Presseinformationen 2019

Additive Fertigungsanlagen können hochkomplexe Bauteile erzeugen, die mit klassischen Werkzeugmaschinen gar nicht oder nur mit hohem Aufwand produzierbar wären. Dennoch gehören solche industriellen 3D-Drucker längst noch nicht zur Standardausrüstung in Fabriken. Das liegt nicht nur an den Anschaffungskosten, sondern auch an vielen Problemen im Detail. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden hat Lösungen gefunden und stellt sie im November 2019 auf der Fachmesse »formnext« in Frankfurt am Main vor. Dazu gehören mit »COAXshield« eine lokale Schmelzbadabschirmung für das Laser-Pulver-Auftragschweißen und das Analyse-Gerät »LIsec«, mit dem sich der Pulverfluss bei Additiven Fertigungsverfahren kontrollieren lässt.

Deutsche Wissenschaftler wollen im Dachkonzept »Forschungsfabrik Batterie« neuartige Batterien entwickeln, die bei gleichem Volumen mindestens 70 Prozent mehr Energie für Elektrofahrzeuge und Smartphones speichern können als herkömmliche Lithium-Ionen-Lösungen. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Kompetenzclusters für Batteriematerialien »ExcellBattMat« steuert das Dresdner »ExcellBattMat-Zentrum« (Projekt KaSiLi: Strukturmechanische Kathodenadaption für Silizium- und Lithiumwerkstoffe) Schlüsselkomponenten für diese neue Batterie-Generation bei. Die Forscher von Fraunhofer, TU-Dresden und Leibniz arbeiten seit dem 1. November 2019 gemeinsam an innovativen Batterie-Elektroden, die aus hauchdünnen Silizium- oder Lithiumschichten bestehen, um hohe Energiedichten zu erreichen.

Eine neue Werkstoffklasse verspricht viele Innovationen in der Luftfahrt, im Turbinenbau und weiteren Industriezweigen: Hochentropie-Legierungen (HEL) sind Metalle, in denen sich fünf oder mehr Elemente in jeweils ähnlichen Anteilen atomar verbunden haben. Richtig designt, sind sie härter, hitzefester und leichter als Stahl, Aluminium und andere klassische Werkstoffe. Seit etwa 15 Jahren versuchen weltweit Ingenieure, diese innovativen Materialien zur Serienreife zu führen. Doch Hochentropie-Legierungen sind immer noch zu teuer und schwer zu verarbeiten. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden lädt daher nun Experten zu einem Symposium im März 2020 ein, um zu demonstrieren, wie sie diese Probleme überwinden können – zum Beispiel durch industriellen 3D-Druck, also »Additive Manufacturing«. Einen ersten Einblick gibt das Fraunhofer IWS mit dem Vortrag »High entropy alloys for Additive Manufacturing« am 21. November 2019, 14:15 Uhr, auf der »TCT Introducing Stage« während der Fachmesse »Formnext« in Frankfurt am Main.

Damit Flugzeuge sparsamer, umweltfreundlicher und robuster werden, haben Fraunhofer-Ingenieure aus Dresden eine neue keramische Hitzeschild-Technologie entwickelt. Dafür wird ein Pulver aus Yttrium-stabilisiertem Zirkoniumoxid (YSZ) mit Wasser zu einer Suspension angerührt. Mit diesem flüssigen Pulvergemisch lassen sich im Spritzverfahren schnell und preisgünstig Turbinenschaufeln und andere Flugzeugteile beschichten. Solche und ähnliche Schilde machen Flugzeugtriebwerke möglich, die weniger Kraftstoff verbrauchen und die Atmosphäre nicht so stark verschmutzen.

Professor Stefan Kaskel erfuhr hohe Ehren von der renommierten Tsinghua University. Die Pekinger Hochschule ernannte ihn zum »Distinguished Visiting Professor«. Der drei Jahre währende Titel wurde ihm aufgrund langjähriger erfolgreicher Kooperation verliehen.

Für sein erfolgreiches globales Engagement auf dem Gebiet der Additiven Fertigung wurde Prof. Christoph Leyens zum Adjunct Professor der University of Waterloo, Ontario, Kanada, ernannt. Bereits Anfang dieses Jahres wurde dem Direktor des Instituts für Werkstoffwissenschaft der TU Dresden und Direktor des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS die gleichnamige Ehrung durch die RMIT University, Melbourne, Australien zuteil.

In Branchen wie der Autoindustrie lassen sich mit dem Laser-Remoteverfahren blitzschnell Bauteile bearbeiten. Allerdings entstehen dabei gesundheitsschädliche Emissionen, die Lungenschädigungen hervorrufen können. Wissenschaftler des Dresdner Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS haben sich im Rahmen des IGF-Forschungsprojektes »CleanRemote« mit diesem Problem beschäftigt. Per Absaugvorrichtung verringern sie Partikel und Gase in der Luft.

Um Batterien künftig preisgünstiger und umweltschonender herstellen zu können, haben Forscher am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden ein neues Produktionsverfahren entwickelt. Dabei beschichten sie die Elektroden der Energiespeicherzellen mit einem trockenen Film statt mit flüssigen Chemikalien. Das spart Energiekosten und macht giftige Lösungsmittel in diesem Prozessschritt überflüssig. Ein finnisches Unternehmen erprobt die neue IWS-Technologie bereits erfolgreich in der Praxis.

Fraunhofer-Ingenieure aus Dresden haben ein neues Laserschweißverfahren entwickelt, das auf einem schnell pendelnden Laserstrahl basiert. Diese Technologie unter der Bezeichnung »remoweld®FLEX« eignet sich für qualitativ besonders anspruchsvolle Prozesse – insbesondere für Bauteile, die gegen Wasser und andere unerwünschte Umwelteinflüsse mediendicht verschlossen werden müssen. Dazu gehören bislang als nahezu unschweißbar geltende Gehäuse für elektrische und elektronische Bauteile, Wärmetauscher und Kühlung, die häufig aus Alu-Druckguss bestehen. An der Entwicklung beteiligt waren das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS sowie die Maschinenfabrik Arnold aus Ravensburg.

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS aus Dresden haben innovative Methoden entwickelt, durch die mehr Werkstoffe als bisher in der additiven Fertigung nutzbar sind. So könnten additive Fertigungsanlagen in Zukunft zum Beispiel bessere Flugzeugtriebwerke ermöglichen, die weniger Kraftstoffe verbrauchen. Dafür müssen die Ingenieure allerdings zunächst die aktuell gängigen industriellen 3D-Drucker verbessern, damit diese Maschinen auch sehr feste und extrem hitzebeständige Legierungen verarbeiten können. Dabei stützen sich die Dresdner auf profunde Erfahrungen mit dem Laser-Pulver-Auftragschweißen und setzen Künstliche Intelligenz (KI) ein. Ihre besondere Werkstoffexpertise bringen sie in das Fraunhofer-Verbundprojekt »futureAM« ein. Das Ziel der Verbundpartner: Additive Fertigungsanlagen für Metallbauteile sollen zehn Mal schneller werden und auch mit Superlegierungen zurechtkommen.