Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik ISTKnapper werdende Rohstoffe machen die Entwicklung nachhaltiger Konsum- und Produktionsmuster zu einem wichtigen Ziel der Vereinten Nationen. Der Beitrag des Fraunhofer IST zur Sicherstellung nachhaltiger Konsum- und Produktionsmuster konzentriert sich auf:
SDG 12: Nachhaltige Konsum- und Produktionsmuster
Effizientere Nutzung von Ressourcen
Am Fraunhofer IST werden innovative Prozesse und Materialien entwickelt, die den Einsatz von Rohstoffen während der Produktion reduzieren. Kombinationsprozesse aus Atmosphärendruck-Plasmaverfahren und elektrochemischen Verfahren ermöglichen so beispielsweise das gezieltere Aufbringen von Materialien. Optimierte Hartstoff- und nanostrukturierte Schichtsysteme für Umform-, Schneid- oder Zerspanwerkzeuge erhöhen zudem die Standzeiten diverser Anlagen, was zu einer wirtschaftlicheren und somit ressourcenschonenderen Fertigung führt. Darüber hinaus spielt auch die Entwicklung neuer Materialien eine wichtige Rolle. Durch die Kombination bestehender Schichten und Grundkörper werden am Institut Werkstoffe mit neuen Eigenschaften realisiert.
Mikroschleifstift mit CVD-Diamantbeschichtung kombiniert mit einer Oberflächenstrukturierung durch einen Laser.
Simulationsunterstütze Produktion
Einen weiteren Themenschwerpunkt des Fraunhofer IST stellt der Bereich Simulation und Modellierung dar. Simulationen ermöglichen immer kürzere Entwicklungszeiten, z.B. können durch die modellbasierte Auslegung und Implementierung von Beschichtungsprozessen hocheffiziente Produktionsketten realisiert werden. Durch die Kopplung spezifischer Simulationsmodelle werden darüber hinaus Wechselwirkungen zwischen Produkten und Produktionssystemen bewertbar und dadurch Einsparpotenziale sichtbar. Der Aufbau von cyber-physischen Produktionssystemen ermöglicht eine nachhaltigere Auslegung der Produktion. Durch die Nutzung sogenannter »digitaler Zwillinge« lassen sich Gestaltungsalternativen in Echtzeit analysieren.
Rohrströmungsgeometrie zum vergleichenden Benchmark der PIC-MC-Strömungssimulation.
Weniger Abfall
Recycling ist ein wichtiges Stichwort für die Arbeiten am Fraunhofer IST. Um das Abfallvorkommen zu verringern und gleichzeitig den umweltfreundlicheren Umgang mit Chemikalien zu fördern, arbeitet das Institut in den Bereichen Stoffentwicklung und -substitution. Beispiele sind die Entwicklung alternativer Materialien und Produktionsprozesse mit dem Ziel, diverse umweltschädliche Stoffe wie Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Chrom (VI) zu ersetzen.
Mit Laser vorbehandeltes, anschließend metallisiertes 3D-Bauteil aus CFK.