhaltig sein. Die Basis zur Erfüllung dieser Anforderungen wird bereits bei den Rohstoffen gelegt. Am Fraunhofer IFAM bildet daher die Entwicklung neuartiger Rohstoffe, wie z.B. reaktive Polymere oder Additive, einen Schwerpunkt der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten. Die entwickelten Rohstoffe werden dabei in anwendungsnahen Formulierungen und spezifischen Anwendungen erprobt. Zudem werden am Institut Musterrezepturen auf der Basis neuer Rohstoffe entwickelt, oftmals auch im direkten Auftrag von Rohstoffherstellern.

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.

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.

"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.

PRÜFLABOR FÜR LACKE, BESCHICHTUNGSSTOFFE UND KORROSION | In der Lackentwicklung und Qualitätssicherung sind genormte Eignungsprüfungen des Lacks notwendig, um eine möglichst genaue Charakterisierung des Beschichtungssystems zu erhalten. Das Fraunhofer IFAM bietet eine große Bandbreite an Untersuchungsmethoden zur Bestimmung bzw. Überprüfung von bspw. Haftfestigkeit, Elastizität, Härte, Chemikalienbeständigkeit oder Wetterbeständigkeit. Dabei erfolgt die Lackprüfung sowohl an flüssigen Lacken als auch an ausgehärteten Beschichtungen. Je nach Anwendungszweck werden diese variierenden Belastungen ausgesetzt – unter Laborbedingungen oder auch bei Freibewitterung. Dafür setzen die Forscherinnen und Forscher normierte Prüfverfahren ein, aber entwickeln bei Bedarf auch maßgeschneiderte Test- und Prüfmethoden.

Alles aus einer Hand – Abdeckung der kompletten Wertschöpfungskette für die am Fraunhofer IFAM vorhandenen additiven Verfahren – von der Erzeugung der 3D-Datenmodelle über die Fertigung bis zur Endbearbeitung und -kontrolle der Bauteile.

VUV-STRAHLUNG OPTIMIERT SILIKONEIGENSCHAFTEN AN DER OBERFLÄCHE | Silikonelastomere begegnen uns in vielen unterschiedlichen Bereichen. Aufgrund ihrer hohen Elastizität, ihrer sehr guten Temperaturbeständigkeit und ihrer Biokompatibilität eignen sie sich für verschiedenste Anwendungen, beispielsweise in der Medizin- oder Lebensmitteltechnik. Die Oberflächeneigenschaften des Materials hingegen sind nicht ideal und erschweren den Einsatz in bestimmten Anwendungen. So sind Silikone beispielsweise verschleißanfällig, schmutzanziehend und lassen sich nur bedingt kleben. Am Fraunhofer IFAM wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem sich die Oberflächen schnell und flexibel modifizieren lassen ohne die hervorragenden mechanischen Eigenschaften der Silikone zu beeinträchtigen.

MITTELS LASERTECHNIK - STABILE GRENZFLÄCHEN FÜR DEN METALLHYBRID-GUSS UND DAS KUNSTSTOFF-SPRITZGIEßEN ZUR STEIGERUNG DER VERBUNDFESTIGKEIT | Die Lasertechnik bietet optimale Möglichkeiten zur Vorbehandlung von Oberflächen. Forscherinnen und Forschern des Fraunhofer IFAM ist es gelungen, mittels einer Laservorbehandlung eine signifikante Steigerung der Verbundfestigkeit im Metall-Metall-, Metall-Kunststoff- oder Kunststoff-Verbund zu erreichen. Die hohen Grenzflächenfestigkeiten resultieren aus form- und kraftschlüssigen Mikroverklammerungen zwischen laserbehandeltem Bauteil und infiltriertem Metall oder Kunststoff. Grundlegend sind neuartige, laserinduzierte Kanäle auf Bauteilen, welche eine vollständige Infiltration mit Schmelzen oder Kunststoffen ermöglichen. Zudem können gegenüber konventionellen Fügemethoden durch die Integration des Fügeprozesses in den Urformvorgang Produktionszeit und -kosten eingespart werden.

BIOZIDFREIER BEWUCHSSCHUTZ UND STRÖMUNGSOPTIMIERTE OBERFLÄCHEN FÜR DIE MARITIME INDUSTRIE | Funktionelle Beschichtungen sind ein wichtiger Bestandteil der maritimen Industrie. Sie schützen Schiffe und andere maritime Technologien vor Korrosion und Biofouling. Am Fraunhofer IFAM werden innovative Beschichtungstechnologien und Materialien erforscht, um eine effektive und dauerhafte Widerstandsfähigkeit gegen Biofouling, Korrosion und mechanischen Abrieb, zum Beispiel durch Unterwasser- Reinigungsverfahren, zu erzielen. Dadurch können die Betriebskosten gesenkt, die Lebensdauer verlängert und der Umweltschutz verbessert werden. Die Entwicklung von leistungsstarken Bewuchsschutzbeschichtungen ist ein wichtiger Schritt hin zu einer nachhaltigen maritimen Industrie, die sich zukünftig u.a. auf die Klimaneutralität von Schiffen und den Ausbau erneuerbarer Energien auf See konzentriert.