Optimierte Reinigungskette

Bei der Produktion von Zerspanungswerkzeugen entstehen Oberflächen- und Randschichtzustände, die für eine nachfolgende Beschichtung eine möglichst effiziente Reinigungsprozedur erfordern. Das Fraunhofer IST war an der Erarbeitung und Evaluierung einer alternativen Reinigungsprozesskette beteiligt.

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CVD-Diamant-Mikroschleifstifte

In Zusammenarbeit mit dem Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF) der TU Braunschweig wurden am Fraunhofer IST neuartige CVD-Diamant-Mikroschleifstifte für besonders anspruchsvolle Schleifoperationen entwickelt, bei denen es auf besondere Präzision und höchste Oberflächengüten ankommt.

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Randschichtbehandlung von Hochtemperaturwerkstoffen

Am Fraunhofer IST wurden Randschichtbehandlungen entwickelt, die das Reibungs- und Verschleißverhalten von Hochtemperaturwerkstoffen signifikant verbessern.

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Robuste thermoresistive Sensorik für die Halbwarmumformung

Für ein besseres Verständnis von Werkzeugverschleißprozessen in der Halbwarmumformung wird am Fraunhofer IST ein Schmiedegesenk mit einem thermoresistiven und zugleich verschleißbeständigen Dünnschichtsystem beschichtet.

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Dünnschichtsensorik zur Temperaturmessung

Das Fraunhofer IST entwickelte gemeinsam mit Partnern eine verschleißfeste Dünnschichtsensorik zur langzeitstabilen Messung von Temperaturen in mischreibungsbeanspruchten Zahnflankenkontakten.

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Materialien für Hochtemperatur-DMS

Am Fraunhofer IST werden derzeit neue Ansätze für dehnungsempfindliche, temperaturbeständige Dünnschichtmaterialien erforscht.

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Neuartige Kompositschichten

Das Fraunhofer IST arbeitet an einer geeigneten Antihaftbeschichtung auf der Oberfläche von Laminierplatten, die zukünftig die Verwendung von Materialien wie Polyethylenterephthalat, Glycol und Polyurethan (PET-G und PU) ermöglicht.

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Aufskalierung von PECVD-Prozessen

Das Fraunhofer IST arbeitet derzeit an einer In-situ-Erfassung der Beschichtungsbedingungen in Kombination mit einer Modellierung der Prozessdynamik und Schichtbildung, um so eine gezielte Aufskalierung des PECVD-Verfahrens zu ermöglichen.

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Maschinenbau, Werkzeuge und Fahrzeugtechnik

Im Geschäftsfeld »Maschinenbau, Werkzeuge und Fahrzeugtechnik« werden Schichtsysteme zur Reibungsminderung sowie zum Verschleiß- und Korrosionsschutz entwickelt und anwendungsorientiert optimiert. Dies umfasst den gesamten Prozess von der Reinigung und der Vorbehandlung durch Strukturierungs- und Diffusionsbehandlungen über die Schicht- und Prozessentwicklung inklusive der Analytik und Simulation bis hin zur Integration in die industrielle Anwendung. Mit einem umfangreichen Portfolio an Beschichtungs- und Behandlungsverfahren ist das Fraunhofer IST in industriellen sowie öffentlichen Projekten in vielfältigen Anwendungsge­bieten tätig wie z. B.:

  • DLC und Hartstoffschichten für Motor- und Antriebs- und Lagerkomponenten
  • Werkzeuge zur ökologisch und ökonomisch optimierten Verarbeitung von Leichtbauwerkstoffen wie z. B. Aluminium, Titan, höchstfeste Stähle, Polymere
  • Hochkorrosionsfeste Kohlenstoffschichtsysteme für Dichtungsanwendungen
  • Beschichtung von Ur- und Umformwerkzeugen
  • Oberflächen für Batterien und Brennstoffzellen
  • Verschleißfeste Antihaft- und Antifouling-Beschichtungen für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie

 

Die voranschreitende Digitalisierung von Produktionsprozessen und Produkten steht ebenfalls im Fokus der Forschungsaktivitäten des Fraunhofer IST. Sensorintegrierte Oberflächen ermöglichen eine direkte Erfassung verschiedenster Prozessparameter wie z. B. Temperatur, Kraft, Verschleiß und Position in den Produktionsprozessen, und bilden die Grundlage zur durchgängigen Digitalisierung und Flexibilisierung autonomer Produktionsanlagen. Sogenannte »smarte« Werkzeugoberflächen bieten neue Möglichkeiten zur prädiktiven Wartung und damit zur Steigerung der Produktivität von Fertigungsprozessen.

Sensorische Oberflächen werden am Fraunhofer IST für die unterschiedlichsten sicherheitsrelevanten Anwendungsgebiete entwickelt und erfolgreich eingesetzt. Beispiele sind:

 
Darüber hinaus bietet die additive Fertigung von polymeren und metallischen Werkstücken vielseitige Ansatzpunkte für die Oberflächentechnik entlang der Prozesskette. Die Aktivitäten des Fraunhofer IST umfassen die Beschichtung von Pulvern zur Verbesserung ihrer Verarbeitung, den Einsatz atmosphärischer Plasmen im Druckprozess zur lokalen Optimierung der Bauteileigenschaften sowie die nachfolgende Oberflächenbehandlung zur Erzeugung von Funktionsflächen.
 

Zu unseren Kunden zählen neben Schichtherstellern vor allem Unternehmen der Automobilindustrie, Werkzeughersteller und -anwender sowie Schichtanwender aus allen Bereichen des Maschinenbaus.