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 »GECKO« entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein humanes Hornhautimplantat aus Stammzellen kleiner humaner Hautproben, das die Descemet-Membran biomimetisch präzise nachbildet. Für die Herstellung des Implantats kommt eine Kombination aus Strukturierungs- und Abformungstechnologien zum Einsatz. Damit reagiert das Projektteam auf den weltweiten Mangel an Spenderhornhäuten und schafft erstmals eine skalierbare biologische Alternative zu Spendergewebe.

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

Das Projekt »FLITS« legt den Grundstein für eine neue Generation der High-Speed-Fluoreszenzmikroskopie. Ziel ist es, die Aufnahmezeiten großflächiger Fluoreszenzbilder drastisch zu verkürzen – bei gleichbleibend hoher Bildqualität.

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 das am Fraunhofer IPT entwickelte und patentierte Prozess Express Wire Coil Cladding (EW2C), eine Weiterentwicklung des drahtbasierten Laserauftragschweißens (LMD-w), die 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.