© Jürgen Jeibmann / Fraunhofer IWS Dresden

Industrietaugliche Komplettlösungen –

mit führender Werkstoff- und Lasertechnik

Laborlösungen schnell fit für die industrielle Realität machen – darauf zielen die Forschungs- und Entwicklungsleistungen des Fraunhofer IWS ab. Wir erforschen und entwickeln Prozesse, Verfahren und Anlagen, die der robusten Anwendung in der Industrie standhalten und gleichzeitig komplexe Anforderungen erfüllen. Wenn es darum geht, technische Antworten finden, die der Markt noch nicht bietet oder wenn die Kapazität oder das notwendige Know-how nicht vorliegt, dann kommen die Fähigkeiten der Wissenschaftler am Fraunhofer IWS zum Tragen.

Neben einfach integrierbaren Individuallösungen gehören besonders industrietaugliche Komplettlösungen zu unserem Portfolio. Das bedeutet, dass ein Kunde oder Partner nicht nur fertig erforschte und entwickelte Maschinenkomponenten inklusive Software erhält, sondern vom kompletten Prozess- und Werkstoffverständnis unserer Experten profitiert. Dabei betrachten und bearbeiten wir sowohl die Soft- als auch die Hardwareseite und begleiten Sie entlang der gesamten Prozesskette, bei Bedarf von der Initialidee bis zu Beratungsleistungen für das industrietaugliche Produkt in Serie. Wenn Sie herausfinden möchten, wie wir gemeinsam mit Ihnen oder in Ihrem Auftrag Lösungen für Ihre Herausforderungen erarbeiten, sprechen Sie uns gerne an.

Referenzprojekte

Laser-ArcTM-Modul zur Abscheidung superharter Kohlenstoffschichten

Das Laser-Arc<sup>TM</sup>-Modul lässt sich in handelsübliche PVD-Beschichtungsanlagen integrieren und erweitert dadurch deren Möglichkeiten zur Abscheidung von ta-C-Schichten.
© Jürgen Jeibmann
Das Laser-ArcTM-Modul lässt sich in handelsübliche PVD-Beschichtungsanlagen integrieren und erweitert dadurch deren Möglichkeiten zur Abscheidung von ta-C-Schichten.

Die am Fraunhofer IWS entwickelten superharten Diamor®-Schichten aus tetraedrischem amorphen Kohlenstoff (ta-C) sind extrem verschleißfest und reibungsreduzierend. Sie eignen sich daher hervorragend als Schutzschichten für Bauteile, Werkzeuge und Komponenten unter geschmierten und ungeschmierten Einsatzbedingungen. Die Reibungsreduzierung bewirkt in Motoren und Getrieben unmittelbar eine Energie- bzw. Kraftstoffeinsparung und bietet daher besonders für die Automobilindustrie enorme Potenziale. Kolbenringe, die mit ta-C beschichtet wurden, weisen im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen um bis zu 50 Prozent niedrigere Reibungswerte auf und tragen somit maßgeblich zur Senkung des Kohlestoffdioxid-Ausstoßes bei. Das Abscheiden der diamantähnlichen Kohlenstoffschichten erfolgt bei niedrigen Temperaturen im Vakuum mit dem speziell entwickelten Laser-ArcTM-Verfahren. Eine Laser-induzierte gepulste Vakuumbogenentladung erzeugt ein Plasma aus ionisierten hochenergetischen Kohlenstoffteilchen und ermöglicht eine homogene Beschichtung.

Für den industriellen Einsatz der Technologie haben wir in Kooperation mit marktführenden PVD-Anlagenherstellern eine modulare Beschichtungsquelle entwickelt. Das Laser-ArcTM-Modul kann anstelle von konventionellen Arc- und Sputterquellen in handelsübliche PVD-Beschichtungsanlagen integriert werden. Damit bleiben alle Grundfunktionen der PVD-Anlage weiterhin nutzbar und werden mit den neuen Möglichkeiten zur Abscheidung von ta-C-Schichten kombiniert.

DRYtraec® – Preiswerte Herstellung von Batterieelektroden

Das im Rahmen des Projekts »DryProTex« entwickelte DRYtraec®-Prototypsystem beschichtet Batte-rieelektroden beidseitig ohne Lösungsmittel und spart Raum sowie Kosten ein.
© Fraunhofer IWS Dresden
Das im Rahmen des Projekts »DryProTex« entwickelte DRYtraec®-Prototypsystem beschichtet Batte-rieelektroden beidseitig ohne Lösungsmittel und spart Raum sowie Kosten ein.

Um in der Elektromobilität weiter Fahrt aufzunehmen, müssen die Produktionskapazitäten für Batteriezellen weltweit ausgebaut werden. Da der Preis eines Elektrofahrzeugs in erheblichem Umfang durch die Kosten der Batterie beeinflusst wird, stehen ökonomische und umweltfreundliche Herstellungsprozesse im Fokus der Industrie. Wir entwickelten daher DRYtraec® – ein neuartiges Verfahren, das eine kosteneffiziente und umweltfreundliche Herstellung von Batterieelektroden erlaubt. Das Verfahren verzichtet vollständig auf den Einsatz toxischer Lösemittel sowie die energie- und kostenintensive Trocknung der Elektrodenschichten. Neben Lithium-Ionen-Batterie-Elektroden lassen sich mit dem Verfahren auch Elektroden für neuartige Zelltechnologien wie Lithium-Schwefel- und Feststoff-Batterien lösemittelfrei in hoher Qualität herstellen. 

Im Förderprojekt »DryProTex« entwickelten wir gemeinsam mit deutschen Anlagenbauern eine weltweit einzigartige Prototypanlage und nahmen diese am Fraunhofer IWS in Betrieb. Das Highlight: Die Rolle-zu-Rolle-Anlage ermöglicht in einem Schritt eine gleichzeitige Beschichtung beider Seiten der Elektroden. Dies ist im Labor bereits auf bis zu 25 Zentimetern Breite und mit Geschwindigkeiten von bis zu zehn Metern pro Minute möglich.

Lösungen des Fraunhofer IWS

 

Kosteneffiziente Mittelstandslösungen

 

Werkstoff‐ und Prozessinnovationen

 

Einfach integrierbare Individuallösungen

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