Projekte im Überblick – Forschung und Entwicklung für die Industrie

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.

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.

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 Forschungsprojekt ISEGRIM wird ein additives Reparaturverfahren für Wolfram-Komponenten in Fusionsreaktoren entwickelt. Darüber hinaus soll ein Anlagenkonzept entstehen, das in ein Fusionskraftwerk integriert werden kann. Die neue Technologie regeneriert Defektstellen, die durch Materialerosion entstanden sind, verlängert die Lebensdauer der Komponenten und verbessert so die Wirtschaftlichkeit von Fusionsreak-toren.

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.