Projekte

In dem Projekt »PEMPAR« entwickeln wir eine Messmethodik zur Parametrisierung von Modellen, die Temperatur- und Feuchtewirkungen sowie mechanische Belastungen von PEM simulieren. Datenlücken werden geschlossen und die Testzeiten von PEM, Brennstoffzellen und Elektrolyseuren verkürzt. Die Schwerpunkte liegen auf der Erfassung der zeitabhängigen Wasseraufnahme, thermischen und hygrischen Längenausdehnungskoeffizienten sowie der viskoelastischen Materialeigenschaften unter verschiedenen Bedingungen.

Das Fraunhofer LBF entwickelt in dem Forschungsprojekt DuraDyn eine Methodik zur numerischen Optimierung von Leichtbaustrukturen unter Berücksichtigung der Strukturdynamik und der Lebensdauer, von der besonders mittelständische Unternehmen profitieren können.

Das Fraunhofer-Forschungscluster Programmierbare Materialien widmet sich der Entwicklung von Materialien, deren Struktur so aufgebaut ist, dass sich ihre Eigenschaften gezielt kontrollieren und reversibel ändern lassen. Programmierbare Materialien haben das Potential, einen Paradigmenwechsel im Umgang mit Materialien einzuleiten, indem sie technische Systeme aus vielen Bauteilen und Materialien durch ein einzelnes, lokal konfiguriertes Material ersetzen.

Entwickelt wird eine Technologieplattform zur Erzeugung realitätsnahen Gummiabriebs, dessen Analyse für Material- und Reifen­ent­wicklungen und die Prognose für die digitalisierte Fahranalyse genutzt werden. Erforderlich hierzu sind die Entwicklung einer parametrischen Reib­fläche und die Erzeugung realer Referenzpartikel. Die Degradation des erzeugten rea­lis­ti­schen Abriebs wird mit neuen Techniken der Labor­bewitterung und chemischen Ana­ly­sen untersucht. Die Ergebnisse werden für ökotoxikologische Bewertungen genutzt und auch in Fahrzeugflottensimulationen überführt.

Eine Entwässerungsrinne, die automatisch ihren Verschmutzungsgrad erfasst und selbständig einen Wartungsbedarf meldet, hilft Instandhaltungskosten zu sparen und erhält gleichzeitig den Schutz vor einer Überflutung zuverlässig aufrecht. - RuLe - Resilienz urbaner Lebensräume, Starkregenereignisse als Herausforderung für die Zukunft

Entwicklung eines nachhaltigen, mobilen und stationären Energiespeicher, der auch für das Recycling des Kunststoffes konzipiert ist.

Die experimentelle Charakterisierung des zyklischen Werkstoff- und Bauteilverhaltens ist energie-, zeit- und kostenintensiv. Mitunter ist ein Paradigmenwechsel erforderlich, um die zukünftigen Marktanforderungen erfüllen zu können. Im Kontext von Sekundäraluminium wird deutlich, wie wichtig eine alternative Vorgehensweise zum Nachweis von zyklischen Eigenschaften wird, da mit den konventionellen Ansätzen der zeitliche Rahmen gesprengt wird.

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.

Breitgefächerte Stabilisator-Forschung in Ausgründungsvorbereitung: Maßgeschneiderte Stabilisator-Additive, die die Leistungsfähigkeit von Rezyklaten sowie von kontaktsensitiven Anwendungen wie Medizinprodukten deutlich steigern. Basierend auf modernsten Materialtechnologien werden konventionelle mit biobasierten Komponenten kombiniert und so eine neue Generation nachhaltiger Kunststofflösungen ermöglicht. Die neuen biobasierten Additive erfüllen regulatorische Vorgaben und bieten höchste Performance.

Das Leitprojekt »FutureCarProduction« fokussiert auf den Leitmarkt Mobilität und erarbeitet Lösungen für nachhaltige und innovative Karosseriekonzepte. Acht Fraunhofer-Institute gehen dabei der Frage nach, wie Fertigungskonzepte für Karosserien mit modernsten Füge- und Gießtechnologien hinsichtlich der Effekte auf Nachhaltigkeit und Kreislauffähigkeit bewertet werden können, um Ressourcen zu schonen und Effizienz sowie Leistungsfähigkeit zu steigern. Das Fraunhofer LBF beschäftigt sich im Rahmen dieses auf vier Jahre angelegten Projekts mit der Auslegung, Bemessung und Gestaltung der Zuverlässigkeit moderner Fahrzeugstrukturen. Dabei erhalten die Untersuchungen durch die Notwendigkeit für nachhaltige und zuverlässige Bauteile nicht nur den Festigkeitseinfluss aus Fertigungsverfahren, sondern auch aus Legierungszusammensetzungen beschreiben zu können, ein besonderes Ziel. Wird dieses erreicht, steigert dies die Variabilität beim Einsatz unterschiedlicher Fertigungsverfahren und eröffnet die Möglichkeit Sekundär-Aluminiumlegierungen in großer Breite für nachhaltige wie auch sichere Produkte einsetzen zu können.

Nutzbarmachung von Biomasse durch chemische Modifizierung: Polymersynthese, Grenzflächendesign, Nachwachsende Rohstoffe

InnFla - Nachhaltigen Flammschutzlösungen für Holzoberflächen im Innenraum

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

Lärmemission begrenzen, Umschlagsleistung steigern: Active-Noise-Control-Systeme in Hafenanlagen: Ziel des europäischen Forschungsprojekts I²PANEMA ist, die Möglichkeiten des Internets der Dinge (IoT) zu nutzen, um Häfen effizienter und nachhaltiger zu gestalten

MultiCycCon erforscht, wie mehrfaches PE-HD-Recycling die Spannungsrissbeständigkeit und Sicherheit von Transport- und Gefahrgutbehältern beeinflusst.

Im Forschungsprojekt »FOLAMI« hat sich das Fraunhofer LBF der Bewertung der durch formschlüssiges Laserstrahlschweißen erzeugten Mischverbindung aus Stahl und Aluminium für betriebsfeste Halbzeuge im Schiffbau gewidmet. Begleitend zur Schweißprozessentwicklung dienten numerische und experimentelle Untersuchungen dazu, die Betriebsfestigkeit zunächst auf Probenebene und anschließend für spezifisch optimierte Adapter als Verbindungselemente zwischen Stahl- und Aluminium-Konstruktionselementen abzusichern.

Batterielösungen für Schiffe sind in der Regel maßgeschneidert und wenn überhaupt für Kleinstserien, was zu hohen Kosten führt. Hinzu kommt, dass ein einziger Batterietyp sowohl für das Abdecken des hohen Energiebedarfs, z. B. zur Aufrechterhaltung der Reisegeschwindigkeit, als auch für hohe Leistungsspitzen, z. B. beladen im Hafen, verwendet wird. Eine einzige Zelltechnologie kann jedoch nicht beide Anforderungen abdecken. Daher werden Batterien um den Faktor 2 bis 10 überdimensioniert, was ebenfalls hohe Kosten verursacht. Im EU-Verbundvorhaben SEABAT wurde ein Hybridkonzept entwickelt, das auf der Kombination von Hochenergie- und Hochleistungsbatterien mit einem neuartigen Wandlerkonzept basiert.

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.