Projekte

Kunststoffe müssen während der Schmelzeverarbeitung durch Prozessstabilisatoren, Antioxidantien, geschützt werden. Da es sowohl unter ökonomischen als auch ökologischen Gesichtspunkten nachteilig ist, pauschal „genug“ hinzuzufügen, wird die optimale Menge für neue Kunststofftypen in aufwändigen Versuchsreihen ermittelt. Online-Rheologische Messungen bieten hier das Potenzial zur Beschleunigung und damit die Möglichkeit, zur Restabilisierung beim mechanischen Recycling die Stabilisatorzugabe in Echtzeit auf die wechselnden Chargenzusammensetzungen anpassen zu können.

Mit »SmartEntgrat« optimieren boeck GmbH und Fraunhofer LBF Entgrat- und Schleifprozesse in der Blechbearbeitung. Die autarke Sensoreinheit, die flexibel zwischen Maschine und Schleifteller platziert wird, erfasst relevante Prozessdaten, die auf dem Edge-Gateway verarbeitet werden. Eine browserbasierte Benutzeroberfläche zeigt Einstellhinweise zur Anpassung der Maschinenparameter auf Basis der Verschleiß- und Verrundungsschätzung an, um die Bauteilqualität zu verbessern und die Werkzeugstandzeit zu verlängern. Das Projekt fördert die Mensch-Maschine-Interaktion in der Blechbearbeitung und trägt zur Ressourceneffizienz bei.

Sandwichelemente kommen in Fassaden von Industriehallen und Kühlhäusern zum Einsatz. Das BMWK fördert im Projekt ReSaMon eine optimierte Herstellung der Elemente. Ein Konsortium aus sieben Partnern entwickelt im Vorhaben eine zerstörungsfreie und berührungslose Messtechnik, die mögliche Schwachstellen und Änderungen der Materialeigenschaften bereits im Produktionsprozess identifizieren kann. Das Fraunhofer LBF untersucht die Möglichkeiten von datenbasierten Methoden zur Fehlstellendetektion und -lokalisation im Zusammenspiel mit der entwickelten Messtechnik.  

Im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojekt SUBI2MA beschäftigt sich das Fraunhofer LBF mit der Funktionalisierung von Polyethylenterephthalt (PET) durch Additivierung. Die eingesetzten Additive sollen dabei den hydrolytischen Abbau der Polymerkette beschleunigen und so einen Bioabbau von PET ermöglichen. Ungewollt freigesetzte PET-Fasern sollen so biologisch abgebaut werden und verbleiben nicht in der Umwelt. Begleitet wird diese Entwicklung durch verschiedene chemische und chromatografische Analysemethoden welche Auskunft über die konkreten Degradationsmechanismen der Polymerketten geben.

Die experimentelle Charakterisierung des zyklischen Werkstoff- und Bauteilverhaltens ist energie-, zeit- und kostenintensiv. Mitunter ist ein Paradigmenwechsel erforderlich, um die zukünftigen Marktanforderungen erfüllen zu können. Im Kontext von Sekundäraluminium wird deutlich, wie wichtig eine alternative Vorgehensweise zum Nachweis von zyklischen Eigenschaften wird, da mit den konventionellen Ansätzen der zeitliche Rahmen gesprengt wird.

Das Leitprojekt FutureCarProduction fokussiert auf den Leitmarkt Mobilität und erarbeitet Lösungen für nachhaltige und innovative Karosseriekonzepte, die über den aktuellen Trend des Giga-Castings weit hinausgehen. Acht Fraunhofer-Institute gehen dabei der Frage nach, wie Fertigungskonzepte für Karos-serien mit modernsten Füge- und Gießtechnologien hinsichtlich der Effekte auf Nachhaltigkeit und Kreislauffähigkeit bewertet werden können, um Ressourcen zu schonen und Effizienz sowie Leistungs-fähigkeit zu steigern. Das Fraunhofer LBF beantwortet im Projekt die Frage, wie Zuverlässigkeit und Sicherheit moderner Karosseriestrukturen bewertet und nachgewiesen werden können.

Fraunhofer-Forschende haben für Fahrer und Fahrerinnen von Baumaschinen einen Helm mit integriertem Beschleunigungssensor entwickelt. Die Helm-Sensorik misst die gesundheitsschädlichen Vibrationen der Baumaschinen, die auf den menschlichen Körper treffen. Die Sensorsignale werden analysiert, eine Software zeigt die Belastung für den Menschen an. Dementsprechend lassen sich entlastende Maßnahmen treffen. Als Sensor dient eine flexible Piezo-Elektret-Folie

Bei der Verwendung von Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS) für Großgussbauteile mit hohen Wandstärken können insbesondere bei mischkristallverfestigten GJS-Güten unerwünschte Graphitdegenerationen im Werkstoffgefüge auftreten. In der Praxis geht die Detektion gewisser Graphitdegenerationen, z.B. durch zfP-Verfahren, meist mit dem Ausschuss des entsprechenden Bauteils einher, da degenerierter Graphit die Werkstoffbeanspruchbarkeit i.d.R. verringert. Zur besseren Klassifizierung verschiedener Graphitentartungen sowie zur Ermittlung ihrer Einflüsse auf die Schwingfestigkeit wurden im Forschungsprojekt »DeGra« GJS-Werkstoffe mit vorliegenden Entartungen untersucht. Hierbei wurden Erkenntnisse aus quasi-statischen und zyklischen Untersuchungen mit Erkenntnissen aus der digitalen Bildauswertung metallographischer Schliffbilder korreliert. Dies ermöglicht die Bewertung der mechanischen Eigenschaften bei häufig lokal vorliegenden Entartungen im Bauteil zur Verringerung von Ausschuss und Schrott.

In dem Forschungsprojekt »GJSlim« arbeitet das Fraunhofer LBF an der Entwicklung eines übertragbaren Leichtbaukonzepts zur Nutzung erhöhter zyklischer Beanspruchbarkeiten für ultraleichte Strukturen aus GJS mit Wandstärken kleiner als 5 Millimeter. Ziel ist, grundlegende Abhängigkeiten zwischen Gestalt- und Prozessoptimierung sowie lokalen Bauteileigenschaften über einen interdisziplinären Wissenstransfer zwischen den Disziplinen Gießereitechnik, Strukturleichtbau und Betriebsfestigkeit aufzuzeigen, das Leichtbaupotenzial dieser Werkstoffe weiter zu steigern sowie den CO2-Ausstoß während Produktion und Nutzung deutlich zu senken.

Im Projekt LowCarboVan werden umweltfreundliche Leichtbaulösungen für den Nutzfahrzeugsektor erarbeitet. Hierbei fokussiert sich die Forschung am LBF auf den Ersatz von glasfaserverstärkten Kunststoffen durch naturfaserverstärkte Kunststoffe. Es werden Lösungen erarbeitet für die Reduzierung der Feuchteaufnahme und Gewichtseinsparungen durch die Nutzung von Leichtbaumethoden in der Auslegung. Das Projekt adressiert das Thema der nachhaltigen Mobilität und trägt dazu bei, den CO2-Fußabdruck im Transportsektor zu verringern.