Projekt »C3PO« Am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ist ein alternatives Verfahren zur Herstellung von Solarzellen-Kontakten entwickelt worden. Das Laser Transfer and Firing (LTF) bietet insbesondere für bestimmte Solarzellenoberflächen Vorteile gegenüber dem Standardverfahren. Im Verbundprojekt »C3PO« ist es den Freiburger Forscher*innen gemeinsam mit Industriepartnern jetzt gelungen, auf einer Anlage der Pulsar Photonics GmbH den LTF-Prozess erstmals vollautomatisiert abzubilden. Das Verfahren kann nun im Hinblick auf eine industrielle Umsetzung systematisch getestet und optimiert werden. Um den in einer Solarzelle erzeugten Strom…

Laserlichtpulse ermöglichen schnellere Erzeugung von Skyrmionen in Magneten Ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern angeführt vom Max-Born-Institut (MBI), Berlin, und dem Massachusetts Institute of Technology (MIT), USA, hat herausgefunden, wie Magnetisierungsmuster, die Skyrmionen genannt werden, in einem Ferromagneten schneller erzeugt werden können als bisher bekannt. Die Forscherinnen und Forscher haben aufgeklärt, wie sich die Topologie des magnetischen Systems dabei ändert. Wie sie im Fachjournal Nature Materials berichten, bieten die Ergebnisse fundamentale Einblicke in topologische Phasenübergänge und beflügeln neue Ideen, wie…

Fraunhofer LBF entwickelt anwendungsnahe Methoden zur Simulation von Kunststoffbauteilen Zahlreiche Faktoren beeinflussen das Material- und Bauteilverhalten von Kunststoffen und wirken sich auf die praktische Bauteilauslegung aus: Nicht nur die Faserorientierung spielt eine wichtige Rolle, sondern auch das Materialverhalten, das sich aus dem Kontakt mit Medien oder aus überlagerten Lastfällen ergibt. Es ist auch nicht unmittelbar ersichtlich, welche Aspekte in der Auslegung berücksichtigt werden müssen, um Bauteile korrekt auszulegen. Diesen Herausforderungen begegnet das Fraunhofer LBF mit der Entwicklung kundenspezifischer Methoden. Ziel…

… kann Beanspruchungen von Bauteilen realitätsnah simulieren Um die Zuverlässigkeit additiv gefertigter Bauteile besser steuern zu können, hat das Fraunhofer LBF mit den „AM FATIGUE LABS“ ein neues Laboratorium eingerichtet. Darin werden Methoden entwickelt, die Beanspruchungen für additiv gefertigte Bauteile simulieren, die wiederum als Grundlage für Bemessungsempfehlungen dienen. Mit diesen realitätsnahen Simulationen lassen sich zutreffende Bemessungskennwerte zur Auslegung der Bauteile ermitteln. Sie gewährleisten auch eine verlässliche Designvalidierung, indem sie den Einfluss sämtlicher relevanter Prozessparameter, der Betriebsbeanspruchungen sowie, je nach Anwendungsfall,…

Wie viel CO2-Emissionen eingespart werden könnten, wenn mehr Gebäude aus Holz errichtet würden, berechnet ein neues Software-Tool, das ein Forschungsteam der Ruhr-Universität Bochum (RUB) gemeinsam mit der Karlsruher Firma Disy Informationssysteme entwickelt. Mit dem Tool können die Einsparpotenziale für bestimmte Wohngebiete, Straßenzüge oder einzelne Gebäude einer Kommune berechnet und visualisiert werden. Das Team um Prof. Dr. Annette Hafner vom Bochumer Lehrstuhl für ressourceneffizientes Bauen kooperiert mit dem RUB-Lehrstuhl Umwelt und Ökologie von Prof. Dr. Harro Stolpe und Industriepartnern im Projekt…

Wissenschaftler der TU Hamburg entwickeln neue Materialkonzepte für die Technik von morgen. Ob Smartphone, Laptop, oder Smart Watch: Das chemische Element Silizium findet sich in jedem elektronischen Bauteil und noch so kleinen Computerchip. So ist Silizium auch der Namensgeber für das Silicon-Valley, der Heimat zahlreicher Technologieunternehmen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Technischen Universität Hamburg ist es nun gelungen, Silizium Muskelkraft zu verleihen. Mit dieser neuen Eigenschaft kann das Material erstmals elektrische Signale in mechanische Bewegungen umwandeln. Damit bietet das neue Hybridmaterial…

Um die Ausbreitung des Corona-Virus einzudämmen, hat das Stuttgarter Forschungsinstitut in kurzer Zeit den Prototyp eines mobilen Reinigungs- und Desinfektionsroboters entwickelt. Er fährt selbstständig zu potenziell kontaminierten Objekten wie Türgriffen, desinfiziert sie gründlich und ist dabei ressourcenschonend sowie zeiteffizient. Der neue Prototyp des mobilen Desinfektionsroboters »DeKonBot« ist eine Automatisierungslösung, die das Reinigen und Desinfizieren potenziell kontaminierter Bereiche wie Türgriffe, Lichtschalter oder Aufzugknöpfe eigenständig ausführt. Verglichen mit dem Reinigen von Hand reduziert der Robotereinsatz das Infektionsrisiko bei den Reinigungskräften und sorgt…

Smarte Lösung für Fabriken Die schwankende Stromproduktion von Windkraft- und Photovoltaikanlagen wird für Energieversorger zur Herausforderung. Sie müssen auch dann ein stabiles Versorgungssystem gewährleisten, wenn die Anlagen gerade keinen oder wenig Strom erzeugen. Ein Beitrag zur Lösung liegt in einer Anpassung des Stromverbrauchs von Fabriken an die fluktuierende Stromerzeugung durch Wind und Sonne. Forschende der Fraunhofer-Gesellschaft haben das innovative Konzept nun in der Modellregion Augsburg getestet. Die Ergebnisse sind ermutigend. Das Konzept der energieflexiblen Fabrik funktioniert auch in der Praxis…

Umweltfreundliche Plastikalternative Ein neuartiger Kunststoff kann aus Abfällen produziert und problemlos in weniger als einem Jahr abgebaut werden. Polyhydroxybuttersäure heißt der Werkstoff, mit dem sich künftig vor allem Einwegprodukte und Wegwerfartikel umweltschonend herstellen und abbauen lassen. Ein neues Produktionsverfahren des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK und seiner Partner ermöglicht die industrietaugliche Herstellung des innovativen Materials. Kunststoffe sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Sie werden nicht nur zu Verpackungen und Konsumgütern verarbeitet, sondern sind auch in industriellen Anwendungen wie…

Digitalisierung in der industriellen Fertigung Automatisierte Montageprozesse sind ein Schlüssel zum Erfolg. Sie ermöglichen eine störungsfreie Produktion, eine große Präzision bei der Fertigung und größere Flexibilität je nach den Marktanforderungen. Innovative digitale Mess- und Informationsnetzwerke des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF erhöhen die Transparenz der Fertigungsprozesse des Flugzeugbauers Airbus und optimieren die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine. Wurde die Kabinentür wie geplant geliefert? Hat sie die gleiche Temperatur wie der Flugzeugrumpf? Und funktioniert der Einbau wie vorgesehen? Der Einbau…

Forschende der TU Graz haben einen Weg gefunden, den Aromastoff Vanillin in ein redoxaktives Elektrolytmaterial für Flüssigbatterien zu verwandeln. Die Technologie ist ein wichtiger Schritt in Richtung ökologisch nachhaltiger Energiespeicher. Es ist ein „bahnbrechender Erfolg im Bereich nachhaltiger Energiespeicher-Technologien“, wie Stefan Spirk vom Institut für Biobasierte Produkte und Papiertechnik der TU Graz es formuliert. Er und sein Team haben es geschafft, Redox-Flow-Batterien umweltfreundlicher zu machen, indem sie deren Kernelement – flüssige Elektrolyte, deren Komponenten zumeist aus ökologisch bedenklichen Schwermetallen oder…

Als Beitrag zum globalen Klimaschutz muss Deutschland den Einsatz fossiler Energieträger rasch und umfassend minimieren und das Energiesystem entsprechend umbauen. Wie und mit welchen Mitteln das am besten gelingen kann, hat die Forschungsinitiative „Energie System 2050“ der Helmholtz-Gemeinschaft erforscht, an der sich auch das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beteiligt. Auf der Abschlusskonferenz in Berlin präsentierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der beteiligten Forschungszentren nun ihre Ergebnisse. Mit der Entscheidung, bis zum Jahr 2050 die Klimaneutralität zu erreichen, steht das Industrieland Deutschland…

Innovative Beschichtung für Bipolarplatten in Brennstoffzellen. Elektroautos, die binnen fünf Minuten vollgetankt sind, auf Reichweiten wie ein Diesel kommen und doch »sauber« fahren: Das schaffen mit Wasserstoff betankte Brennstoffzellen-Fahrzeuge bereits heute. Allerdings sind sie bisher noch selten und teuer. Neben Effizienzproblemen liegt das unter anderem an einer Kernkomponente: Goldbeschichtete Bipolarplatten (BiP) in Brennstoffzellen. Sie sind außerdem aufwendig in der Herstellung. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden, der deutsche Automobilkonzern Daimler und das finnische Stahlunternehmen Outokumpu Nirosta haben nun…

Zellulose, Seegras, Flachs und Co. halten Bauvorschriften stand Der Einsatz von Naturdämmstoffen ist sicher, kalkulierbar und nachhaltig. Das belegen die Ergebnisse eines interdisziplinären Forschungsprojektes mit 12 Partnern aus Forschung und zahlreichen Industrieunternehmen und -verbänden. Das Verbundprojekt „Mehr als nur Dämmung – Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen“ wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert. Das Forscherteam unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, untersuchte Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen in…

Eine Herausforderung für die Auslegung und Sicherheit von Gusskomponenten ist die Streuung mechanischer Eigenschaften. Mikrodefekte, die während des Gießprozesses entstehen, bestimmen dabei die Qualität des Gussteils. Die Entstehung dieser Defekte ist zufällig. Im Rahmen eines AiF-Projektes haben die Fraunhofer-Institute IFAM und IWM eine Methode zur Modellierung dieser stochastischen Einflüsse auf das Versagensverhalten von Gussteilen entwickelt. Durch die Simulation können lokale Materialeigenschaften berechnet, Schwächen in einer Konstruktion identifiziert und der Fertigungsprozess so gezielt optimiert werden. Für Gießereien bedeutet dies signifikante Kosteneinsparungen….

Wachsende Datenmengen sind in der Logistik zum einen eine Herausforderung, da mittlerweile die Komplexität der Prozesse dazu führt, dass die Flut an Parametern unüberschaubar zu sein scheint. Zum anderen bieten diese Daten aber ungeahnte Potenziale, um beispielsweise Optimierungen im Materialfluss zu realisieren. Und auch die Bestandsverwaltung lässt sich auf Basis von belastbaren Daten sicher überblicken. Oft fehlt es jedoch an Ressourcen, um eine regelmäßige Auswertung und Analyse der ohnehin vorhandenen Parameter durchzuführen. Gerade für eine zuverlässige Logistikplanung ist Transparenz über…