Projekte im Überblick – Forschung und Entwicklung für die Industrie

Im Forschungsprojekt »ECO‑iL‑DRY« entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler deshalb einen Laser‑Hybrid‑Trockner, mit dem sich Batteriefolien schneller, energiesparender und in besserer Qualität trocknen lassen als mit herkömmlichen Verfahren. Zusätzlich zum Lasersystem entwickelt das Projektteam eine digitale Prozesskette, um den Trocknungsprozess von Batteriefolien transparenter zu machen, zu steuern und zu optimieren. Dafür werden Sensoren, Modelle, Datenanalyse und automatische Regelung miteinander verknüpft. So entsteht ein vollständig datengestütztes und automatisiertes Trocknungssystem, das sich leicht an unterschiedliche Produktionsgrößen anpassen lässt und den Übergang in die Serienproduktion erleichtert.

Im Projekt »SOLID« bauen die Projektpartner eine regionale Wertschöpfungskette für Feststoffbatterien (ASSB) in Nordrhein-Westfalen auf. Dafür analysieren sie bestehende globale Wertschöpfungsketten und leiten daraus Technologien ab, die sich auf die regionale Industrie übertragen lassen. Eine zentrale Entwicklung des Projekts ist ein energieeffizientes Mini-Environment für die anspruchsvolle Produktionsumgebung von Feststoffbatterien. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung PFAS-freier Bindemittel für sulfidische Feststoffbatterien.

Im Forschungsprojekt »CoilCladding« entwickelt das Projektteam eine neue Methode zur Herstellung von Bimetall-Lagern, die sowohl industriell skalierbar als auch ökologisch nachhaltig ist. Zum Einsatz kommt dabei der am Fraunhofer IPT entwickelte Prozess Express Wire Coil Cladding (EW2C), eine Weiterentwicklung des drahtbasierten Laserauftragschweißens (LMD-w), der speziell für die Beschichtung rotationssymmetrischer Bauteile konzipiert wurde.

Das Projekt »UHV.NRW« zielt darauf ab, die Ultrahochvakuumtechnologie für Produktionsprozesse zu verbessern. Unter Vakuumbedingungen werden empfindliche Materialien verarbeitet, wobei Hochvakuum und Ultrahochvakuum komplexe technische Anforderungen stellen. Das Fraunhofer IPT entwickelt neue Materialien und Produktionsverfahren, einschließlich Laserschweißen, und erforscht innovative Pumpkonzepte. Eine zentrale Aufgabe des Fraunhofer IPT ist die Herstellung und Prüfung von Prototypen für Vakuumkammern. Ein herausragendes Anwendungsbeispiel ist das Einstein-Teleskop, das als größtes Ultrahochvakuum-System Gravitationswellen aus dem Universum präzise messen soll.

Ziel des Forschungsprojekts »3DHeat – Hybride additive Fertigung von Formwerkzeugen für die Glasumformung« ist die Entwicklung additiv gefertigter Formwerkzeuge mit einer konturnahen, schnell regelbaren Temperierung für die nicht-isotherme Glasumformung. Der thermische Eintrag wird präzise gesteuert, was den Verschleiß reduziert. Bei Verschleiß lassen sich die obersten Metallschichten abtragen und additiv erneuern, ohne dass der gesamte Werkzeugkörper ersetzt werden muss. Ziel ist die Verdopplung der Standzeit der Werkzeuge.

Im Forschungsprojekt »MirrorScale« wird eine neuartige Prozesskette für die Warmumformung optischer Spiegelsubstrate entwickelt. Ziel ist ein stabiler Umformprozess, der sich auf Spiegel von mehr als einem Meter Durchmesser übertragen lässt. Das Verfahren ersetzt schleifintensive Prozesse – und ebnet den Weg für eine energieeffiziente, digitale Produktion in NRW.

Unternehmen, Forschungs- und Bildungseinrichtungen einen einfachen und interaktiven Zugang zur Technologie des Digitalen Zwillings anzubieten – das ist das Ziel des Kompetenzzentrums Digitaler Zwilling.NRW. Erreicht werden soll es durch neu gestaltete CAx-Arbeitsplätze mit nahtloser Auftragsübertragung an CNC-Maschinen, Trainingsanlagen mit echten CNC-Steuerungen, Datenerfassungstools und Cloudsystemen für Prozesssimulationen und -überwachung.

Ziel im Projekt CompSTLar ist die digitale Transformation in der Luftfahrtindustrie unter Einsatz einer integrierten physischen und digitalen Infrastuktur für hochleistungsfähige thermoplastische Verbundwerkstoffe. Steigende CO2-Emissionen, die mit dem Anstieg des Luftverkehrs verbunden sind, geben den 15 europäischen Projektpartnern Anlass dazu, die Nachhaltigkeit der europäischen Luftfahrt zu stärken und einen Beitrag zu den EU-Zielen für Klimaneutralität bis 2050 zu leisten.

Im Forschungsprojekt GEPARD entsteht ein KI-basiertes Assistenzsystem, das Montagepläne, CAM-Daten und andere Produktionsdokumente bei Variantenwechseln automatisiert erstellt oder anpasst. Ziel ist es, Fachkräfte zu entlasten, Wissen zu sichern und die industrielle Produktion effizienter und anpassungsfähiger zu machen.

Im Projekt »HyInnoLyze2« skaliert das Fraunhofer IPT Fertigungsanlagen und Produktionsprozesse für PEM-Elektrolyseure im großen Maßstab: Ziele im Gesamtprojekt sind optimierte und automatisierte Beschichtungs- und Fügeprozesse für Stackkomponenten sowie effiziente Betriebsführungskonzepte für Elektrolyseure zur Bereitstellung negativer Regelenergie. Dafür erarbeitet das Fraunhofer IPT Skalierungsstrategien zum Fügen mehrlagiger Elektrodenstrukturen aus Streckmetall und evaluiert gemeinsam mit den Projektpartnern unterschiedliche Verfahren zum Widerstandspressschweißen.