Presseinformationen 2020

Beschleunigung der Additiven Fertigung von Metallbauteilen mindestens um den Faktor 10 – mit diesem Ziel startete 2017 das Fraunhofer-Leitprojekt »futureAM – Next Generation Additive Manufacturing«. Sechs Fraunhofer-Institute erreichten nun bis zum Projektende im November 2020 gemeinsam Technologiesprünge in der Systemtechnik, bei den Werkstoffen und in der Prozessführung sowie bei der durchgängigen Digitalisierung und steigerten so Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit des Metal Additive Manufacturing entlang der gesamten Prozesskette.

Um die Stadtluft zu verbessern und die Umwelt zu schonen, möchten viele Kommunen elektrische Abfallfahrzeuge für ihre Parks und Fußgängerpassagen erwerben. Doch die haben schwere Akkus oder Brennstoffzellen an Bord und können daher meist weniger Abfälle abtransportieren als klassische Mülltransporter mit Verbrennungsmotor. Deutsche Ingenieure wollen das nun mit Leichtbaukonstruktionen ändern. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden entwickelt dafür innovative Fügezangen.

Elektroautos, die binnen fünf Minuten vollgetankt sind, auf Reichweiten wie ein Diesel kommen und doch »sauber« fahren: Das schaffen mit Wasserstoff betankte Brennstoffzellen-Fahrzeuge bereits heute. Allerdings sind sie bisher noch selten und teuer. Neben Effizienzproblemen liegt das unter anderem an einer Kernkomponente: Goldbeschichtete Bipolarplatten (BiP) in Brennstoffzellen. Sie sind außerdem aufwendig in der Herstellung. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden, der deutsche Automobilkonzern Daimler und das finnische Stahlunternehmen Outokumpu Nirosta haben nun eine preiswerte Alternative für die schnelle Massenproduktion entwickelt.

Gewerbliche Drohnen und Flugtaxis sollen bald nicht mehr reine Zukunftsmusik sein. Um neue Ideen für die Luftfahrt von morgen mit Leben zu erfüllen, gründeten zahlreiche Partner mit der Stadt Kamenz sowie internationalen Unternehmen und Institutionen das »Kompetenzzentrum autonomes und elektrisches Fliegen«. In der Region sollen so die Rahmenbedingungen für Feldversuche und umfangreiche Tests entstehen. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS beteiligt sich als Gründungsmitglied.

Raffiniert geformte Kunststoffteile mit dem 3D-Drucker zu erzeugen ist heute keine Kunst mehr, sondern Alltagstechnologie. Ganz anders bei reinem Kupfer: Bisher gelang es nicht, das Metall mit Infrarotlasern vollständig aufzuschmelzen, um daraus Schicht für Schicht komplexe Bauteile zu erzeugen. Deshalb setzt das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden nun eine neuartige additive Fertigungsanlage ein, die das Metall mit einem kurzwelligen grünen Laser nahezu defektfrei verarbeitet. Sie ermöglicht neue Fertigungsansätze, die bisher mit Reinkupfer nicht realisierbar waren. Damit lassen sich komplexe Bauteile aus reinem Kupfer und Kupferlegierungen für die Raumfahrt- und Automobilindustrie umsetzen und die Effizienz von Elektromotoren sowie Wärmetauschern steigern.

Satelliten und Raumschiffe zu bauen, ist alles andere als billig. Das liegt auch daran, dass kosmische Technik weit ausfallsicherer konstruiert sein muss als auf Erden. Im All können selbst minimale Probleme wie eine vereiste Batterie dramatische Folgen haben. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden hat daher nun für Airbus besondere zuverlässige dünne Keramik-Silber-Heizungen entwickelt. Diese lassen sich auf Rohre und andere kompliziert geformte Bauteile nahtlos und automatisiert aufdrucken.

Wissenschaftler aus Dresden haben eine selbstreinigende Oberfläche entwickelt. Ein Projektteam der Technischen Universität Dresden und des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS strukturierte eine Aluminiumplatte mit einem Laserverfahren so, dass Wassertropfen über die Oberfläche rollen können und dadurch Schmutzpartikel entfernt werden – ganz ohne chemische Reinigungsmittel oder zusätzliche Kräfte. Den wissenschaftlichen Beweis für den selbstreinigenden Effekt veröffentlichten sie im Journal »Applied Surface Science«.

Eis auf Flugzeugoberflächen birgt potenzielle Gefahren: Der Kraftstoffverbrauch steigt, die Aerodynamik wird gestört und der erzeugte Auftrieb sinkt – die Funktionsfähigkeit des Flugzeugs wird beeinträchtigt. Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS haben gemeinsam mit AIRBUS und der TU Dresden ein Laserverfahren entwickelt, das zwei Fliegen mit einer Klappe schlägt: Zum einen fällt das Eis von alleine ab und zum anderen ist eine geringere Heizleistung beim Enteisen erforderlich. Mit der Direkten Laserinterferenzstrukturierung lassen sich Oberflächenstrukturen gestalten, die Anti-Icing effektiv ermöglichen.

In einem kooperativen Forschungsprojekt der Westsächsischen Hochschule Zwickau (WHZ), des Fraunhofer-Anwendungszentrum für Oberflächentechnologien und Optische Messtechnik (AZOM) und des Forschungsinstituts Leder und Kunststoffbahnen (FILK) untersuchen Wissenschaftler, wie Veränderungen in Zellkulturen von Knorpel- und Weichgewebe detektiert werden können.

Microlauncher sind eine Alternative zu herkömmlichen Trägerraketen. Die mittelgroßen Transportsysteme können Nutzlasten bis 350 Kilogramm befördern, künftig sollen sie kleine Satelliten in den Weltraum bringen. Forscherinnen und Forscher am Dresdner Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS haben gemeinsam mit Raumfahrtexperten der TU Dresden ein additiv gefertigtes Raketentriebwerk mit Aerospike-Düse für Microlauncher entwickelt. Der skalierte Prototyp aus Metall soll 30 Prozent weniger Treibstoff als konventionelle Triebwerke verbrauchen. Er wird am 12. Februar auf der Hannover Messe Preview und vom 20. bis 24. April 2020 auf der Hannover Messe präsentiert (Halle 16/Stand C18).