Neuer Name für Fraunhofer Leichtbau branchenübergreifende F&E, Fokus auf Multifunktionalität und Digitalisierung

Das Fraunhofer IWU (Chemnitz, Deutschland) hat Seitenschweller aus pultrudiertem Kohlefaser-Verbundwerkstoff entwickelt, die leicht sind, Crashbelastungen standhalten und am Ende eines E-Autos wiederverwendet werden können. Bildnachweis: Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU.

Unter dem Dach der Fraunhofer-Gesellschaft tragen 15 Partnerinstitute der Leichtbauforschung und -entwicklung (F&E) zu Lösungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Fertigungsprozessen sowie Analyse- und Bewertungsmethoden bei. Sie bündeln ihr Know-how und können so gezielt auf die technischen sowie betriebswirtschaftlichen und ökologischen Anforderungen innovativer Unternehmen eingehen. Darüber hinaus bieten sie ein umfangreiches Weiterbildungsangebot mit speziell zugeschnittenen Modulen.

Bisher firmierend unter dem Namen „Fraunhofer-Allianz Leichtbau“ diese Partnerschaft wird nun als „Fraunhofer-Forschungsbereich Leichtbau“ . fortgeführt mit dem Fokus 2021 auf die Integration von Zusatzfunktion(en) und Digitalisierung — ein wichtiger Beitrag zur Erreichung der weltweiten Klimaziele.

„Wir werden unsere Zusammenarbeit unter dem neuen Namen in bewährter Weise fortsetzen, haben aber auch zum Jahresbeginn neue Schwerpunkte“, sagt Dr. Michael Luke vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM (Freiburg). Dr. Luke ist seit 2020 Sprecher der gemeinsamen Forschungsaktivitäten der Partnerinstitute im Bereich Leichtbau. „Technisch stehen 2021 die Funktionsintegration und die Digitalisierung unter Berücksichtigung der Klimaziele im Vordergrund.“ Das Fraunhofer-Forschungsfeld Leichtbau präsentiert auf der LightCon - Neue Kongressmesse für Leichtbau (Hannover) im Juni 2021 Forschungsergebnisse, Technologien und Lösungen.

Forschungsergebnisse 2020:Nachhaltige Mobilität und KI

Die Breite der Leichtbau-F&E-Anwendungen von Fraunhofer wird anhand einer Auswahl der Forschungsergebnisse der Institute aus dem vergangenen Jahr deutlich:

Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU (Chemnitz, Deutschland) hat im Rahmen des EU-Projekts »FiberEUse« neue Konstruktionsverfahren für Karosserieteile im Automobilbau entwickelt. Als Teil einer langlebigen Faserverbund-Fahrzeugstruktur werden pultrudierte Seitenschweller am Lebensende eines E-Autos nicht verschrottet. Mit Hilfe der dazugehörigen Remanufacturing-Technologie können sie wiederverwendet werden. Dies ist ein wichtiger Schritt in Richtung einer automobilen Kreislaufwirtschaft. Die Leichtbaukomponenten sind nicht nur günstig in der Herstellung, sie erfüllen auch höchste Crash-Anforderungen.

Auch das »Last-Light-Construction-Bike (L-LBF)« des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF (Darmstadt) trägt zum Schutz natürlicher Ressourcen bei. Es ist nicht nur 40 % leichter als vergleichbare, handelsübliche Lastenräder, sondern fährt dank der speziellen Konstruktion auch viel weiter, weil im neuen Leichtbaurahmen deutlich mehr Platz für einen Akku ist.

„Vision PI“ ist ein nachhaltiges Mobilitätskonzept für die Zukunft. Es wurde von sechs Fraunhofer-Instituten gemeinsam konzipiert und vereint moderne Technologien, Ressourcenschonung und das Bedürfnis nach einem individuellen Lebensstil. Das Konzept besteht aus einer nach dem Schalenprinzip modular aufgebauten Fahrgastzelle, die sich flexibel an die Bedürfnisse der Reisenden anpassen lässt:Tagsüber dient sie als kommunikative Lounge, nachts wird sie zur Entspannungskapsel für einen entspannende Fernreise. Der Innenraum ist in seinen Einstellungen flexibel anpassbar und adaptiv. Die verwendeten Materialien bestehen aus nachwachsenden Rohstoffen oder sind optimal recycelbar ausgelegt. Das gesamte Modul lässt sich an verschiedene Mobilitätsträger koppeln – je nach Bedarf einer Fahrzeugplattform, eines Flugtaxi- oder einer Hyperloop-Lösung. Sie lässt sich auch in eine interaktive Virtual Reality Lounge umbauen, die unbegrenztes virtuelles Reisen um die Welt ermöglicht und damit zu einem innovativen Baustein neuer Mobilitäts- und Gebäudekonzepte beiträgt.

Die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Gießerei-, Verbund- und Verarbeitungstechnik IGCV (Augsburg) entwickeln mit Künstlicher Intelligenz (KI) ein optisches Messsystem für Carbonfasern, die in der Luftfahrt für Helikopter und Flugzeuge eingesetzt werden. Es ermöglicht die lückenlose Überwachung von Mikrofehlern während der Produktion und das frühzeitige Erkennen negativer Prozesseinflüsse. Lernende neuronale Netze erkennen zuverlässig, ob ein Bauteil ein Gut- oder Schlechtteil ist. Dadurch können Störungen im Produktionsprozess – wie Kabelverdrehungen oder Abrisse – vermieden werden. Das System liefert auch Daten, mit denen die Prozessstabilität bei der Herstellung von Kohlefaserverbundwerkstoffen deutlich verbessert werden kann.

Darüber hinaus betreiben die Partnerinstitute weiterhin große Anstrengungen im Fraunhofer-Projektrahmen »Innopsuh«, der sich mit neuen Leichtbaustrukturen und beschleunigten Entwicklungsprozessen für ökoeffizientes Fahren beschäftigt (Projekt „Light Materials 4 Mobility“). Auch digitalisierte Material- und Datenwertschöpfungsketten sowie ressourceneffiziente Datensysteme werden in diesem Projektrahmen konzipiert. Sie sollen die digitale Transformation in der Materialfertigung unterstützen. Dazu wird eine geeignete Referenzarchitektur aufgebaut (Projekt „DMD4Future“).

Dies ist eine Pressemitteilung des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Mail:[email protected]