Verfahrenstechnologie

Das Fraunhofer FEP demonstriert mit multifunktionalen Beschichtungsanlagen, wie sich Nachhaltigkeit in der Oberflächentechnologie umsetzen lässt. Ein Paradebeispiel: die innovative Anlage MAXI. Sie läuft bereits seit 25 Jahren erfolgreich und beweist, dass intelligente Technik sowohl Ressourcen schont als auch vielseitige Forschungs- und Entwicklungsaufgaben ermöglicht. Bei einem Tutorial im Rahmen der Konferenz V2025 gibt das Fraunhofer FEP einen umfassenden Überblick über realisierte Projekte und künftige Entwicklungen. Nachhaltigkeit in der Oberflächentechnologie gewinnt angesichts steigender Umweltanforderungen und knapper Ressourcen zunehmend an Bedeutung. Innovative Beschichtungsverfahren…

Mit dem Verfahren des optischen Stempelns lassen sich Mikrostrukturen in nur einem einzigen Laserpuls präzise und reproduzierbar erzeugen – ganz ohne zeitaufwändiges Abscannen der Fläche. Am Fraunhofer ILT formen Forschende in Zusammenarbeit mit der RWTH Aachen den Strahl eines Ultrakurzpulslasers mithilfe eines Spatial Light Modulators (SLM) exakt in das gewünschte Muster und bringen es direkt auf die Werkstückoberfläche. Das beschleunigt die Bearbeitung deutlich und eröffnet neue Möglichkeiten für Branchen wie die stahl- und metallverarbeitende Industrie oder die Glasverarbeitung. Erste Tests…

Mit KI zu grünem Zement Die Zementindustrie verursacht rund acht Prozent der globalen CO₂-Emissionen – das ist mehr als der gesamte weltweite Flugverkehr. Forschende am Paul Scherrer Institut PSI haben ein KI-gestütztes Modell entwickelt, mit dem sich neue Rezepturen für Zement schneller entdecken lassen – bei gleicher Materialqualität und einer besseren CO₂-Bilanz. Mit infernalischen 1400 Grad Celsius werden die Drehöfen in den Zementwerken eingeheizt, um aus gemahlenem Kalkstein Klinker zu brennen, der Grundstoff für baufertigen Zement. Wenig überraschend: Solche Temperaturen…

Forschende am Fraunhofer IZM haben ein klebstofffreies Laserschweißverfahren zur Kopplung photonisch integrierter Schaltkreise (PICs) mit optischen Glasfasern realisiert, welches auch in kryogenen Umgebungen von bis zu vier Kelvin, also -269.15°C potenziell einsetzbar ist. Die Technologie eröffnet durch eine direkte Quarz-Quarz-Verbindung eine zuverlässigere, schnellere und preiswertere Faser-PIC-Kopplung und revolutioniert so Anwendungen im Bereich der Quantentechnologien. Eine Tieftemperaturumgebung ist unerlässlich zur Beobachtung von Quanteneffekten. Letztere können einen enormen Vorteil für die Lebensqualität von Menschen haben, so ist der Umgang mit Big Data…

CO2-frei und energieeffizient in einem einzigen Schritt. Max-Planck-Wissenschaftler kombinieren die Gewinnung, Herstellung, Mischung und Verarbeitung von Metallen und Legierungen in einem einzigen, umweltfreundlichen Schritt. Ihre Ergebnisse sind jetzt in der Zeitschrift Nature veröffentlicht. Die Produktion von jährlich etwa zwei Milliarden Tonnen Metalle ist für 10% der globalen CO2-Emissionen verantwortlich. Allein um eine Tonne Eisen zu produzieren, werden zwei Tonnen CO2 ausgestoßen. Bei der Produktion von einer Tonne Nickel fallen sogar 14 Tonnen oder mehr CO2 an. Dabei sind Eisen und…

SpinMagIC erhält EXIST-Forschungstransfer-Förderung. Egal ob Bier, Kaffeebohnen, Joghurt oder Schmieröl: Ein Gerät, das locker auf eine Hand passt, kann die Haltbarkeit von Substanzen messen. Die Idee: Die Technologie in die Lebensmittelindustrie bringen. Als Spin-off erhält die Ausgründung aus der Universität Stuttgart Mittel der EXIST-Forschungstransfer-Förderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK). „Der Quantensensor steht bereits greifbar in der Tür. Jetzt müssen wir ihn mit ordentlich PS auf den Markt bringen“, sagt Prof. Jens Anders. Genau daran arbeiten vier junge Männer….

Grüner Wasserstoff und leichtere – also sparsamere – Elektroautos verbindet man nicht unbedingt mit holzzersetzenden Bakterien. Und doch könnten solche Bakterien irgendwann dabei helfen, sauberen Wasserstoff zu erzeugen und leichtere E-Autos zu bauen. Wie das gehen könnte, erforscht ein internationales Forschungskonsortium aus Industrie und Wissenschaft. Mit dabei in dem EU-Forschungsprojekt ist auch der Biotechnologe Christoph Wittmann von der Universität des Saarlandes und sein Team. Prof. Dr. Christoph Wittmann. Foto: Michael Simon Wie hängen Birkenwälder aus dem Baltikum, das Corynebacterium glutamicum…

Team der Hochschule Rottenburg und der Universität Tübingen erarbeitet Grundlagen zur Aufbereitung des bisherigen Verbrennungsabfalls als Sekundärrohstoff. Die Aschen, die bei der Holzverbrennung in Heiz- und Kraftwerken entstehen, enthalten wertvolle Nährstoffe, aber auch umweltkritische Metalle. Zur Wiederaufbereitung der Holzasche als Sekundärrohstoff hat nun ein Team unter der Leitung von Professor Harald Thorwarth von der Hochschule Rottenburg, der auch an der Universität Tübingen assoziiert ist, und Professor Andreas Kappler von der Universität Tübingen erste Verfahrensschritte entwickelt. Die Studie wurde in der…

Piezoelektrische Schichten spielen eine Schlüsselrolle bei der Herstellung von Ultraschallmikroskopen, die immer kleinere Halbleiterbauelemente und biologische Zellstrukturen untersuchen. Die steigenden Anforderungen an die Qualität und Reproduzierbarkeit dieser Schichten stellen hohe Ansprüche an die komplexen Beschichtungsprozesse. Um diese Herausforderung zu meistern, entwickelt das Fraunhofer FEP einen digitalen Zwilling des Beschichtungsverfahrens für piezoelektrische Dünnschichten. Dies ermöglicht die digitale Abbildung und Optimierung der Prozesse und führt zu einer deutlichen Verbesserung der Leistung und Reproduzierbarkeit von Ultraschallsensoren. Piezoelektrische Dünnschichten sind hochkristalline Schichten, bei denen…

Ressourcenschonend und gleichzeitig wirtschaftlich Beton produzieren – wie das mit dem Einsatz selbstlernender Systeme möglich wird, haben Forschende unter Leitung des Instituts für Baustoffe der Leibniz Universität Hannover (LUH) im Forschungskonsortium „ReCyCONtrol“ drei Jahre lang untersucht. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat das Projekt mit rund vier Millionen Euro gefördert. Die Forschenden haben dabei einen vollkommen neuen Ansatz der Betonherstellung entwickelt: Sensoren überwachen kontinuierlich alle Schritte der Betonherstellung und ermöglichen es durch Einsatz künstlicher Intelligenz, den Beton gegenüber Schwankungen…

Verwertung einer invasiven Art… Die DITF stellen zusammen mit der Fiber Engineering GmbH ein Verfahren zur Herstellung biologisch abbaubarer Pflanztöpfe vor. Die Produkte sind kostengünstig und wettbewerbsfähig. Gleichzeitig wird mit der Herstellung die Ausbreitung der invasiven Wasserhyazinthe bekämpft, deren Biomasse als Rohmaterial für die Pflanztöpfe dient. Die Wasserhyazinthe ist eine sich schnell ausbreitende Pflanze, die bereits in vielen Ländern der Erde als Gefahr für bestehende Ökosysteme erkannt worden ist. Besonders der afrikanische Viktoriasee leidet unter der großflächigen Ausbreitung der Wasserhyazinthe….

Wie sich die Dampf- und Aerosol-Freisetzung bei der Asphaltproduktion deutlich reduzieren lassen würde, haben Bochumer Forschende gezeigt. Georg Bus entwickelte am Lehrstuhl für Verkehrswegebau der Ruhr-Universität Bochum eine neue Rezeptur für die Asphalt-Herstellung, die bei 20 bis 30 Grad Celsius niedrigeren Temperaturen funktioniert als herkömmliche Verfahren. Das könnte helfen, einen neuen Grenzwert einzuhalten, den der Ausschuss für Gefahrstoffe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin für die Dampf- und Aerosol-Freisetzung festgelegt hat; Ende 2024 läuft die Übergangsfrist dafür aus. „Mit dem…

Prof. Michael Schmitt von der Universität der Bundeswehr München (UniBw M) und sein Team haben ein KI-System entwickelt, das aus einem Synthetic Aperture Radar (SAR)-Bild dreidimensionale Stadtkarten erstellt. Diese Technologie könnte künftig bei der Katastrophenbewältigung nützlich sein. Nach einer Katastrophe, etwa einem Erdbeben, werden oft schnelle und zuverlässige Informationen über den Zustand von Gebäuden benötigt. Das SAR2Height-Verfahren, das Prof. Schmitt, Professor für Erdbeobachtung an der Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik der UniBw M, mit seinem Team entwickelt hat, ist in…

Forschende der Universitätsmedizin Göttingen haben ein neues Verfahren entwickelt, das es erstmals erlaubt, die 3D-Form von Proteinen mit einem herkömmlichen Mikroskop abzubilden. Die mit Künstlicher Intelligenz kombinierte One-step Nanoscale Expansion (ONE)-Mikroskopie ermöglicht die Erkennung von Strukturveränderungen geschädigter oder toxischer Proteine in menschlichen Proben. Erkrankungen wie Parkinson, die auf Proteinfehlfaltungen beruhen, könnten somit frühzeitig erkannt und behandelt werden. Die ONE-Mikroskopie wurde von der Zeitschrift Nature als eine der „sieben Technologien, die man 2024 im Auge behalten sollte“ bezeichnet, und kürzlich in…

Feinchemikalien synthetisieren… Die Produktion von Feinchemikalien, beispielsweise für Pharmazeutika, ist in der Regel komplex und aufwendig. Ein interdisziplinäres Team von Fraunhofer-Forschenden hat in gemeinsamen Projekten ein Verfahren nach dem Vorbild einer Kaskade entwickelt, bei dem mehrere aufeinanderfolgende Synthesestufen ohne Unterbrechung durchlaufen. Möglich wird dies durch den Einsatz neuartiger Katalysatoren in speziell angepassten Durchflussreaktoren. Damit wird die Herstellung der Medikamente effizienter und energiesparender. So unterstützt die modular aufgebaute Technologie-Plattform die Produktion von Arzneimitteln am Standort Deutschland. In der chemischen Industrie gehören…

Chemieproduktion in Deutschland… Ein innovatives, umweltfreundliches Produktionsverfahren für das in vielen Industriebranchen unverzichtbare Soda haben Fraunhofer-Forschende gemeinsam mit Partnern im Projekt »Green Soda« entwickelt. Der Prozess basiert auf der bipolaren Elektrodialyse von Salzsole. Durch Ionen-Austauschprozesse und den Zusatz von Kohlenstoffdioxid entsteht grünes Soda. Die Technologie hilft auch, die Produktion am Standort Deutschland zu stärken. Natriumcarbonat, auch bekannt als Soda, ist in vielen Industriebranchen unverzichtbar. Es wird zur Papierherstellung, Konservierung von Lebensmitteln, Herstellung von Glas oder Neutralisation von Säuren genutzt. Zudem…