Presseinformationen

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.

Die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Wasserstoff-exponierten Werkstoffen und Komponenten sind wesentliche Voraussetzungen bei der Etablierung von Wasserstoff als zukünftigen regenerativen Energieträger oder -speicher. Die Steigerung der Akzeptanz von Wasserstoff durch Validierung und Verbesserung der Zuverlässigkeit und Sicherheit von Wasserstoff-führenden Komponenten für die emissionsfreie Mobilität sowie die Versorgungsinfrastruktur, sind hierbei zentrale Herausforderungen. In diesem Kontext stellt das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF am Hessischen Gemeinschaftsstand auf der Group Exhibit Hydrogen + Fuel Cells EUROPE (Halle 13, Stand C 40) aktuelle Analysekonzepte und individuelle Validierungsmethoden für Materialien und Systeme im Umfeld der Wasserstofftechnologie vor.

Maschinenbau und Mobilität sollen noch wirtschaftlicher werden. Damit das gelingt, müssen die dort eingesetzten Komponenten effizienter hergestellt und leichter gestaltet sein. Bei solchen Konstruktionen treten jedoch oft Schwingungsprobleme auf. Im Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF werden Anwendungen mit vibroakustischen Metamaterialien für das optimierte strukturdynamische Verhalten entwickelt. Vibroakustische Metamaterialien stellen eine neuartige Maßnahme zur Schwingungsminderung dar und versprechen Vorteile in der Beeinflussung des Schwingungsverhaltens gegenüber konventionellen Maßnahmen. Auf der Hannover Messe präsentieren die Fraunhofer-Forschenden neueste Ergebnisse mit Leichtbaupotenzial für Fahrzeuge (Halle 5, Stand A06).

Damit wir in Zukunft sicher autonom fahren können, müssen alle relevanten Bauteile eines Fahrzeugs zuverlässig funktionieren. Um diese Sicherheit zu gewährleisten, sollen die einzelnen Komponenten schon in der Entwurfsphase des Fahrzeugs umfassend und realistisch geprüft werden. Durch X-in-the-Loop (XiL) Tests der Sensoren wird es möglich, Fahrzeuge und Szenarien realitätsnah zu simulieren und die reale Komponente in ihrer Einsatzumgebung zu testen. Dadurch werden Einflüsse auf die Verkehrssicherheit sichtbar, die mit anderen Prüfmethoden nicht oder erst bei der Freigabe des Gesamtfahrzeugs erkannt werden können. Auf der Hannover Messe präsentieren Forschende des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt zukunftsweisende Ergebnisse (Halle 5, Stand A06).

Der Internationale Kongress der Gießerei-Industrie zur intelligenten Verknüpfung von Konstruktion, Gießen, Simulation und Analyse »InCeight Casting C8« bietet die Möglichkeit zum Austausch aller am Produktlebenszyklus von Gussbauteilen beteiligten Disziplinen. Herstellende und Anwendende von Gussbauteilen sowie Expertinnen und Experten für Betriebsfestigkeit und zerstörungsfreie Prüfung, Produktentwicklung, Konstruktion und Gießereitechnik treffen sich, um ein gemeinsames Verständnis für die unterschiedlichen Anforderungen und Bedarfe an leistungsfähige und effiziente Gussprodukte zu entwickeln. Vom 6. bis 8. März 2023 findet der zweite Kongress »InCeight Casting C8« in hybrid Darmstadt statt. Der Call for Papers ist bis 15. Mai geöffnet.

Displays mit organischen lichtemittierenden Dioden (OLED) sind in zahlreichen modernen Elektrogeräten (z. B. Haushalt, weiße Ware) und Steuerungen von Industrieanlagen (z. B. Kräne, Roboter, Medizinische Geräte) verbaut, weil sie hohe Auflösung und Kontraste ebenso wie geringen Bauraum und Stromverbrauch bieten. Technologische Verbesserungen bringen die Hersteller in immer kürzeren Innovationszyklen auf den Markt, was die Ersatzteilversorgung von OLED-Displays für typische Zeiträume von mindestens zehn Jahren erschwert. Forschende aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben das Alterungsverhalten von OLED-Displays aus analytischen Daten ermittelt, um deren Haltbarkeit, z. B. während einer Langzeitlagerung, zu beurteilen.