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Wenn es um die Auslegung und Prüfung von Gussbauteilen geht, dominieren aktuell Insellösungen. Das am 1. November 2019 gestartete dreijährige Forschungsprojekt „DNAguss – Durchgängige numerische Auslegung von Gussbauteilen entlang der Prozesskette“ soll dieses Manko beseitigen und einzelne Disziplinen miteinander verknüpfen. Ziel ist, eine effizientere und kostengünstigere Entwicklung von leistungsfähigen zyklisch beanspruchten Gussbauteilen beispielsweise für die Windenergiebranche oder den Großmaschinenbau zu ermöglichen. Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF verfügt über jahrelange Erfahrung aus unterschiedlichsten Projekten mit Bezug zur Gussbewertung und ist bei „DNAguss“ Konsortialführer. Fördergeber ist das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie über den Projektträger Jülich im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms – Innovationen für die Energiewende.

Forschende am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF bringen Bauteile mittels Resonanzüberhöhungstests an ihre Grenzen. Mit einem neuartigen Versuchsaufbau können sie Komponenten mit sehr viel höheren Beschleunigungen harmonisch monofrequent anregen als bisher. Möglich wird das, da der Prüfaufbau in Resonanz betrieben und zuvor numerisch simuliert wird. Die Anregungsfrequenz legt das Fraunhofer-Team dabei durch gezieltes Prüfaufbaudesign in Verbindung mit dem Prüfbauteil je nach Kundenwunsch fest. So ist es möglich, mit vergleichsweise wenig Energie kleine Bauteile mit bis zu 1000g sinusförmig mit einer hohen Schwingspielzahl zu belasten. Das spart Zeit und Kosten.

Wenn es auf der Straße blitzt, weiß jeder Autofahrer, dass er zu schnell unterwegs ist oder eine rote Ampel nicht beachtet hat. Ähnliches könnte – in abgewandelter Form – in naher Zukunft auch überladene LKW treffen. Weil stark zunehmende Fahrzeugzahlen und steigende Gewichte zu Straßenabnutzung und Brückenschäden führen, besteht von staatlicher Seite Interesse daran, Weigh-In-Motion (WIM)-Systeme soweit zu verbessern, dass die Gewichte von Fahrzeugen auch auf Autobahnen sicher erfasst werden können. In dem Forschungsprojekt »LiBra« – Lasten in Bewegung rechtssicher aufzeichnen – untersuchen Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF detailliert die Messungenauigkeiten und die Systemzuverlässigkeit solcher WIM-Systeme. Dies soll dabei helfen, solche Systeme in Zukunft als standardisiertes und gerichtfestes Messverfahren zulassen zu können. Damit ließe sich eine Gewichtskontrolle etablieren, die ähnlich einem Geschwindigkeits- oder Rotlicht-Blitzer direkt gerichtsfeste Beweise liefert.

Wie wirksam faseroptische Sensoren sind, um die Prozesse während der Herstellung großer Faserverbundbauteile im Vakuuminfusionsverfahren zu überwachen, zeigt „Infusion 4.0“, ein vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördertes Projekt. Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF hat zusammen mit dem Projektpartner MT Aerospace AG bislang versteckte Prozessabschnitte sichtbar und digital kontrollierbar gemacht, was die Prozesssicherheit erhöht. Diese neue, effiziente Fertigungstechnologie unterstützt die zuverlässige und schnelle Entwicklung von Luft- und Raumfahrtprodukten.