Projekte

Passive Handprothesen mit gelenkigen Fingern sind häufig wegen der geringen Kosten attraktiv für den Endnutzer. Im Fraunhofer Cluster of Excellence Programmable Materials (CPM) wird ein Finger für eine Handprothese entwickelt, welcher vier stabile Verformungszustände annehmen kann. Das Fraunhofer LBF, IWM, ITWM und IAP arbeiten im Projekt „ProFi“ zusammen, um die bisherige mehrteilige und verschraubte Lösung durch ein einzelnes programmierbares Metamaterial zu ersetzten, um den Montageaufwand zu verringern. Umgesetzt wurde dies mit einer Gelenkstruktur, welche nur einen rotatorischen Freiheitsgrad und einen geringen Biegeradius besitzt und mit bistabilen Einheitszellen verschaltet wird.

Ein neu entwickeltes Simulationswerkzeug unterstützt Werften bei der Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte sowie der Bewertung möglicher Maßnahmen zur Lärmreduktion bereits im Entwicklungsprozess.

Flugzeugtüren sind im Betrieb hohen strukturellen Lasten ausgesetzt. Neben dem Kabineninnendruck müssen je nach Flugmanöver unterschiedliche Rumpfverformungen ertragen werden. Dabei muss stehts eine zuverlässige Abdichtung der Druckkabine gegeben sein. Der Prüfung und Zertifizierung von Flugzeugtüren kommt daher eine besondere Bedeutung zu. Einen, gegenüber den bisher angewandten Verfahren, völlig neuen Ansatz verfolgten AIRBUS Helicopters und das Fraunhofer LBF mit dem Forschungsprojekt »Innovative und kosteneffiziente Prüftechnik für statische und dynamische experimentelle Nachweise für Flugzeugtüren«, kurz PESDENA innerhalb LUFO V-2. Das Ergebnis ist ein multiaxialer Flugzeugtür-Systemprüfstand. Die wesentliche Neuentwicklung besteht in den unabhängig positionierbaren Schnittstellen unter einer Regelung von insgesamt 50 Freiheitsgranden. Somit können neben der Druckbelastung die Verformungszustände bestimmter Fluglastfälle exakt nachgebildet werden.

Flugzeugtürdichtungen müssen bei unterschiedlichen Druckstufen und Flugmanövern den Innenraum des Flugzeugs zuverlässig abdichten. Nach aktuellem Stand der Technik gibt es keine messtechnische Überwachung bzw. Erfassung der Dichtungsfunktion an Flugzeugtürdichtungen. Im Forschungsprojekt »TAVieDA« entwickelt das Fraunhofer LBF mit den Partnern Airbus Helicopters, Trelleborg Sealing Solutions und dem Fraunhofer IWU eine innovative Dichtung mit integriertem Sensorkonzept auf Basis von »Pressure Mapping Sensoren«. Die messtechnische Erfassung mittels Sensoren ermöglicht die Optimierung der Dichtungsfunktion bzw. eine Überwachung im Flugbetrieb, was zu einer Erhöhung des Sicherheitsniveaus führt. Für die erfolgreiche experimentelle Validierung kommen neue Dichtungsprüfstände des Fraunhofer LBF zum Einsatz. Diese ermöglichen die stufenweise Prüfung am Dichtungssegment, Dichtungssubkomponente bis hin zur Prüfung der Full-Scale Türdichtung.

Methodensynthese aus Radar- und Referenzsensorik zur Detektion von Schäden.

Im Zuge der zunehmenden Digitalisierung im Kontext der Industrie 4.0 wird eine hohe Integrationsdichte von Sensoren in Maschinen und Anlagen gefordert. Im Projekt DELIGHT entwickelt das Fraunhofer LBF eine industrielle Herstelltechnologie für Elastomersensoren, die in lasttragende Elastomerbauteile wie Maschinenlager oder Kupplungen integriert werden können. Die Sensoren basieren auf der patentierten kapazitiven DELTA-C®-Technologie und können sowohl statische als auch dynamische Kräfte messen. Damit können beispielsweise Maschinen überwacht, Überlasten detektiert und Wartungsintervalle verlängert werden.

Im Forschungsvorhaben »GJSlim« arbeiten wir an der Entwicklung eines übertragbaren Leichtbaukonzepts zur Nutzung erhöhter zyklischer Beanspruchbarkeiten für ultraleichte Strukturen aus Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS) mit Wandstärken kleiner als 5 Millimeter. Die Ergebnisse ermöglichen eine Zusammenführung von wandstärkenabhängiger Gestalt- und Prozessoptimierung mit lokalen Bauteileigenschaften. Das im digitalen Zwilling erfasste explizite Wissen aus den Disziplinen Gießereitechnik, Strukturleichtbau und Betriebsfestigkeit ermöglicht das Leichtbaupotenzial dieser Werkstoffe weiter zu steigern sowie die CO2-Emissionen während Produktion und Nutzung deutlich zu senken.

Hochvolt-Energiespeicher in Leichtbauweise für elektrifizierte Sattelauflieger.

Sensorbasierte Zustandsüberwachung von automobilen Wasserstoff Druckbehältern aus FKV

Für eine schnelle und nachhaltig erfolgreiche Überführung in die breite Anwendung spielt die zuverlässige und effiziente Gestaltung von Wasserstoff-Brennstoffzellsystemen eine wichtige Rolle. Daher ist es wichtig die Werkstoffe, Komponenten sowie das System frühzeitig möglichst entwicklungsbegleitend und betriebsnah, kosteneffizient und flexibel zu validieren, ohne dass das Gesamtsystem (z. B. Automobil) fertiggestellt oder vorhanden sein muss. Cyber-physikalische Test- und Validierungsmethoden, sowohl im Rahmen der Entwicklung als auch der finalen Absicherung, sind hierfür die Lösung.