Projekte

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.

Im EU-Clean-Aviation-Projekt »UP-Wing« entwickeln wir gemeinsam mit Industrie- und Forschungspartnern ein schwingungsbasiertes Enteisungssystem für Flugzeugflügel. Hochdynamische (piezoelektrische) Aktoren regen die Flügelvorderkante gezielt in Resonanz, brechen die Eisschicht auf und lösen diese ab. Das VIDS-Konzept spart bis zu 80 % Energie gegenüber Heißluft-Systemen und mindestens 25 % gegenüber elektrothermischen Lösungen und ist damit ideal für künftige Hybrid- und Elektroflugzeuge. Im Cranfield-Eiswindkanal wurde das System bis zu 3 cm Eisdicke erfolgreich getestet und auf TRL 4 gebracht.

Im Verbundprojekt »OrganoFoam« entwickelten wir biobasierte Schaumstoffe für Polstermöbel und Matratzen, die von der der Friedrich Platt GmbH bewertet und weiterverarbeitet wurden. Die neuartigen Polyurethan-Weichschäume wurden im Labor als Blockware hergestellt. Sie lassen sich mit vorhandenen Anlagen schneiden, verkleben und beziehen und erreichen dabei einen Komfort im Bereich konventioneller Polsterschäume. Damit entsteht eine marktfähige Alternative für Hersteller, die ihre Produktpalette in Richtung nachhaltiger Möbel mit verbesserter CO₂-Bilanz erweitern wollen.

Geotextilien, die in Schlüsselbranchen wie Bauwesen und Wasserwirtschaft unverzichtbar sind, bestehen bislang fast ausschließlich aus Neuware-Kunststoffen. Das Projekt »GREEN« zeigt, dass durch gezielte Additivierung Rezyklate für diese Anwendungen upgecycelt werden können. Neben der Sicherstellung von Langzeitstabilität und Verarbeitbarkeit wird auch die ökotoxikologische Unbedenklichkeit geprüft. So wird Nachhaltigkeit und Zirkularität in der Geotextilproduktion ermöglicht – ein entscheidender Schritt für den Klimaschutz und die Kreislaufwirtschaft.

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 Forschungsprojekt H2BED - Entwicklung von Basistechnologien für 100 % Wasserstoffgasturbinen zur Beschleunigung der Energiewende in Deutschland - ist ein Gemeinschaftsprojekt unter Konsortialführung vom Siemens Energy. Seitens des Fraunhofer LBF werden Arbeiten aus dem Arbeitspaket 2 „Werkstoffe“ bearbeitet, wobei der Fokus auf der „LCF-Methodenentwicklung – Schweißungen und Lötungen unter Wasserstoffeinfluss“ liegt.

Wir haben eine Methodik für KI-gestütztes Monitoring entwickelt und mit realen Schwingungsmessdaten getestet. Die Besonderheit der Methodik liegt darin, dass eine Zuverlässigkeitsbewertung der einzelnen Verarbeitungsschritte erfolgt und deren Ergebnisse an die nachfolgenden Analyseschritte weitergegeben werden. Dadurch wird ermöglicht, dass Klassifizierungsaussagen der KI-Diagnostik mit Kennzahlen zu deren Zuverlässigkeit ausgegeben werden. Das Vorgehen wurde methodisch entwickelt und anhand von Messdaten aus dem Reallabor getestet und validiert, ohne dass Spezifika des Anwendungsfalls Teil der Methode sind. Damit ist die Übertragung auf weitere Anwendungsfälle möglich.

Das Projekt »CirKle« adressiert das globale Ziel einer »umweltgerechten Luftfahrt« und leistet einen wertvollen Beitrag zur Wiederverwendbarkeit von Kabinenmonumenten gemäß dem Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG). Die aktuell weltweit eingesetzten Kabinenmonumente bestehen aus Phenolharz-getränkten Wabenplatten, die sich nicht aufbereiten lassen. Das globale Ziel von »CirKle« ist es, eine neue Generation von Halbzeugen für Kabinenmonumente herzustellen und besonders für den Retrofit-Markt recyclinggerechte, baugleiche Monumente direkt zu vermarkten.

Die steigende Automatisierung maritimer Systeme erhöht die Anforderungen an die Absicherung eingesetzter KI-Komponenten. Im BMWE-geförderten Projekt »SIMAS« entwickeln wir gemeinsam mit TKMS und seinem Segment TKMS ATLAS ELEKTRONIK, DNV und FEV Etamax eine neue Methodik auf Basis eines risikobasierten Ansatzes. Durch die Integration von KI-Leistungsdaten in Bayessche Netze wird eine transparente, Sicherheitsbewertung autonomer maritimer Wasserfahrzeuge ermöglicht.

Lärm gilt als Umweltverschmutzung und birgt erhebliche Gesundheitsrisiken. Besonders Industrielärm in Binnenhäfen sorgt für Nutzungskonflikte zwischen Industrie und Anwohnern. Die wachsenden Umschlagmengen machen effektive Lärmminderungsmaßnahmen immer wichtiger. Im Projekt »Lärmoptimierte Logistik im Binnenhafen LOLA« haben wir zusammen mit den Projektpartnern Lösungen zur Lärmreduzierung im Binnenhafen entwickelt und umgesetzt. Entstanden sind Konzepte für aktive, semi-aktive, passive und prozessuale Maßnahmen, von innovativen vibroakustischen Metamaterialien (VAMM) bis Active Noise Control (ANC).