Kräfte bündeln. Zukunft gestalten.

Jahresbericht 2021

Sehr geehrte Kunden und Partner des Fraunhofer LBF!

Das Jahr 2021 stellte erneut die ganze Welt vor große und vielfältige Herausforderungen, die uns in den kommenden Jahren wirtschaftlich, gesellschaftlich und politisch, privat und beruflich betreffen. Veränderungsdynamik und Handlungsdruck sind spürbar groß, Diskussionen und Einschätzungen mitunter kategorisch und emotional. Das erschwert es, positive Perspektiven zu erkennen und greifbare Lösungen anzugehen. Mitunter scheint es, einfach mehr gemeinsamen Mut, ehrliches Verstehen und vertrauensvolle Entschlossenheit zu brauchen, um zügigen und nachhaltigen Fortschritt zu erreichen. »Wenn wir uns in einer Krise zu bewähren haben, dann werden uns auch die Kräfte zuwachsen.« (R. v. Weizsäcker).
Insofern sehe ich in den Herausforderungen unserer Zeit hervorragende Chancen für unsere Zukunft!

Wir haben auch im letzten Jahr unsere Zukunftsagenda konsequent fortgesetzt. Im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungsprojekten haben wir unsere Kernthemen Leichtbau, Nachhaltigkeit und Digitalisierung über alle Phasen der Produktgestaltung über Absicherung und Nutzung bis hin zur kreislauforientierten Weiterverwertung für Anwendungen der Mobilität, der Kunststofftechnik und dem Maschinen- und Anlagenbau kontinuierlich vorangetrieben. In einer Vielzahl eigener, kooperativer und direkt beauftragter FuE-Projekte hat unser Team neue Methoden zur zuverlässigen und betriebsfesten Gestaltung von Produkten und Verfahren, neue und effizientere Technologien zur numerischen, experimentellen und cyberphysischen Simulation, nachhaltige Lösungen für biobasierte und rezyklierte Kunststoffe sowie neue Strukturkonzepte für smarte, effiziente Leichtbaulösungen entwickelt. Eine Auswahl unserer Projekte haben wir in dem vorliegenden Jahresbericht anhand unserer Leistungsfelder für Sie zusammengefasst.

Zu den Highlights unserer Aktivitäten zählen weitere Entwicklungen im Rahmen des Clusters Circular Plastics Economy und das letztjährig gestartete Projekt Waste4Future, in denen wir nachhaltige Lösungen für das Recycling und den Einsatz von Kunststoffen erarbeiten. Zusammen mit dem jüngst gestarteten SUBI2MA-Projekt baut unser Team in diesen Forschungsvorhaben kontinuierlich seine Angebote zur spezifischen Entwicklung von Additivsystemen aus nachwachsenden Rohstoffen zur Nachstabilisierung von Rezyklaten, zur  Abbausteuerung von Kunststoffen oder zur Bereitstellung hochwertiger Substitut-Kunststoffe aus. Auch unser Leistungszentrum GreenMat4H2, indessen Rahmen wir mit Partnern neue Technologien zur Zuverlässigkeitsgestaltung von wasserstoff-beaufschlagten Materialien und Komponenten bereitstellen, tragen wir zur Gestaltung einer nachhaltigen Zukunft bei.

Dafür haben wir auch im letzten Jahr an Leichtbaulösungen für die Mobilität der Zukunft gearbeitet. In mehreren Projekten erforschen wir neue Struktur- und Auslegungskonzepte, mit denen wir schwingungstechnische und akustische Eigenschaften von Strukturen durch sogenannte vibroakustische Metamaterialien (VAMM) gezielt und atypisch einstellen und in Leichtbauweise realisieren können. Diese sind besonders in mobilen Systemen des Fahrzeugbaus außerordentlich interessant, jedoch werden sie auch für immobile Anwendungen entwickelt. Im Rahmen des Projekts ALBACOPTER® wird eine elektrisch, autonom fliegende Transportdrohne entwickelt – erste Flüge mit Testsystemen wurden von Partnern durchgeführt. Aktuell wird das System- und Strukturkonzept für ein Testsystem mit 7 Meter-Spannweite finalisiert und die fertigungstechnische Umsetzung eingeleitet. Im Rahmen des Projekts ECO2-LInE entwickeln wir additiv gefertigte Leichtbauteile aus naturfaserverstärkten Kunststoffen, die in Zugwagenübergängen schwerere,
konventionelle Metallkonstruktionen ersetzen werden.

Im Zeichen der Digitalisierung entwickeln wir für unsere Kunden regelmäßig individualisierte Spezialwerkzeuge insbesondere für maschinendynamische und multiphysikalische Analysen und die Entwicklung von Systemen und Leichtbaustrukturen. Im letzten Jahr konnten wir in diesem Kontext in einer starken Partnerschaft mit Altair Engineering Inc. eine breit einsetzbare Softwarelösung für die schwingungstechnische Problemanalyse und Strukturoptimierung kommerziell verfügbar machen.

Die Digitalisierung des Entwicklungsprozesses maschinenbaulicher Systeme wurde auch in jüngsten Forschungskooperationen zur Modellierung und Simulation von Fahrzeugen mit unterschiedlichen Antrieben, Projekt ORCA, der prädiktiven Maschinenwartung mit verteilter KI, ProKInect, oder zur KI-basierten Lärmminderung in Container-Häfen im Rahmen des Projekts I2PANEMA vorangetrieben.

Es war ein spannendes Jahr, geprägt von gemeinsamenHerausforderungen und vielen wertvollen Forschungsergebnissen und Verwertungsoptionen. Einige der Forschungsarbeiten stellen wir Ihnen nachfolgend gerne vor, freuen uns auf den Dialog mit Ihnen und bedanken uns für die enge, vertrauensvolle Zusammenarbeit in zahlreichen direkten Kooperationen! Wir, das Team des Fraunhofer LBF, werden diese auch zukünftig fortsetzen und wollen dazu beitragen, die Herausforderungen in einer veränderungsreichen Zeit gemeinsam mit Ihnen bestmöglich und aktiv zu gestalten. Wir wünschen Ihnen weiterhin viel Erfolg und eine erkenntnisreiche, anregende Lektüre. Sprechen Sie uns an, wir freuen uns auf Sie!

Mit besten Grüßen,
Prof. Dr.-Ing. Tobias Melz,
Institutsleiter