Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Im Forschungsbau der Open Hybrid LabFactory (OHLF) entwickelt das Fraunhofer-Zentrum Circular Economy für Mobilität CCEM neue Lösungen für die nachhaltige Mobilität.
Nachhaltige Material- und Oberflächensysteme für zukünftige Fahrzeugkonzepte
Fraunhofer IST@OHLF
Zukünftige Trends in der Mobilität wie die Elektrifizierung oder die zirkuläre Verwendung von Rohstoffen (Circular Economy) in Kombination mit neuen Mobilitätskonzepten wie Shared Mobility oder autonomes Fahren müssen neuartigen Ansprüchen gerecht werden. Durch längere Lauf- und geringere Standzeiten werden innovative Reinigungsverfahren und Oberflächen benötigt, die z. B. widerstandsfähig sind sowie schmutzabweisende und antimikrobielle Eigenschaften besitzen. Gleichzeitig muss eine auf den Nutzer zugeschnittene flexible Produktgestaltung ermöglicht werden.
Blick in das Technikum der OHLF mit den Anlagen des Fraunhofer-Zentrums im Vordergrund.
Parallel dazu steigen die Anforderungen an die Nachhaltigkeit sowie die CO2-Effizienz und üben damit massiven Einfluss auf die künftige Fahrzeuggestaltung aus. Neben den bisherigen Domänen Wirtschaftlichkeit, technische Innovation und Serienqualität wird zukünftig die Nachhaltigkeit der Materialien und Oberflächen sowie die zugehörigen Fertigungsprozesse eine maßgebende Rolle einnehmen. Um das Potenzial zukünftiger Technologien zu beurteilen, ist eine Nachhaltigkeitsbewertung entlang des gesamten Lebenszyklus vom Rohstoff, über die Fertigung und Nutzung bis hin zum Recycling notwendig.
Das Fraunhofer-Zentrum Circular Economy für Mobilität CCEM
Die Fraunhofer-Gesellschaft ist Partner im Forschungscampus Open Hybrid LabFactory (OHLF), der am Standort Wolfsburg als öffentlich-private Partnerschaft für das Forschungsfeld Mobilität etabliert wurde. Am Fraunhofer-Zentrum Circular Economy für Mobilität CCEM bündeln die Fraunhofer-Institute für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung IFAM, für Schicht- und Oberflächentechnik IST, für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU und für Holzforschung WKI in einer gemeinsamen Infrastruktur ihre Kompetenzen hinsichtlich der Materialwissenschaft, Bauteil- und Prozessentwicklung sowie Produktionstechnik, um kreislauffähige Systemlösungen für die zukünftige Mobilität im Sinne einer Circular Economy zu erarbeiten. Die Schwerpunkte des Zentrums liegen im Bereich automatisierte Produktionssysteme, zukünftige Innenraumkonzepte, Life Cycle Engineering und nachhaltiges Produktdesign. In Kooperation mit dem Fraunhofer-Zentrum für Energiespeicher und Systeme ZESS wird u.a. die Integration und Demontage von Komponenten für alternative Antriebskonzepte in Fahrzeugen untersucht.
Automatisierte Reinigung, nachhaltige Oberflächen und Funktionsintegration
Das Fraunhofer IST arbeitet u.a. an neuen fertigungstechnischen Lösungen, um nachhaltige Material- und Oberflächensysteme für zukünftige Fahrzeugkonzepte zu entwickeln. Dazu werden neue funktionelle Beschichtungen auf Basis von Naturstoffen auf biobasierten oder sekundären Materialien untersucht, die z. B. langzeitstabile, schmutzabweisende und antibakterielle Oberflächen mit sehr guten tribologischen Eigenschaften kombinieren. Parallel dazu werden automatisierte Aufbereitungsverfahren von Oberflächen entwickelt, die ihre Reinigungsleistung individuell auf die Eigenschaften der Oberflächen, Materialien und Schmutzart anpassen. Um die Funktionalitäten von Komponenten weiter zu verbessern und sie smarter zu machen, werden Prozesse entwickelt, die eine reversible Integration von Dünnschicht-Funktionselementen (z.B. Sensorik, Heizung, Touch) über energieeffiziente reversible Niedrigtemperaturfügeprozesse ermöglichen. Eine Bewertung der Nachhaltigkeit erfolgt über das sogenannte Life Cycle Engineering entlang des gesamten Lebenszyklus (LCA, LCC).
Sensorischer Einsatz für die effiziente Herstellung von naturfaserverstärktem Kunststoff.
Holzfaserverstärktes Spritzgussteil mit entsprechendem Sensormodul zur Produktionsüberwachung
Holzfurnier mit Antischmutz-Beschichtung.
Hintergrundinformation
Die öffentlich-private Partnerschaft Open Hybrid LabFactory e.V. (OHLF) wurde im Jahr 2012 unter der Federführung des Niedersächsischen Forschungszentrums Fahrzeugtechnik der TU Braunschweig initiiert und wird im Rahmen der BMBF-Initiative »Forschungscampus – öffentlich-private Partnerschaft für Innovationen« gefördert. Im Zuge der Weiterentwicklung widmet sich der Campus der dringenden Frage, wie die industrielle Fahrzeugproduktion nachhaltig und im Sinne einer Circular Economy gestaltet werden kann. Dazu wird gemeinsam an den vier Forschungsfelder »Design for Circular Economy«, »Prozesse für Reverse Production«, »Zirkuläre Werkstoffkonzepte« und »Gesamtsystemanalysen und -gestaltung« unter Einbeziehung virtueller Werkzeuge gearbeitet. Partner in der Open Hybrid LabFactory sind neben den Forschungseinrichtungen TU Braunschweig und der Fraunhofer-Gesellschaft Industriepartner wie die Volkswagen AG, Magna Cosma, Magna Exteriors & Interiors, thyssenkrupp, IAV, Engel, Zwick/Roell sowie die Stadt Wolfsburg. Darüber hinaus sind über 20 projektbezogene Forschungs- und Industriepartner Mitglied in der OHLF.