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Grüner Wasserstoff zählt zu den Energieträgern der Zukunft. Um ihn in großen Mengen zu erzeugen, zu speichern und wieder in elektrische Energie zu wandeln, bedarf es zunächst effizienter und skalierbarer Fertigungsprozesse und Anlagen für die erforderlichen Elektrolyseure und Brennstoffzellen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT aus Aachen setzen dabei sowohl auf herkömmliche diskrete als auch auf kontinuierliche Produktionsverfahren durch Rolle-zu-Rolle-Anlagen (R2R). Auf der Hannover Messe vom 22. bis 26. April 2024 zeigt das Fraunhofer IPT Teile seiner modularen Anlagentechnologie »Scalab«, die damit produzierten Bipolarplatten und Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) sowie Drucktanks für das Speichern von Wasserstoff.

Konnektivität, Edge Computing und präzise Steuerung von Automatisierungssystemen sind in vielen Industriebereichen wettbewerbsentscheidend: Sie verbessern die Effizienz, befähigen zur Echtzeitkommunikation zwischen Maschinen und Anlagen und schaffen neue Möglichkeiten zur Integration von Robotik in herkömmliche Produktionsprozesse. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen zeigt auf der diesjährigen Hannover Messe vom 22. bis 26. April in Halle 14, Stand H06 (30) auf spielerische Weise am Tischfußball »5G-Kicker«, welche Potenziale neue Technologien wie 5G, Künstliche Intelligenz und der Digitale Zwilling für die Industrie bieten.

Klein, groß, rund, eckig – Optiken aus Kunststoff sind Komponenten zahlreicher Produkte. Von allgemeinen Beleuchtungsszenarien über LED-Vorsatzoptiken für Fahrzeuge bis hin zu Handykameras oder Displays in klassischen Konsumgütern gibt es für Kunststoffoptiken ein breites Einsatzspektrum. Immer kürzere Produktzyklen, der Trend zur Miniaturisierung und gestiegene Materialanforderungen, erfordern jedoch neue Produktkonzepte und Produktionslösungen. Die Konferenz »Aachen Polymer Optics Days« hält ein vielseitiges Vortragsprogramm rund um Innovationen und Trends in der optischen Kunststoffproduktion bereit. Zum fünften Mal findet die internationale Konferenz vom 19. bis 20. Juni 2024 in Aachen statt.

Mit dem Production Launch Center Aviation starten das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT und die Forschungseinrichtung Access e.V. jetzt gemeinsam mit zahlreichen Kooperationspartnern aus Industrie und Wissenschaft ein Großprojekt zur Ansiedlung der Luftfahrtindustrie in der Städteregion Aachen. Ziel des Zukunftsprojekts, das vom Bund und dem Land Nordrhein-Westfalen im Rahmen des Strukturwandels im Rheinischen Revier mit insgesamt rund 47 Millionen Euro gefördert wird: neue Produktionstechnologien zur Herstellung klimafreundlicher Luftfahrtkomponenten bereitstellen und für Unternehmen mit Forschung und Entwicklung Anreize setzen, neue Arbeitsplätze in der Region zu schaffen.

Mit dem Wettbewerb »Excellence in Production« küren das Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen und das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT jährlich die besten Werkzeug- und Formenbaubetriebe im deutschsprachigen Raum. Alle teilnehmenden Unternehmen erhalten kostenfrei einen individuellen Kennzahlenreport, der den Werkzeugbaubetrieben als Standortbestimmung im Branchenumfeld dient. Außerdem verlosen die Veranstalter unter allen Teilnehmenden zwei zusätzliche Vor-Ort-Besuche ihrer Werkzeugbau-Expertinnen und -Experten für ein detailliertes Feedback über die Potenziale in der Auftragsabwicklung.

Welche Digitalisierungsansätze eignen sich, um bestehende Produktionsprozesse neu zu gestalten und zu optimieren? Das »International Center for Networked, Adaptive Production (ICNAP)« stellt in seinem jährlichen Studienbericht aktuelle Forschungsergebnisse zur Digitalisierung der Produktion vor. Der kostenlose Bericht bietet Einblicke in die Einbindung Künstlicher Intelligenz (KI) und Implementierung Digitaler Zwillinge in der Produktion, beschreibt Voraussetzungen für Plug-and-Produce-Technologien und betrachtet neue nachhaltige Konzepte zur Überwachung und Steuerung von Energieverbräuchen technischer Systeme. 

Neue mRNA-Impfstoffe und Gentherapeutika haben durch die Coronapandemie an medialer Aufmerksamkeit gewonnen. Diese Arzneimittel, ATMP (Advanced Therapy Medicinal Products) genannt, enthalten lebende Zellen oder die Nukleinsäuren DNA oder RNA. Solche ATMPs in hoher Qualität herzustellen, erfordert individuell angepasste Produktionsanlagen und ein dazugehöriges Angebot an Services. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen und Harro Höfliger aus Allmersbach im Tal gehen jetzt eine Kooperation zur Entwicklung vollautomatisierter ATMP-Produktionsanlagen ein: Gemeinsam erarbeiten die Partner ein Angebot zur Beratung, Analyse und Produktentwicklung bis hin zur seriellen Produktion marktfähiger ATMP-Anlagen. Startschuss für die Zusammenarbeit war die Unterzeichnung des Kooperationsvertrags am 14. November 2023 in Aachen.

Es war ein schwieriges Jahr, betonte die Jury des Wettbewerbs »Excellence in Production«, die in diesem Jahr bereits zum 20. Mal den Werkzeugbau des Jahres kürte. Die starke Konkurrenz aus dem asiatischen Raum und ein enormer Preisdruck bei gleichzeitig hohen Kundenanforderungen machten allen Betrieben zu schaffen, vor allem jedoch den externen Werkzeugbaubetrieben. Umso herausragender sei die Leistung der Unternehmen zu benennen, die dieses Jahr im Finale standen. Die internen Werkzeugbaubetriebe zeigten im Teilnehmerfeld der Finalisten gleichermaßen starke Leistungen und stellten schließlich auch den Gesamtsieger, den BMW-Umformwerkzeugbau der Werke München und Dingolfing.

Laser und Lichtbogen bieten leistungsstarke und nachhaltige Verfahren zur Reparatur und Funktionalisierung von Oberflächen. Herkömmliche Anlagen für das Strukturieren oder Auftragschweißen sind jedoch immer noch mit hohen Investitionskosten verbunden, die viele Unternehmen nicht tragen können oder wollen. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT hat deshalb nun drei Verfahren – das Laserstrahlstrukturieren sowie das Laser- und Lichtbogen-Auftragschweißen – in einen handelsüblichen Industrieroboter integriert. Als einzige Forschungseinrichtung in Deutschland ist das Aachener Institut nun in der Lage, mit dieser Ausstattung Auftragsforschung zur schnellen, präzisen und kostengünstigen Bearbeitung großer Bauteile aus Metall und sogar Glas mit einer Größe von bis zu 2,5 x 4 Metern anzubieten.

In den vergangenen acht Jahren, seit es die Formnext als Fachmesse für die additive Fertigung gibt, haben sich der Markt und die Bedarfe der Industrie stark gewandelt: Dominierte zu Beginn noch die schiere Begeisterung über die technischen Möglichkeiten, fordern Unternehmen inzwischen fehlerfrei funktionierende Lösungen für Prozesse und Anlagentechnik, um neue Ideen rasch und kostengünstig in konkrete Produkte umzusetzen. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen zeigt in diesem Jahr auf der Messe, wie es sicherstellt, dass Produktionsketten durchgängig funktionieren, und was erforderlich ist, damit aus einem 3D-gedruckten Objekt ein fertiges Endprodukt wird.

Die FORMNEXT ist alljährlich der bedeutendste Treffpunkt für Hersteller und Anbieter im Bereich der Additiven Fertigung. Mit spannenden Exponaten zeigt die Fraunhofer-Gesellschaft auf der FORMNEXT 2023 vom 7. bis 10. November 2023 in Frankfurt am Main, was mit innovativem 3D-Druck heute bereits realisierbar ist. In Halle 11, Stand D31 präsentieren 12 Fraunhofer-Institute resiliente, ökologische und zukunftsweisende Lösungen entlang der gesamten Prozesskette der Additiven Fertigung.

Bereits zum 20. Mal werden in diesem Jahr im Wettbewerb »Excellence in Production« die besten Werkzeug- und Formenbaubetriebe im deutschsprachigen Raum gekürt. Während der Jurysitzung am 27. September 2023 nominierte die Jury des Wettbewerbs zwölf Unternehmen für das Finale um den Titel »Werkzeugbau des Jahres 2023«. Diese konnten sich in besonderer Weise im Teilnehmerfeld von 217 Unternehmen in der zweiten Wettbewerbsphase beweisen. Am 15. November 2023 findet die Preisverleihung zum »Werkzeugbau des Jahres« im Krönungssaal des Aachener Rathauses statt.

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen hat seinen Maschinenpark um eine neue Anlage zum automatisierten Umformen hochpräziser optischer Glaskomponenten erweitert. Damit kann das Institut ab sofort als einzige Forschungseinrichtung in Europa Forschungsarbeiten zur effizienten Kleinserienfertigung kleiner Glasoptiken im Wafer-Level-Ansatz anbieten. Auch große Einzeloptiken mit einem Durchmesser bis zu 150 Millimetern lassen sich mit der Anlage herstellen.

Bei der spanenden Fertigung ließ sich der Werkzeugverschleiß bisher während laufender Fräsprozesse noch nicht systematisch erfassen. Da jedoch fehlerhafte Werkzeuge zu Qualitätsverlusten, wachsendem Ausschuss und hohen Kosten für Nacharbeiten führen, hat sich das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT dieser Aufgabe angenommen: Gemeinsam mit Partnern entwickelten die Forschenden aus Aachen ein System aus Kameras und Bildverarbeitung durch Künstliche Intelligenz, das bereits in der Werkzeugmaschine den Werkzeugverschleiß erfassen und auswerten kann.

Wie lassen sich digitale Methoden dazu nutzen, bestehende Produktionsprozesse neu zu gestalten und zu optimieren? Für viele Unternehmen ist nicht deutlich, wie sie Industrie-4.0-Technologien zu ihrem Vorteil nutzen können. Der aktuelle Studienbericht des »International Center for Networked, Adaptive Production ICNAP« bietet Einblicke in die Umsetzung von Digitalisierungstechnologien in der Industrie. Der Studienbericht gibt einen umfassenden Überblick über die praxisnahe Forschung zu Themen wie Datensicherheit, Nachhaltigkeit und Digitalem Zwilling und steht ab sofort zum kostenlosen Download bereit.

Der Absatzmarkt für Kunststoffprodukte wächst. Zugleich nimmt die Umweltbelastung durch nicht-abbaubare Kunststoffe zu und erfordert neue Recyclingstrategien. Am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen haben Forschende einen Recyclingprozess entwickelt, um das Faserverbundmaterial gebrauchter Drucktanks in einem Ablöseprozess zurückzugewinnen und für neue Leichtbauprodukte wiederzuverwerten. Ziel ist es, Faserverbundkunststoffe (FVK) zu recyceln, ohne dass es zu deutlichen Einbußen der Produktqualität kommt. Dem Fraunhofer-Team ist dies im Forschungsprojekt »Tankcycling« nun gelungen: Über 90 Prozent der mechanischen Eigenschaften bleiben erhalten.

Wie vollzieht die Natur evolutionäre Anpassungen, und was kann die Produktionstechnik von der Natur lernen, um flexiblere Prozesse zu entwickeln? Forscherinnen und Forscher aus sieben Fraunhofer-Instituten haben im Fraunhofer-Leitprojekt »EVOLOPRO« verschiedene Elemente der Flexibilität und Selbstanpassung analysiert und auf die Fertigung komplexer Bauteile übertragen. Das Forschungsteam legte damit den Grundstein für eine neue Generation von Produktionssystemen im Sinne eines »Biological Manufacturing Systems«.

Das Laserstrukturieren gehört zu den präzisesten und umweltschonendsten Technologien zur Funktionalisierung von Oberflächen – jedoch ist es besonders bei großen Flächen für viele Unternehmen noch zu teuer. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT hat nun die Voraussetzungen dafür geschaffen, große, glänzende Oberflächen metallischer Bauteile mithilfe eines herkömmlichen Industrieroboters hochpräzise zu strukturieren. Die bisherigen enormen Datenmengen, die in der konventionellen Bahnplanung entstehen, reduzierten die Aachener Forscherinnen und Forscher durch den Einsatz Prozeduraler Strukturen. Verifiziert werden die neuen Methoden anhand eines fünf Meter langen, strukturierten Turbinen-Rotorblatts.

Lösungsansätze für eine wertsteigernde Kreislaufwirtschaft, die Unternehmen darin unterstützt, den weltweiten Emissions- und Klimazielen zu entsprechen: Mehr als 1200 Fach- und Führungskräfte aus rund 360 Unternehmen waren dem Aufruf des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen und des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT zum 31. AWK in den Aachener Eurogress gefolgt. Ziel der zweitägigen Konferenz war es, voneinander zu lernen und darüber zu diskutieren, wie die produzierende Industrie ihre Produkte langlebiger und ihre Geschäftsmodelle unabhängiger von globalen Unwägbarkeiten machen kann.