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Additive Fertigungsverfahren zeichnen sich dadurch aus, dass die Bauteile schichtweise aus z.B. Kunststoffen aufgebaut werden. Die Haftung der einzelnen Lagen spielt dabei eine bedeutende Rolle, da sie die Stabilität der gedruckten Bauteile maßgeblich beeinflusst. Am Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST werden derzeit Plasmaquellen entwickelt, die in den 3D-Drucker integriert werden können und so bereits während des Druckprozesses eine gezielte chemische Modifikation der Oberfläche ermöglichen. Dadurch kann u.a. eine deutliche Steigerung der Adhäsion erreicht werden, was zu neuen Optionen für die 3D-gedruckte Bauteilfertigung führt.

Künstliche Hüftgelenke, maßgeschneiderte Herzklappen oder passgenaue Blutgefäße – Implantate, vor allem auf Basis sogenannter Scaffolds, d. h. 3D-gedruckter Gerüststrukturen, spielen in der regenerativen und personalisierten Medizin eine immer größere Rolle. Wichtig ist, dass die Scaffolds gut von den Körperzellen angenommen werden und keine Abstoßungsreaktionen erfolgen. Eine Vorbehandlung mit Plasma kann dafür die Voraussetzungen schaffen. Im Leistungszentrum Medizin- und Pharmatechnologie ist es Forscherinnen und Forschern am Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST gelungen, eine Plasmaquelle in einen 3D-Drucker zu integrieren, sodass die Oberfläche modifiziert werden kann. Ziel ist es, die Scaffolds bereits während des Druckprozesses mit Plasma zu behandeln, um die gewünschten Eigenschaften zu erzeugen.

Wie lässt sich ein wirtschaftlicher, sozialer und ein ökologisch nachhaltiger Strukturwandel im ehemaligen Helmstedter Revier gestalten? Wie können Arbeitsplätze in der Region gesichert und neue geschaffen werden? Welche Innovationen sind notwendig, um die landwirtschaftlichen Betriebe in der Region langfristig zu stärken? Diese Fragen beschäftigen nicht nur die Politik sowie die Menschen und Unternehmen der Region Helmstedt, sondern auch die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Fraunhofer-Gesellschaft.

Im Rahmen der Prüflingsehrung 2022 wurde Anton Corba, Auszubildender des Fraunhofer IST, für seine sehr guten Leistungen bei seiner Abschlussprüfung zum Fachinformatiker für Systemintegration ausgezeichnet. IHK-Präsident Tobias Hoffmann überreichte dem Absolventen während der Veranstaltung im Braunschweiger Millenium Event Center als Anerkennung eine Urkunde.

Stabilität ist eine der Kernanforderungen und gleichzeitig eine wichtige potenzielle Schwachstelle bei Bauteilen, die im lagenweisen 3D-Druck wie dem Fused Deposition Modeling (FDM) hergestellt werden. Ein Schlüssel für mehr Stabilität besteht darin, die Haftung zwischen den einzelnen Lagen zu verbessern, und das erreichen die Forschenden am Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST durch eine gezielte chemische Modifikation der Oberfläche mithilfe von Atmosphärendruckplasmen. Speziell für diese Anwendung werden am Fraunhofer IST Plasmaquellen entwickelt, die in den 3D-Drucker integriert werden können und so eine Behandlung der einzelnen oftmals später nicht mehr zugänglichen Lagen bereits während des Druckprozesses ermöglichen.

Wie lässt sich klimaneutral, unabhängig von Sonneneinstrahlung bzw. Windaufkommen reiner Wasserstoff herstellen, der dann zum Betrieb von Brennstoffzellen oder für den Einsatz in der Halbleiterindustrie verwendet werden kann? Dieser Frage widmet sich ein aktuelles Forschungsprojekt, an dem neben dem Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST auch das Fraunhofer-Institut für Umwelt- Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT sowie die Veolia Umweltservice Süd GmbH & Co. KG beteiligt sind. Geplant ist, organische Abfälle als Ausgangsstoff für die alternative Wasserstofferzeugung zu verwenden.

Eigene Bäder für alle Patient*innen, fugenlose und leicht zu reinigende Nachttische mit schmutzabweisenden Oberflächen, automatisierte Reinigungskonzepte, Desinfektionsmittelspender, die bei Benutzung einen Smiley zeigen: So könnte das »Patientenzimmer der Zukunft« aussehen. Der begehbare Demonstrator eines solchen Zweibettzimmers wurde am 31. August 2022 auf dem Gelände des Städtischen Klinikums Braunschweig eröffnet. In dem Forschungs- und Studienlabor entwickeln Expert*innen aus den Bereichen Architektur, Materialforschung und Medizin praxistaugliche Musterlösungen für die Krankenhaus-Architektur. Dafür haben sich die Technische Universität Braunschweig, das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST und das Städtische Klinikum Braunschweig zusammengeschlossen.

Eine flächendeckende medizinische Versorgung stellt vor allem in ländlichen Regionen Afrikas eine große Herausforderung dar. Das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST entwickelt daher gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und der Universität Stellenbosch in Südafrika eine mobile Versorgungsplattform, mit der selbst entlegenste Gebiete erreicht werden können.

Auf der INNOspace Masters-Konferenz am 5. Juli 2022 durfte sich Dr. Andreas Dietz vom Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST über den 3. Platz des Innovationswettbewerbs INNOspace Masters freuen. Das Projekt »Ferrotherm«, an dem Herr Dr. Dietz gemeinsam mit Forscherinnen und Forschern des Fraunhofer ICT arbeitet, wurde im Rahmen der DLR Challenge 2021/2022 ausgezeichnet. Ziel ist es, eine kohlenstofffreie Energieerzeugung durch Eisenverbrennung und elektrochemisches Recycling zu entwickeln, die auch auf dem Mond eingesetzt werden kann.

Leben auf dem Mond? Das klingt heute vielleicht noch etwas unrealistisch, die Urbanisierung des Mondes ist aber eines der Zukunftsthemen in der Raumfahrt. Begrenzte Ressourcen auf dem Mond, das Fehlen fossiler Energieträger sowie extreme Bedingungen wie sehr hohe bzw. niedrige Temperaturen oder ein veränderter Tag-/ Nachtrhythmus erfordern neue Ideen zur Energieversorgung sowie zur Produktion dazu notwendiger Komponenten und Bauteile. Das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST entwickelt neue Konzepte, um die Energieversorgung mit lunaren Ressourcen sicherzustellen. Auf der ILA vom 22. bis 26. Juni 2022 in Berlin können die Besucher sich einen Überblick über aktuelle Projekte und Ideen verschaffen.

Batteriesysteme leisten einen unabdingbaren Beitrag in der von Deutschland und der Europäischen Union (EU) angestrebten Energie- und Mobilitätswende. Ziel des Projekts »HV-Batterie Recycling- und Resynthese-Prozesse für nachhaltige und funktionserhaltene Materialkreisläufe« (Kurz: HVBatCycle) ist die dauerhafte Rückgewinnung wertvoller Materialien zur Erhöhung von Nachhaltigkeit und Versorgungssicherheit.

Großartiger Erfolg für das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST: Im Zertifizierungsverfahren für die Auszeichnung Zukunftgeber, die vom Arbeitgeberverband Region Braunschweig e.V. (AGV) vergeben wird, konnten wir uns Bestnoten verdienen und wurden mit dem Arbeitgebersiegel Zukunftgeber belohnt.

Bei der Herstellung von Lebensmitteln und Medikamenten, in Gartenbaubetrieben, in Krankenhäusern oder auch in jedem privaten Haushalt – Desinfektion und Schadstoffreduzierung von Wasser und Oberflächen spielen in vielen Anwendungsbereichen eine wichtige Rolle. Auf den Zusatz von Chemikalien sollte bei all diesen Anwendungen allerdings möglichst verzichtet werden. Möglich wird dies z.B. durch eine Behandlung mit elektrochemisch hergestelltem ozoniertem Wasser, einem Verfahren, das am Fraunhofer IST bereits seit vielen Jahren erforscht und entwickelt wird.

Die exakte Temperierung und Durchflussregelung der Werkzeuge im Spritzguss ist eine wesentliche Voraussetzung, um qualitativ hochwertige Kunststoffteile ressourceneffizient, wirtschaftlich und prozesssicher zu fertigen. Um die Auslegung und Überwachung der Werkzeugtemperierung zu optimieren, müssen die realen Temperaturen, Drücke und Durchflüsse während des Spritzgussprozesses kontinuierlich erfasst werden. Am Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST wird dazu ein Sensorsystem entwickelt, mit dem erstmals die Temperatur direkt im Innern der dreidimensionalen Temperierkanäle gemessen werden kann.

Die Messung von Kraft, Druck, Temperatur, Verschleiß und weiteren Größen direkt in Hauptbelastungszonen oder auf Werkzeugaktivflächen mittels Dünnschichtsensorik liefert wertvolle Daten, um bestehende Produktionsprozesse oder Simulationsmodelle zu optimieren. Mit den am Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST entwickelten verschleißfesten und an die jeweilige Anwendung angepassten Dünnschichtsensoren können Messungen auch in bisher schwer zugänglichen Bereichen erfolgen. Erstmals ist es den Forschenden gelungen, eine ortsaufgelöste Temperaturmessung in mischreibungsbeanspruchten Wälzkontakten durchzuführen.

Insgesamt 20 Schülerinnen und Schüler im Alter von 11-14 Jahren nutzten die Gelegenheit, im Rahmen des Zukunftstags 2022 in die Fraunhofer-Forschungswelt einzutauchen und mehr über die beiden Institute Fraunhofer IST und Fraunhofer WKI zu erfahren. Nach einer kurzen gemeinsamen Einführung über die Fraunhofer-Gesellschaft und die beiden Institute am Braunschweiger Campus ging es direkt in die Labore, wo u.a. riesige Anlagen, bunt gefärbte Flammen, leuchtende Plasmablitze und 3D-gedruckte Bauteile warteten.

Im KonzernForum der Autostadt in Wolfsburg präsentieren der Wasserstoff Campus Salzgitter unter der wissenschaftlichen Führung des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST gemeinsam mit der Autostadt ab dem 2. Mai die Ausstellung »Energiewende Niedersachen – wie wir mit Wasserstoff unsere Industrie klimafreundlicher machen können«. Zeitgleich startet eine vierteilige Reihe prominent besetzter Forumsveranstaltungen mit Fachkundigen aus Politik, Wirtschaft und Forschung zu dem chemischen Element, das als eine der Schlüsselkomponenten für eine erfolgreiche Energiewende gilt.

In Anwesenheit des deutschen Bundesministers für Wirtschaft und Klimaschutz, Robert Habeck, unterzeichnete heute eine Delegation der Fraunhofer-Gesellschaft und des Ministeriums für Energie und Infrastruktur der Vereinigten Arabischen Emirate (MOEI) in Abu Dhabi ein »Memorandum of Understanding« (MoU).

Automatisieren, standardisieren, digitalisieren – Schlagworte, die derzeit in ziemlich allen Bereichen von Bedeutung sind, so auch bei der Herstellung von Medizinprodukten oder Arzneimitteln. Ein wichtiges Ziel dabei ist die Qualitätssicherung bei einer gleichzeitigen Reduktion der Kosten. Am Beispiel neuartiger und personalisierter Zell- und Gentherapeutika erörtern Forschende aus neun verschiedenen Fraunhofer-Instituten, darunter auch das Fraunhofer IST, in ihrem White Paper »Skalierbare Herstellung von ATMPs«, welche Kernbausteine für eine standardisierte und automatisierte Produktion notwendig sind.

Eine wirtschaftliche und ökologisch nachhaltige Kunststoffverarbeitung erfordert langlebige und entsprechend verschleißfeste Maschinenkomponenten. Mit dem AiF-Projekt »Oberflächenmodifikation zur Verschleißreduzierung hochbelasteter Werkzeugoberflächen in Extrudern der Kunststoffverarbeitung (ExtruderVerschleiß)« bearbeiten das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST und das süddeutsche Kunststoffzentrum SKZ dazu ein gemeinsames Vorhaben.