Entwicklung eines sensorischen Königszapfens

Am Fraunhofer IST wurde ein piezoresistives Dünnschichtsystem zur Kraftmessung hergestellt, das direkt auf dem komplex geformten mechanischen Bindeglied zwischen Sattelzugmaschine und Anhänger, dem sogenannten Königszapfen abgeschieden wird.

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Sensorsysteme für die Produktionsüberwachung

Ein wesentlicher Erfolgsfaktor für Industrie 4.0 ist neben der Weiterentwicklung der Datenverarbeitung auch eine leistungsfähige Sensorik Produktionsüberwachung. Am Fraunhofer IST werden verschiedene anwendungsspezifische Sensorsysteme auf Bauteilen entwickelt.

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Schmiermittelfreie Kaltumformung

Einen Ansatz zur ökonomisch und ökologisch effizienteren Kaltumformung von Aluminiumblechen ohne den EInsatz von Schmiermitteln liefert die am Fraunhofer IST entwickelte Werkzeugbeschichtung auf der Basis von amorphem Kohlenwasserstoff (a-C:H).

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Thermoschockresistente Werkzeugoberflächen

Mehrere Ansätze des Fraunhofer IST zur Verbesserung von Nitrierverfahren zielen auf eine Verschleißminimierung in der Produktion ab. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei in der Optimierung von Werkzeugoberflächen, die durch die schnelle thermische Wechselbeanspruchung, den sogenannten Thermoschock, strapaziert werden.

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Vorhersage von Plasmanitrier­ergebnissen

Am Fraunhofer IST wurde daher ein Prognosetool entwickelt, mit dem Ergebnisse von Plasmanitrierprozessen vorhergesagt und damit die Qualität behandelter Bauteile verbessert werden können.

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Plasma ersetzt Klebstoff

Das Fraunhofer IST arbeitet daher gemeinsam mit Projektpartnern an einer Lösung zur Aufskalierung eines neuen inlinefähigen Fügeverfahrens für die Herstellung von Verbundmaterialien aus Metall- und Kunststofffolien.

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Kompakte Jet-induzierte Gleitentladungsquelle

Am Fraunhofer IST wurde ein Plasmaquellenkonzept auf Basis einer Jet-induzierten Gleitentladung entwickelt, das eine effektive Aktivierung oder Funktionalisierung auch geometrisch anspruchsvoller Konturen ermöglicht.

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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.