Presseinformationen 2017

Der Startschuss für das Projekt »Technologie zur Steigerung der Energieeffizienz bei Verteilungstransformatoren« (FLUX-LMDR) ist am 30. November 2017 gefallen. Unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden untersucht ein Verbund aus fünf Partnern aus Wissenschaft und Industrie in den kommenden drei Jahren die Laserbehandlung von Trafoblech. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie hatte den Projektantrag Ende Oktober bewilligt. Das Fraunhofer IWS übernimmt die technologische und wirkt bei der systemtechnischen Entwicklung mit.

Am 14.11.2017 startete in Aachen unter der Federführung des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT das Fraunhofer-Fokusprojekt futureAM. Sechs Projektpartner – die Fraunhofer-Institute ILT, IWS, IWU, IGD und IFAM sowie das LZN Laser Zentrum Nord – haben sich ein klares Ziel gesetzt: In den kommenden drei Jahren wollen sie im engen Schulterschluss die Voraussetzungen für deutliche Technologiesprünge im Bereich Additive Manufacturing mit metallischen Werkstoffen (Metall AM) schaffen.

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) eine effiziente Turbineneinlaufbeschichtung für Flugzeugtriebwerke entwickelt. Mit Hilfe eines hochpräzisen Lasers werden winzige Strukturen aus Metall erzeugt, die für eine außergewöhnliche Haftfestigkeit sorgen. Die Einlaufschicht hält bei Start und Landung eines Flugzeugs extremen Temperaturwechseln von über 1.000 Grad Celsius stand.

Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS setzt mit dem Laserschneiden von Batteriematerialien Standards hinsichtlich Schnittgeschwindigkeit, Fertigungstoleranzen und Flexibilität. Anlässlich des sechsten Lithium-Schwefel-Batterie-Workshops am 6. und 7. November 2017 präsentieren die Wissenschaftler unter anderem die Anwendung laserbasierter Fertigungsverfahren für die Batteriezellenherstellung.

Im Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS haben sich zehn Vertreter von EU-Projekten zum Themenfeld »Thin, Organic and Large Area Electronics« (TOLAE) getroffen. Während eines Workshops am 24. und 25. Oktober 2017 stellten sie ihren Forschungszwischenstand vor. Die Europäische Kommission fördert diese Projekte als Teil des Horizont-2020-Programms.

Über eine erhöhte Leistungsfähigkeit im Laserstrahl-Auftragschweißen verfügt ab sofort Bosch Rexroth am niederländischen Standort Boxtel. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden optimierte gemeinsam mit dem Hersteller von Antriebs- und Steuerungstechnik einen industriellen Fertigungsprozess. Dazu rüsteten die Wissenschaftler eine bestehende Plasma-Pulver-Auftragschweißmaschine auf, sodass große Hydraulik-Kolbenstangen deutlich schneller beschichtet werden können. Prof. Dr. Eckhard Beyer, geschäftsführender Institutsleiter des Fraunhofer IWS, und Bernd Bodenstedt, Technical Plant Manager, Bosch Rexroth Boxtel, gaben den Prozess offiziell frei.

Prof. Andrés Lasagni vom Institut für Fertigungstechnik der TU Dresden und Leiter des »Center for Advanced Micro-Photonics (CAMP)« am Fraunhofer IWS erhielt den Materials Science and Technology Preis 2017. Alle zwei Jahre vergibt die Federation of European Materials Societies (FEMS) die Auszeichnung an junge europäische Materialwissenschaftler, die mit ihrer Forschungsarbeit einen bedeutenden Beitrag zur Materialwissenschaft und Werkstofftechnik leisten.

Zwei neue Ansätze zur Beschichtung von Werkzeugen präsentiert das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS auf der EMO 2017. Im Gepäck haben die Dresdner Wissenschaftler die diamantähnliche Kohlenstoffbeschichtung »Diamor®« und einen neuen Ansatz zur Herstellung harter Verschleißschutzschichten mit einer Dicke von mehr als 100 Mikrometern.

Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS entwickelte ein neuartiges Remote-Anlagen-Konzept (»MuReA«) für eine schnelle und flexible Laserbearbeitung. Dafür werden Laser-Remote-Systeme, Spindelantriebe und leistungsfähige Strahlquellen miteinander kombiniert. Im Ergebnis ermöglicht die neuartige Laseranlage das großflächige, flexible und schnelle Bearbeiten von Werkstoffen wie Aluminium, Edelstahl oder auch faserverstärkte Kunststoffe. Bei einer Geschwindigkeit des Laserstrahls von bis zu zehn Metern pro Sekunde werden Bearbeitungsfelder von bis zu einem Quadratmeter abgedeckt. Mögliche Anwendungsfelder lassen sich in der Automobil- sowie in der Luftfahrtindustrie verorten.

Vom 3. bis 5. Juli diskutierten in Dresden rund 140 Vertreter aus Wissenschaft und Industrie über die Implikationen der Ermüdung bei sehr hohen Lastspielzahlen (Very High Cycle Fatigue = VHCF). In der Tradition der Vorgängerkonferenzen (u.a. in China, USA und Japan) wurde ein breites Spektrum an Themen vorgestellt, von den Schädigungsmechanismen, den experimentellen Methoden, der Simulation des Werkstoffverhaltens, der statistischen Versuchsauswertung bis hin zum Einfluss der Belastungsarten und der Umgebungsbedingungen. Mit einer zunehmenden Ressourcenknappheit gilt es die Festigkeitspotentiale der Werkstoffe bis an ihre Grenzen hin „auszureizen“.

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden. Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für Anwendungen im Bereich der Oberflächen- und Schichtinspektion verfügbar macht. Das entsprechende Messsystem imanto® obsidian wird vom Fraunhofer IWS Dresden auf der Messe LASER World of PHOTONICS in München präsentiert.

Ermöglicht durch die digitalisierte Produktentwicklung und stark vernetzte Fertigungsabläufe verkürzen sich Entwicklungszeiträume drastisch. Schnelle Produktwechsel fordern hohe Flexibilität von Herstellern und Zulieferern, um passfähige und kostenoptimierte Lösungen anzubieten. Für die Entwicklung neuer Laserstrahlschweißtechnologien sind individualisierte, werkstoff- und produkt-angepasste Prozesse mit innovativen Hardware-Konzepten zu verknüpfen. Zum Schweißen schwierig schweißbarer Werkstoffe wurde nun der mit hochfrequenter Strahloszillation und integrierter Prozessüberwachung arbeitende Schweißkopf - remoweld®FLEX – entwickelt. Dieser wird auf der LASER World of PHOTONICS der Industrie in München präsentiert.

Das Funktionalisieren technischer Oberflächen mit bioinspirierten Strukturen aus der Natur ist ein Innovationsträger des 21. Jahrhunderts. Die erzielbaren Funktionalitäten finden viele Einsatzgebiete u. a. zur Verbesserung der Biokompatibilität im medizinischen und biotechnologischen Bereich, für tribologische Anwendungen in der Automobilindustrie oder auch für optische Anwendungen wie dem Produkt- und Markenschutz. Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt modular aufgebaute Lösungen zur Oberflächenfunktionalisierung durch gezieltes und flexibles Aufbringen von Mikrometer- und Submikrometerstrukturen. Die weltweit kompakteste Anlage zum Oberflächenfunktionalisieren mittels Scanner-basierten Direkten Laserinterferenzverfahren präsentiert das Fraunhofer IWS Dresden erstmals auf der Messe LASER World of Photonics in München.

Vertrauen und Sicherheit sind wesentliche Erfolgskriterien für die potenzielle Einführung innovativer Schweißverfahren, auch für den modernen Schiffbau. Zum Fügen von bis zu 50 mm dicken Komponenten aus seewasserbeständigen Aluminiumlegierungen hat das Fraunhofer IWS Dresden ein neues, wärmeeintragsarmes und hoch effizientes Laserstrahlschweißverfahren entwickelt. Entscheidender Vorteil des Verfahrens ist die vergleichsweise geringe Laserleistung (< 4 kW) beim Schweißen großer Blechdicken, welche Fügeverbindungen mit außergewöhnlich geringer Schweißnahtbreite und minimalem Bauteilverzug ermöglicht. Das Laser-Mehrlagen-Engstspalt-Schweißen des IWS, kurz Laser-MES, wurde erfolgreich durch die Klassifizierungsgesellschaft DNV GL zertifiziert und ist somit für industrielle Applikationen einsatzbereit.

Prof. Dr. Martina Zimmermann, Leiterin des Kompetenzfeldes Werkstoffcharakterisierung und -prüfung am Fraunhofer IWS und Inhaberin der Professur für Werkstoffmechanik und Schadensfallanalyse an der TU Dresden wurde zur Sprecherin des Beirates der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde e.V. (DGM) gewählt. Die Wahl fand am 16. März im Rahmen der ersten konstituierenden Sitzung des neuen Beirates am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie statt.

Im Rahmen des Luftfahrtforschungsprojektes „AUTOGLARE - Fortschrittliche Metallrumpfbauweise – glasfaserverstärktes Aluminium und automatisierte Fertigungsprozesse für hohe Produktionsraten im Flugzeugbau; Teilvorhaben: NFM-GLARE“ haben Forscher des Fraunhofer IWS Dresden und des Fraunhofer IFAM in Bremen eine Technologie zur effizienten, umweltschonenden, großflächigen Oberflächenvorbehandlung von Glasfaser-Metall-Laminaten (GLARE) entwickelt. Die mit dieser Oberflächenvorbehandlung geklebten Mehrlagenverbünde haben nachweislich sehr gute Adhäsions- und Korrosionseigenschaften, so dass auf eine chemische Vorbehandlung mit Anodisierbädern verzichtet werden kann.

Der Leichtbau ist eines der progressivsten Forschungsfelder für die Bewältigung der Energiewende sowie die Reduzierung von CO2-Emissionen. Innovative Materialien, wie beispielsweise kohlenstoff- oder glasfaserverstärke Kunststoffe (CFK/GFK) oder auch metallische Schäume, liefern ihren Beitrag zur erfolgreichen Umsetzung der von der Bundesregierung gesteckten Ziele. Das Fraunhofer IWS forscht seit vielen Jahren auf diesem Gebiet, um zukunftsträchtige sowie bezahlbare Lösungen für Industrie- und Forschungspartner zu gewährleisten. Dazu zählt auch das Trennen dieser Materialien mittels Remote-Laserstrahlschneiden.

Die durchgängige Digitalisierung von Prozessen der Lasermaterialbearbeitung schafft in der industriellen Anwendung einen hohen Kundennutzen. Auf der Grundlage eines umfassenden systemtechnischen Know-hows entwickelt das IWS neue cyber-physische Lasermaterialbearbeitungssysteme mit anwendungsspezifischen Hardware- und Software-Lösungen. Sie unterstützen den Maschinenbediener bei der Durchführung komplexer Bearbeitungsaufgaben, dienen der Erhöhung der Produktqualität und verbessern die Reproduzierbarkeit von Arbeitsergebnissen bei immer gleichen oder auch bei häufig wechselnden Produktionsabläufen. Entwicklungen zum Härten, Schneiden und Fügen sowie für die additive Fertigung und das Auftragschweißen werden auf der Hannover Messe Industrie und der Lasermesse in München präsentiert.

Alle wollen Medikamente – da reden wir nicht über Tierversuche. Diese sind in der medizinischen Forschung bislang ein notwendiges Übel. Eine vielversprechende Alternative sind mikrophysiologische Systeme, in denen Organe und Organsysteme »nachgebaut« werden. Komplexe Mechanismen des menschlichen Körpers sind damit realitätsnah analysierbar. Diese Mikrosysteme beinhalten u. a. Kanäle, Reservoire, Aktorik, Sensorik und 3D-Scaffold »Made by Laser«. Das Fraunhofer IWS bietet Partnern aus Biologie und Medizin mikrosystemtechnische Komplettlösungen vom Design bis zum Prototyp inklusive des Automatisierungssystems an.

Dresdner Wissenschaftler des Fraunhofer IWS und der TU Dresden haben eine neue energieeffiziente Verfahrenskette zur Herstellung von Kohlenstofffasern entwickelt. Kernpunkt ist die Umwandlung von Präkursor-PAN-Fasern durch Stabilisierung, Karbonisierung und Graphitisierung. Damit kann künftig die Herstellung von Kohlenstofffasern deutlich preiswerter werden.

Die Deutsche Akademie für Technikwissenschaften (acatech), die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina und die Union der deutschen Akademien der Wissenschaften haben eine gemeinsame Stellungnahme zur Additiven Fertigung veröffentlicht.

Das Fraunhofer IWS Dresden und das Institut für Fertigungstechnik Singapur (SIMTech) unterzeichneten eine Absichtserklärung über die internationale Zusammenarbeit auf den Gebieten der Laserunterstützten Generativen Fertigung und harten diamantähnlichen Beschichtungen.

In einem Festakt haben das Fraunhofer IWS Dresden und die Technische Universität Dresden am 7. Februar 2017 ihr gemeinsam betriebenes »Zentrum für Additive Fertigung Dresden (AMCD)« eingeweiht. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus unterschiedlichen Fachrichtungen erforschen Werkstoffe und Verfahren zur additiven Fertigung, einer innovativen Herstellungstechnologie, bei der Bauteile Schicht für Schicht entstehen. Hierdurch eröffnen sich völlig neue Horizonte bei der Bauteilgestaltung und der Kombination von Funktionen. So können beispielsweise bereits während der Herstellung elektrische Leiterbahnen und Sensoren in Bauteile hineingedruckt werden, die Auskunft über den Belastungszustand eines Produktes im späteren Betrieb geben.

Der Wandel vom klassischen „monolithischen“, aus einem einzigen Material gefertigten Bauteil hin zu Hybridbauweisen aus artfremden Werkstoffen bringt große Herausforderungen mit sich. Moderne Fügeprozesse müssen in der Lage sein, unterschiedliche Materialien dauerhaft und robust miteinander zu verbinden. Das Fraunhofer IWS Dresden setzt bei der Übergangsstelle zwischen Metall und Keramik oder Kunststoff auf Verklammerungsstrukturen. Die maßgeschneiderten Mikrostrukturen ermöglichen im späteren Einsatz eine mechanisch hochbelastbare Verbindung zwischen den Fügepartnern.