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Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF und das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST koordinieren gemeinsam eine Unterstützungs- und Koordinierungsmaßnahme, die darauf abzielt, einen allgemein akzeptierten und angewandten Ökobilanzierungsansatz für emissionsfreie Fahrzeuge (ZEV) zu definieren und zu harmonisieren. Beide Institute brachten 44 wichtige Interessengruppen entlang der gesamten Wertschöpfungskette von emissionsfreien Fahrzeugen zusammen, darunter Fahrzeug- und Batteriehersteller, die Zulieferindustrie, Energieversorger und Recycler. Diese einzigartige Initiative wird von der Europäischen Kommission im Rahmen des Rahmenprogramms Horizont Europa unterstützt und hatte ihre Auftaktveranstaltung am 1. Februar in Brüssel mit rund 60 Anwesenden.

Im Rahmen des Verbundprojektes »Werkstoff- und Langzeiteigenschaften in Rezyklaten« legt das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF die Grundlagen für die Steigerung des PCR-Anteils nun auch für hochwertige industrielle Anwendungen in technischen Kunststoffen. Dabei erarbeiten die Darmstädter Forschenden gemeinsam mit den Projektpartnern umfangreiche Kenntnisse zu Abhängigkeiten zwischen der Zusammensetzung der Eingangsmaterialien, Einflussgrößen während der Compoundierung (z. B. Anteil und Zustand Neuware, Re-Additivierung) und den resultierenden Anwendungseigenschaften. Unterstützt durch ausgewählte analytische Methoden werden grundlegende Abhängigkeiten ermittelt, die den Projektteilnehmern das notwendige Wissen zur optimalen Beherrschung ihrer Stoffströme liefern.

Durch den Einsatz von gegossenen Komponenten lassen sich entscheidende Wettbewerbsvorteile entlang der Wertschöpfungskette erzielen. Der hohe Qualitätsstandard von Gusserzeugnissen und das hohe Maß an Flexibilität seitens der nutzbaren Werkstoffe und Technologien in der Gießerei-Branche sind einmalig. Dem gegenüber stehen Herausforderungen durch Energiekrise und Materialengpässe, die Wettbewerbsvorteile einschränken und die die Notwendigkeit zu Effizienzsteigerungen erhöhen. Neben der Digitalisierung können Effizienzsteigerungen insbesondere durch eine verstärkte Vernetzung der am Entwicklungsprozess Beteiligten aus Industrie und Forschung vorangetrieben werden. Der internationale Kongress »InCeight Casting C8«, vom 6. bis 8. März 2023 in Darmstadt, bietet zum zweiten Mal mit fundierten Fachvorträgen, Workshops und Podiumsdiskussion diesen interdisziplinären Wissens- und Interessenaustausch mit dem Ziel, voneinander zu lernen und damit zukunftsfähig zu bleiben.

Wie können hochwertige Rezyklate aus bedruckten Verpackungen entstehen? Können analytische Fingerabdrücke eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft voranbringen? Diese und weitere Fragen beantwortet das fünfte »Forum Plastic Recyclates« am 29. und 30. März 2023 live in Darmstadt. Mit den Themen »Markt und Standards für Rezyklate«, »Mehr Qualität durch Additive« sowie »Anwendungen für rezyklierte Kunststoffe«, liegt der fachliche Schwerpunkt erneut auf dem werkstofflichen Recycling. Das Programm für die Tagung und die Online-Anmeldung sind ab sofort verfügbar.

Nachhaltig, sicher und effizient sollen schwere Nutzfahrzeuge in Europa un-terwegs sein. Fahrzeughersteller müssen dafür die Treibhausgas-Emissionen von neuen Lkw bis 2025 im Durchschnitt um 15 Prozent und bis 2030 um 30 Prozent gegenüber dem Stand von 2019 senken. Das neue Verbundfor-schungsprojekt »evTrailer2« fokussiert auf die Entwicklung und Integration von Hocheffizienztechnologien für die elektrischen Antriebs- und Energiesys-teme sowie auf die Fahrsicherheit schwerer Sattelzüge. Die Forschergruppe entwickelt das Konzept eines traktionsfähigen Sattelaufliegers zur kooperati-ven Antriebsunterstützung schwerer Lkw.

Die hohen Kosten für Starts und die begrenzte Ladekapazität in der Raumfahrt machen einen konsequenten Einsatz von Leichtbaumaßnahmen notwendig. Oft sind Leichtbaulösungen jedoch mit Schwingungsproblemen verbunden. Vibroakustische Metamaterialien (VAMM) stellen eine innovative Maßnahme zur Minderung von Schwingungen dar und bieten Vorteile in der Beeinflussung des Schwingungsverhaltens gegenüber konventionellen Maßnahmen. Am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und System-zuverlässigkeit LBF wurden VAMM zur Minderung von Mikroschwingungen an optischen Geräten für Satelliten untersucht und ein Sandwich-Panel für die schwingungsarme Lagerung von sensiblen Satelliten-Bauteilen konstruiert. Mehr dazu auf der Messe »Space Tech Expo Europe« in Bremen, 15. bis 17. November 2022, Fraunhofer-Stand M22 in Halle.

Am ersten Oktober 2022 hat Dr. Christoph Bleicher die Leitung des Forschungsbereichs Betriebsfestigkeit am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt übernommen. Er verfügt über viele Jahre Erfahrung in der Betriebsfestigkeitsforschung und ist in der Community gut vernetzt. Als Kenner der Branche und ihrer Belange ist eines seiner Ziele, die Beziehungen zu Kundschaft und Forschungspartnern zu intensivieren und strategische Themen für die Betriebsfestigkeit voranbringen.

Vibroakustische Metamaterialien können als Schwingungsminderungs-maßnahme in den verschiedensten Branchen zum Einsatz kommen, beispielsweise im Maschinen- und Fahrzeugbau oder in der Raumfahrt. Sie mindern störenden Körper- oder Luftschall und helfen, Gerätschaften zu stabilisieren und Komfort zu steigern. Fraunhofer-Forschende und Vortragende aus der Industrie zeigen am 1. Dezember 2022 in Stuttgart am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP, wie industrielle Anwendungen profitieren können. Die Veranstaltung ist kostenfrei.

Ein starkes europäisches Werkstoff-Ökosystem, das den grünen und digitalen Wandel vorantreibt, sowie eine nachhaltige, integrative europäische Gesellschaft durch eine systemische Zusammenarbeit von vorgelagerten Entwicklern, nachgelagerten Nutzern und Bürgern sowie allen Interessengruppen dazwischen.

Als erste Stadt in Deutschland erhielt Darmstadt vor 25 Jahren den Ehrentitel »Wissenschaftsstadt«. Auch das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF gehört seit über 80 Jahren zur Wissenschaftslandschaft Darmstadts. Am Freitag, 7. Oktober 2022 können Interessierte zwischen 15 und 18 Uhr im »Open Lab« viel Neues über »gute« Kunststoffe erfahren. Führungen, Kurzvorträge, Exponate, Experimente und Mitmachaktionen rund um Recycling und Kreislaufwirtschaft stehen auf dem Programm. Die Teilnahme ist kostenfrei

Leichtbau macht Produkte wettbewerbsfähig und nachhaltig. Sicherheit und zuverlässige Funktion müssen dabei gewährleistet sein. Forschende aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit zeigen auf der »K-Messe« vom 19. bis 26. Oktober in Düsseldorf vielversprechende neue Ansätze für nachhaltige und effiziente Fertigungsverfahren mit naturfaserverstärkten Materialien (Fraunhofer-Stand, Halle 7, SC01). Mit dem »nachhaltigen Batteriegehäuse für E-Bikes«, demonstrieren die Forschenden das Potenzial für die Serienfertigung.

Rezyklate machen Produkte nachhaltig und wettbewerbsfähig. Sicherheit und zuverlässige Funktion müssen dabei gewährleistet sein. Forschende aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit zeigen auf der »K-Messe« vom 19. bis 26. Oktober in Düsseldorf am Fraunhofer-Stand, Halle 7, SC01, wie die Qualität von Produkten aus Kunststoffrezyklaten im frühen Entwicklungsprozess, vor der Serienfertigung, zuverlässig untersucht werden kann.

Die Verwendung von Wasserstoff als Energieträger gilt als Schlüsseltechnologie. Besonders im Bereich des Transports von Wasserstoff und bei Tanksystymen für Brennstoffzellen-Fahrzeuge werden höchste Anforderungen an die Sicherheit der verwendeten Dichtungsmaterialien in den Leitungssystemen gestellt. Leckagen werden aufgrund der Explosivität nicht toleriert. Elastomerdichtungen sind in der aktuellen Erdgasinfrastruktur fest etabliert. Halten diese auch dem Transport von Wasserstoff stand? Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF hat das Verbundprojekt »HydroTransSeal« initiiert und sucht weitere Partner, mit dem Ziel, gemeinsam geeignete Elastomerwerkstoffe zu entwickeln und Handlungsempfehlungen für die Optimierung bereits eingesetzter Systeme zu geben. Weitere Informationen über die Wasserstoffforschung in Hessen erfahren Interessierte auf der internationalen Fachmesse »f-cell« vom 4. bis 5. Oktober in Stuttgart, Halle 2, Stand E27.

Der Traum von mehr Ruhe für Mensch und Natur im Umfeld von Autobahnen könnte zukünftig dank einer gemeinsamen Entwicklung aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt und der ASFINAG, der Autobahnen- und Schnellstraßen-Finanzierungs-Aktiengesellschaft in Österreich, Realität werden. Die Fraunhofer-Forscher haben einen Lärmschutz-Prototypen entwickelt, der zukünftig mehr Effizienz beim Schutz vor Schallwellen bietet. Durch eine mit vibroakustischen Metamaterialien (VAMM) ausgestattete Glas-Lärmschutzwand konnte im Labor eine Übertragungsreduktion von bis zu 20 Dezibel (dB) im Vergleich zu einer konventionell absorbierenden Lärmschutzwand erzielt werden.

Unter der Federführung von Heraeus gründeten führende Unternehmen und Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet der Materialentwicklung vor 20 Jahren den Verein »Materials Valley«. Ziel des Vereins war und ist die Profilierung der Metropolregion Rhein-Main als High Tech-Standort für Materialforschung und Werkstofftechnologie.

Die Auslegung von Kunststoffbauteilen basiert im ersten Schritt auf den für Metalle bewährten Modellen. Diese Modelle können zu kritischen Fehlinterpretationen bei Kunststoffbauteilen führen, die vorwiegend mehraxialen Zugbelastungen ausgesetzt sind. Passendere Materialmodelle für Kunststoffe benötigen Daten aus den 2D- und 3D-Zugversuchen, welche aus den uniaxialen Zug- und Druckversuchen nicht gewonnen werden können. Wissenschaftlich Teams am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben bekannte Prüfvorschriften für den biaxialen Zugversuch unter Temperatureinfluss analysiert und auf den aktuellen Forschungsstand gebracht. Die implementierte optische Messung während der Belastung erfasst das mechanische Verhalten des Probekörpers. Die Daten aus dem innovativen Prüfverfahren vereinfachen die Auswahl und die Anpassung eines materialgerechten Modells, was eine zuverlässige Extrapolation auf 3D-Zug erlaubt. Diese Vorgehensweise ist für sicheres und kosteneffektives Design von Kunststofftanks entscheidend.

Folien aus Polyethylen (PE) lassen sich heutzutage aus Folienrezyklaten herstellen. Damit auch diese zuverlässig und haltbar sind, dürfen während ihrer Herstellung keine Fehlstellen auftreten. Forschende aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt haben durch Zugabe einer geeigneten Additivrezeptur die Folienqualität signifikant verbessert. Der Fertigungsprozess wird effizienter und kostengünstiger. Vom 22. bis 26. August geben die Darmstädter Forscher im Rahmen ihrer Beteiligung an dem Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE auf der ACHEMA in Frankfurt weitere Einblicke in ihre Arbeiten, auf dem Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft, Halle 6.0, Stand A52.

Verpackungsmaterialien werden immer knapper und sind häufig nicht umweltfreundlich. Herkömmliche Transportverpackungen sind zumeist für den Einmaltransport ausgelegt und bestehen oft aus Wellpappe. Forschende aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben gemeinsam mit der Berges GbR in Darmstadt eine alternative Lösung zur Einmalverpackung entwickelt und patentiert. Durch eine vollständig werkstofflich rezyklierbare Mehrwegtransportlösung für empfindliche Güter wird die Umwelt geschont und Anwender können den CO2-Fußabdruck ihrer Unternehmen verbessern.

Mit steigender Digitalisierung, steigt auch der Bedarf an energieautarken Sensorsystemen, die eine kontinuierliche und zuverlässige Datenerfassung gewährleisten Die effiziente Nutzung der dafür notwendigen Energie gewinnt dabei zunehmend an Bedeutung. Forschende aus dem Fraunhofer LBF haben auf Basis von Piezoelektreten neuartige Energy Harvesting Systeme konzipiert. Die eingesetzten Wandlermaterialien sind eine alternative, ressourcen-schonende Lösung gegenüber konventionellen Energiespeichern, die hohe Wartungskosten verursachen und als nicht langlebig gelten. Perspektivisch können Energy Harvesting Systeme für die Versorgung von Sensor dienen, die an schwer zugänglichen Orten installiert sind oder als großflächig verteiltes Sensornetzwerk eingesetzt werden. Auch für Gesundheits-Tracker, die implantiert oder in Form von Wearables nah am Körper getragen werden, und ein zuverlässiges, engmaschiges Monitoring gewährleisten müssen.

Leichtbau macht Produkte wettbewerbsfähig und nachhaltig. Sicherheit und zuverlässige Funktion müssen dabei gewährleistet sein. Forschende aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit zeigen auf der neuen Kongress-Messe »LightCon« vom 1. bis 2. Juni in Hannover völlig neue Ansätze des nachhaltigen und zuverlässigen Leichtbaus (Halle 19, Stand B18). Mit dem »Batteriegehäuse im Schachbrettdesign«, der »nachhaltigen Transportbox« und den »Vibroakustischen Metamaterialien« präsentieren sie Beispiele für effiziente Fertigungsverfahren und funktionsintegrierte, umweltfreundliche Leichtbaulösungen. Der Vortrag »Lightweight, safe, and sustainable: Challenges of thermoplastic composites used for battery housings« am 1. Juni um 14.15 Uhr gibt weitere Details zu den Forschungsergebnissen.