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Um Turbinenschaufeln, Werkzeuge, Motorenbauteile oder andere Stahlkomponenten energiesparend und beanspruchungsgerecht zu härten, setzt sich in der Industrie immer mehr die umweltfreundliche Behandlung mit dem Laser durch: Im Vergleich zur Ofenhärtung sinkt bei der Laserhärtung – je nach Bauteil – der Energieaufwand um bis zu mehr als 90 Prozent.

Mit »Direkter Laserinterferenzstrukturierung« (DLIP) lassen sich die Oberflächen von Stromableiterfolien in Batterien neu funktionalisieren: Die Interferenzmuster können die Reaktionsfläche erhöhen und die Haftfähigkeit der Metallfolien verbessern. Dadurch eröffnen sich für Batteriehersteller mehr Möglichkeiten, die Lebensdauer und Kapazität ihrer Energiespeicher und somit gleichzeitig die Reichweite von Elektroautos zu erhöhen.

Die Mitgliederversammlung der Deutschen Forschungsgesellschaft (DFG) wählte am 29. Juni 2022 in Freiburg im Breisgau fünf neue Mitglieder in den Senat. Prof. Martina Zimmermann zählt dazu. Die Leiterin der Professur für Werkstoffmechanik und Schadensfallanalyse an der TU Dresden bekleidet außerdem die Funktion als Kompetenzfeldleiterin für Werkstoffcharakterisierung und -prüfung am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS.

Gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Wirtschaft gestaltet das Fraunhofer IWS den »Digitalen Wandel in der Werkstoffprüfung« (Projekt DiWan) mit. Im Ergebnis unterstützt künftig ein virtuelles Expertensystem die Werkstoffprüfer bei ihrer Arbeit. DiWan vereint neueste Erkenntnisse aus wissenschaftlichen Aufsätzen und die Standards in der Werkstoffprüfung mit dem Praxiswissen von Erfahrungsträgern. Der digitale Assistent soll diese akkumulierte Expertise seinen menschlichen Kollegen zur Verfügung stellen – und damit das Arbeiten in den Labors für Werkstoffprüfung und Metallografie auf eine neue Ebene heben.

Ausfälle in industriellen Produktionsprozessen verursachen Kosten. Umso wichtiger ist es, diese Prozesse möglichst lückenlos zu überwachen. Dieses Vorgehen erlaubt ein frühzeitiges Detektieren von Veränderungen der Prozesse bzw. der gefertigten Bauteile. Am Fraunhofer IWS entwickeln Forschende neuartige Konzepte für eine leistungsfähige Prozessüberwachung. Sie setzen dabei Künstliche Intelligenz (KI) ein, um relevante Prozessinformationen zugänglich zu machen, diese in Echtzeit zu verarbeiten und für die Qualitätssicherung zu nutzen.

Um Batterieelektroden umweltfreundlicher, preiswerter und mit weniger Energieeinsatz als bisher herstellen zu können, hat ein interdisziplinäres Forschungsteam um Dr. Benjamin Schumm von der Gruppe für Chemische Beschichtungsverfahren »DRYtraec^®« entwickelt. Dieses neue Trockenbeschichtungsverfahren hat das Potenzial, die Elektrodenproduktion für Elektroauto-Batterien und ähnliche Energiespeicher zu revolutionieren.

Das Fraunhofer IWS arbeitet an einer neuen Evolutionsstufe des reaktiven Fügens. Reaktive Multischichtsysteme (RMS) sollen künftig als Direktbeschichtung auf Wafer- und Bauteilebene oder als dünne Folien Sensoren und andere Bauteile in der Mikrosystemtechnik besonders schonend und umweltfreundlich fügen – bei geringerem Energieeinsatz und dennoch weit schneller als die bisher eingesetzten Fügetechnologien.

Moderne Spritz-, Schweiß- und additive Fertigungstechnologien sollen dabei helfen, einem sehr sparsamen alternativen Raketenantrieb für lukrative Kleinsatelliten-Missionen zum Durchbruch zu verhelfen. Dabei handelt es sich um ein Aerospike-Triebwerk. Sie könnten den Treibstoffverbrauch bei vielen Raketenstarts um ein Drittel senken und damit die ökologische und finanzielle Bilanz der Raumfahrt verbessern.

Funktionalisierte Faser-Kunststoff-Verbunde sollen Metalle ersetzen – daran arbeitet ein Team um Manuel Reif. Der Forscher aus der Gruppe Thermisches Spritzen wurde nun für seine Forschungen im Leichtbau mit dem Oerlikon Metco Young Professionals Award ausgezeichnet. Sie haben eine Lösung gefunden, Faser-Kunststoff-Verbunde so zu funktionalisieren, dass sie auch dort zum Einsatz kommen können, wo bislang Metalle überlegen waren. Am Beispiel einer Flugzeugtragfläche zeigten sie, wie sich mittels thermischen Spritzens Mehrschichtheizsysteme aufbringen und gleichzeitig das Gewicht verringern lassen.

Jährlich vergibt die Gesellschaft für Tribologie (GfT) Förderpreise für herausragende wissenschaftliche Arbeiten innerhalb der Tribologie. Der diesjährige Gewinner Dr. Stefan Makowski vom Fraunhofer IWS konnte mit seiner Promotionsarbeit »Superlubricity und tribochemischer Verschleiß: Wechselwirkung von tetraedrisch amorphen Kohlenstoffschichten mit fettsäurebasierten Schmierstoffen« überzeugen.