Projekte im Überblick – Forschung und Entwicklung für die Industrie

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Projekt KIMEA entwickeln ein KI‑gestütztes System, das die Qualität von MEAs direkt während der Fertigung prüft. Sie analysieren Prozess‑ und Sensordaten, prognostizieren die spätere Leistung jeder MEA und sortieren schwächere Einheiten frühzeitig aus. Ein Sprachmodell unterstützt das Maschinenpersonal mit klaren Empfehlungen. Das Team am Fraunhofer IPT erzeugt dafür umfangreiche Datensätze, trainiert die Modelle und validiert sie in Versuchsanlagen und realen Produktionsumgebungen, um ein flexibel einsetzbares Qualitätssicherungssystem zu schaffen.

Im Projekt »KIVI« entwickelt das Fraunhofer IPT ein tragbares Bildgebungssystem auf Basis der optischen Kohärenztomografie, kombiniert mit Verfahren der Künstlichen Intelligenz.

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.

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 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 Forschungsprojekt »GlasAgent« entsteht ein KI-gestützter Software-Agent, der die Entwicklung spezialisierter Gläser beschleunigt und die Auswahl optimaler Materialien für anspruchsvolle optische Anwendungen erleichtert. Durch die Kombination von Simulationen, digitalen Zwillingen und datenbasierten Modellen identifiziert der GlasAgent automatisiert geeignete Glaszusammensetzungen, Materialeigenschaften und passende Herstellungsprozesse. So können Hersteller gezielt Gläser mit definierten optischen und thermo-mechanischen Parametern – etwa gewünschtem Brechungsindex, Abbe-Zahl oder Temperaturstabilität – auswählen und Entwicklungszyklen, Testschmelzen sowie den Ressourcenaufwand deutlich reduzieren.

Die Zuverlässigkeit von KI-basierten Entscheidungen in der Produktion soll im Forschungsprojekt »AIDpro« gewährleistet werden. Dazu wird eine umfassende Lösung zur automatisierten Datenvalidierung und Anomalieerkennung in Prozessdatenströmen entwickelt.

Das Forschungsprojekt »Flexibilisierung von Arbeitszeitmodellen und Personaleinsatzplanung in der Produktion (FlexPEP)« adressiert diese Herausforderungen mit dem Ziel, produzierende Unternehmen widerstandsfähiger und anpassungsfähiger zu machen. Durch die Entwicklung flexibler Arbeitszeitmodelle, optimierter Personaleinsatzplanung und adaptiver Qualifizierung sollen betriebliche Anforderungen und individuelle Bedürfnisse der Mitarbeitenden besser in Einklang gebracht werden.

Im Projekt »DIAMETER« entwickeln wir am Fraunhofer IPT hybride Fertigungssysteme in der Metallverarbeitung, um die Kreislaufwirtschaft zu fördern. Durch die Kombination von additiver Fertigung und Frästechnologie wird eine materialeffiziente Produktion ermöglicht, die den CO₂-Fußabdruck reduziert und lokale Fertigung unterstützt. Dies erhöht die Designflexibilität und fördert die Nachhaltigkeit von Produkten.