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Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

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Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile

Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit

Stand 10.10.08

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Die Fraunhofer-Gesellschaft ist die führende Trägerorganisation für Einrichtungen der angewandten Forschung in Europa.

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.

Auftraggeber

Industrieunternehmen Dienstleistungsunterneh

men Öffentliche Hand  

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USA Japan

Singapore

China South Korea

Indonesia

Malaysia

Internationale Zusammenarbeit durch Niederlassungen in Europa, USA und Asien

80 Forschungseinrichtungen, davon 56 Fraunhofer-Institute in Deutschland an über 40 verschiedenen Standorten 13 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter 1,3 Mrd Euro Forschungsvolumen jährlich, davon 2/3 der Forschungsaufträge aus der Industrie

und öffentliche finanzierten Forschungsprojekten

Karlsruhe

DarmstadtWürzburg

Jena

Stuttgart

Duisburg

Oberhausen

Nuthetal

Dortmund

Oberpfaffenhofen

München

Saarbrücken

St. Ingbert

Erfurt

Magdeburg

Halle

Dresden

Leipzig

Ilmenau

Cottbus

Braunschweig

Berlin

PotsdamTeltow

Aachen

Schmallenberg

Sankt Augustin

Erlangen

FürthNürnberg

Freising

Holzkirchen

Pfinztal

Freiburg

Efringen-Kirchen

RostockItzehoe

Hannover

Bremen

Euskirchen Chemnitz

WertheimKaiserslautern

Schkopau

Paderborn

Fraunhofer RepresentativeOffice Moskau

Brüssel

Jönköping

Belgrad

Zilina

Göteborg

Katowice

Fraunhofer-GesellschaftBüro Brüssel

Fraunhofer-ChalmersResearch Centre for Industrial Mathematics (FCC), Göteborg

Deutsch-Polnischer Forschungsverbund für Umwelt-, Prozesssicherheits- und Energietechnik INCREASEKatowice

Fraunhofer FIRSTJoint Project Office Belgrad

Fraunhofer ISST Project Group Information EngineeringJönköping

Fraunhofer IPA SlovakiaZilina

Moskau

Paris

Fraunhofer ILTCoopération Laser Franco-Allemande CLFA

Beispielhafte Fraunhofer-Aktivitäten in Europa

Fraunhofer-Gesellschaft im ProfilZahlen und Fakten

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ForscherEntdeckung der „Fraunhofer-

Linien“

Im Sonnenspektrum

Erfinder Neue Bearbeitungsverfahren für

Linsen

UnternehmerLeiter und Teilhaber einer

Glashütte

Joseph von Fraunhofer (1787 - 1826)

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Fraunhofer-Gesellschaft im ProfilForschen für die Praxis

Institutsverbünde Informations- und Kommunikationstechnik Life Sciences Mikroelektronik Oberflächentechnik und Photonik Produktion Werkstoffe, Bauteile

Verteidigungs- und Sicherheitsforschung

Die Fraunhofer-Institute sind in sieben thematisch orientierten Verbünden organisiert. Deren Ziele sind die fachliche Abstimmung innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft, die Bündelung von Kernkompetenzen und ein gemeinsames Auftreten am Markt.

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Verbund Life Sciences

Verbund Oberflächentechnik und Photonik

Verbund Mikroelektronik

Fraunhofer-Verbund Informations- und Kommunikationstechnik

Verbund Produktion

ohne Verbundszugehörigkeit

Verbund Werkstoffe, BauteileVerbund Verteidigungs- und Sicherheitsforschung

beruftSenat

Mitgliederversammlun

g

wähltentlastet

Vorstand

Verbundspreche

r

Präsidiu

m

56

Institute

56

Institute

Struktur der Fraunhofer-Gesellschaft

Wissenschaftlich-technischer Rat (WTR)

berät

Kuratorienberaten

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Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Zahlen und Fakten

Gründung: 1997

Geschäftsstelle: LBF, Darmstadt

Vorsitzender: Prof. Holger Hanselka

12 Mitgliedsinstitute + 1 Gastinstitut

Wiss. MitarbeiterInnen 2007: 1 036

Ertragsanteil Wirtschaft 2007: 36,7 % (vorläufiges Ergebnis)

Budget-Plan 2008: 235,4 Mio. €

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Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wachstum in 2007 (Mitarbeiterzahlen)

Mikroelektronik

Werkstoffe, Bauteile

Informations- und Kommunikationstechnik

Life Sciences

Oberflächentechnik, Photonik

Produktion

Institute außerhalb von Verbünden

Die Zahl der Beschäftigten in den einzelnen Verbünden der Fraunhofer-Gesellschaft zeigt, mit welchem Aufwand zurzeit in den entsprechenden Forschungsfeldern gearbeitet wird.

2006

2007

2 160

1 909

1 695

1 136

728

838

220

ZV, Stand 02/2008

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Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wachstum 2007 (Budget)*

Mikroelektronik

Werkstoffe, Bauteile

Informations- und Kommunikationstechnik

Life Sciences

Oberflächentechnik, Photonik

Produktion

% Veränderung zum Vorjahr

Aufwand

Ertrag

51

82

64

98

109

151

113

169

166

237

190

256

0 50 100 150 200 250 300Mio €

+17%

+17%

+1%

+8%

+13%

+22%

+23%

+10%

+16%

+8%

+16%

+16%

ZV, Stand 08/2008 - Ergebnis 2007.ppt

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Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteileMitgliedsinstitute

1 EMI Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut

IAP Angewandte Polymerforschung

IBP Bauphysik

ICT Chemische Technologie

IFAM Angewandte Materialforschung

IKTS Keramische Technologien

und Systeme

ISC Silicatforschung

ISE Solare Energiesysteme

ISI System- und Innovationsforschung

IWM Werkstoffmechanik

IZFP Zerstörungsfreie Prüfverfahren

LBF Betriebsfestigkeit und

Systemzuverlässigkeit

WKI Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-

Institut

GastinstitutITWM Techno- und Wirtschaftsmathematik

2

a

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13Freiburg

Braunschweig

Dresden

Golm

Bremen

Pfinztal

Darmstadt

Saarbrücken

KaiserslauternWürzburg

Efringen-Kirchen

Halle

Stuttgart

Holzkirchen

5

213

12

7

10

a

410

33

1

1 8 10

6 10 5

Karlsruhe

9

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Geschäftsfelder

Energie

Gesundheit

Mobilität

Informations- und

Kommunikationstechnologien

Bauen und Wohnen

Kernkompetenzen

Materialentwicklung

Technologieentwicklung

Einsatzverhalten

Werkstoffmodellierung und

Simulation

Materialien

Metalle

Keramik

Glas

Polymere

Verbundwerkstoffe

Werkstoffverbünde

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile

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Fokus:

Photovoltaik, Solarheizung und thermische Solarstromerzeugung

Biomasse, Biogase und alternative Kraftstoffe

Windenergie

© 2007 Fraunhofer-Gesellschaft, München

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Energie

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© 2007 Fraunhofer Center für Windenergie und Maritime Technologien CWMT; CWMT ist ein Kooperative der Fraunhofer-Institute IFAM und LBF

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile

Entwicklung und Dienstleistungen für neue Rotorblätter, Betriebsmethoden und Nachweisverfahren:

Statische und dynamische Untersuchungen an Blättern (im Aufbau) und Komponenten

Unterstützung im Material- und Blattdesign, Oberflächenschutz, Verbindungstechnik

Betriebsfestigkeit, Messtechnik und Zustandsüberwachung

Kombination von numerischen und analytischen Methoden zum Blattnachweis: - Stellvertreter-Testverfahren- Up-Scaling- Komponententests

Energie

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Aufgabe Analyse der Auswirkung

Unterschiedlicher "Bio-Kraftstoffe" auf die Schwingfestigkeit von Aluminium- und Motorkomponenten in Abhängigkeit von der Legierung und der Vorbehandlung

Ergebnisse Kraftstoff mit 5 % Bio-Äthanol

hat keinen negativen Einfluß auf die Schwingfestigkeit von chemisch vernickeltem Aluminium

© 2006 Fraunhofer LBF

EnergieFraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile

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Mikrobrennstoffzellen-Hybridsystem

Keramisches Flowfield

© Fraunhofer IKTS

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteileKeramische Mikrobrennstoffzellensysteme

LTCC-basierte Brennstoffzelle Neues Mikrosystem mit vergrößerter Aktivfläche und mehr Leistung Hybridsystem mit integrierter Lithium-Polymer-Batterie, Ladeschaltung und DC/DC-Wandler Gesamtdicke < 6mm Brennstoff: Wasserstoff, aber auch alternative flüssige Brennstoffe (Methanol)

Energie

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Eigenschaften und Herausforderungen

Niedrige Herstellungskosten

Mechanische Flexibilität

Geringes Gewicht

Effizienz (derzeit 3%)

Langzeitstabilität flexibler Solarzellen

Herstellungstechnologien (roll to roll)

»ITO-freie« organische Solarzelle auf einem flexiblen Substrat (unversiegelt).

© Fraunhofer ISE

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteileOrganische Solarzellen

Energie

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Mikro-Dampfreformer, zur Umwandlung von Ethanol und Wasser zu wasserstoffreichem Gas. Die Abbildung zeigt

denkeramischen Porenbrenner, umgeben von zwei mit

Katalysatorenbeschichteten Wabenkörpern.

Anwendung und Vorteile:

zur Versorgung von PEM-Brennstoffzellen im Leistungsbereich 100-500 W

nutzt hohe Speicherdichte flüssiger Brennstoffe

schnelle Startzeiten und hohe Verfügbarkeit über lange Zeiträume

Strömungs- und Wärmesimulation einer PEM-Brennstoffzelle

Mikro-Dampfreformer

© Fraunhofer ISE

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteileWasserstofftechnologie

Energie

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Energie Steigerung der Effizienz von Systemen zur Energiewandlung und -Speicherung

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteileGeschäftsfelder

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Abbildung eines ORMOCER®-Matrix und -Bonding Systems

ORMOCER®e für zahnmedizinische Anwendungen Lichtausheilende ORMOCER®-Matrix/Bonding

Füllungen

Einfach in der Handhabung und in hohem Maße ästhetisch

geringe Schrumpfungseffekte in Verbindung mit hohem Verschleißwiderstand aufgrund einer anorganischen Grundstruktur

Hohe Festigkeit in Verbindung mit guter Flexibilität

Ausgezeichnete Biokompatibilität

Industriepartner: Degussa AG (Matrix) und Voco GmbH (Matrix und Bonding)

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Gesundheit

© Fraunhofer ISC

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Aufgabe Entwicklung einer Beinprothese, deren Gang-

charakteristik kontinuierlich an die jeweiligen Laufzustände angepasst werden kann

optimale Selbstregelung der Gangcharakteristik durch Veränderung in der Steifigkeit des künstlichen Fußes sowie durch aktive Regelung des Kniemoments

Ergebnisse Entwicklung eines neuartigen

piezoelektrischen Ventils (Prototyp) für das Knie

Veränderliche Steifigkeit der Basisfeder (künstlicher Fuß) bis 10 % (ohne Abrollen)

Entwicklung eines Energierückgewinnungssystems und dessen Integration in den Prothesenschaft

Adaptive Beinprothese

Industriepartner: Otto Bock Health Care

© 2006 Fraunhofer LBF

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Gesundheit

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Lärm

Intelligent Material Systems

+

+

PZT-Foils

+

PZT-Fibers

PZT-Coating:+

+

t M aterial

Advanced Electronics

Stru

Active Noise Reductionby

Active Structural Acoustic Control

Silence

InMAR

InMAR

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Gesundheit

Fraunhofer Partner: IBP, IKTS, ITWM, LBF

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Energie Steigerung der Effizienz von Systemen zur Energiewandlung und -Speicherung

Gesundheit Verbesserung der Biokompatibilität und Funktion von medizin- oder biotechnisch eingesetzten Materialien

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteileGeschäftsfelder

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Aktive Schadensüberwachung, z.B. an den Rumpfoberteilen eines Flugzeuges

Aufgabe Entwicklung eines Structural

Health Monitoring (SHM)-Systems zur kontinuierlichen Zustandskontrolleauf Basis piezo-elektrischer Materialien;

Ziel ist die zustandgesteuerte Wartung

Ergebnisse Möglichkeit konnte gezeigt werden;

Resultate sind auf andere Anwendungs-bereiche übertragbar z. B. auf den Fahrzeug- oder Maschinenbau

© 2007 Fraunhofer LBF

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Mobilität

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Flugzeugstrukturen aus Kohle-

faserverstärkten Polymeren

Polymerbasierte Hochleistungsverbundwerkstoffe

Vorhersage des Einsatzverhaltens von Faserverbundkomponenten im Flugzeugbau

Simulation von Schädigung und Delamination durch mikrostrukturbasierte Werkstoffmodellierung

Virtuelle Bauteiltests

Ermüdung von Metall-Composite-Fügeverbindungen

Kundennutzen Reduzierung von Bauteiltests Zuverlässige Daten für Auslegung und Prototyping

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile

© Fraunhofer IWM

Mobilität

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Messungen des Raumklimas im Fluglabor© Bernd Müller / FhG © Fraunhofer IBP

Werkstoffe, Bauteile, Systeme für den Flugzeugbau

Fluglabor des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik

Niederdruckröhre:- Länge: 30 m- Innendurchmesser 9,6 m- Niederdruck 150 hPa (absolut)

Flugzeugklima:- Realitätsnahe Simulation von Schall und

Vibration- Rumpftemperatur – 40 °C- Lufttemperatur –20 °C bis +30 °C- relative Luftfeuchte 5 % bis 65 % bei 20 °C

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Mobilität

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Werkstoffe und Strukturbauteile

Auslegung geklebter Strukturen Bemessung von Klebeverbindungen und

Klebnietverbindungen Prüfung von Klebstoffen, Klebverbindungen und

Fügeteilwerkstoffen (quasi-statisch, Crash,

Ermüdung) Berechnung von FVK-Werkstoffen Simulation von geklebten und kombiniert gefügten

Proben („Virtuelles Prüflabor“) Methodenentwicklung von Test- und Simulations-

methoden zur Berechnung und Prüfung von

Klebeverbindungen und KlebnietverbindungenDimensionierung der Klebfugen für einen geklebten GFK-Kopf eines Schienenfahrzeuges mit FEA

Hochgeschwindigkeitsprüfung einer Klebverbindung (Crash)

© Fraunhofer IFAM

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Mobilität

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Kunststoffe, z.B. Sheet Molding Compound SMC, bieten völlig neue Funktions- und Designmöglichkeiten.© Foto: Polynt GmbH

Angebot Entwicklung von Bemessungskonzepten

für Sicherheitskomponenten sowie Betriebsfeste Auslegung und Prüfung von

Sicherheitsbauteilen

Kundennutzen Kostenreduziertes Fertigungsverfahren für

Bauteile in mittleren bis großen Serien Zerstörungsfreies Analyseverfahren zur

Werkstoff- und Komponentencharakterisierung

Numerische Werkzeuge zur Simulation der Betriebsfestigkeit und des Crash-Verhaltens

Design von Sicherheitsbauteile mit verbesserter Performance

Zuverlässigkeitskonzepte für betriebsfesten Leichtbau

Hochfeste Kunststoffstrukturen für Sicherheitsbauteile

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Mobilität

© 2007 Fraunhofer LBF, ICT, ITWM, EMI, EZRT

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Vorhergesagte Schädigung in einem Abgaskrümmer (Simulation und Experiment)

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile

Bauteilsimulation

Lebensdauervorhersage für temperaturbeanspruchte Bauteile Entwicklung von Materialmodellen für

thermisch-mechanische Wechselbelastung von Bauteilen

Berechnung der Orte der Entstehung und des Wachstums von Mikrorissen

Kundennutzen Bessere Lebensdauervorhersagen für

Komponenten in Dampf- und Gasturbinen und in Abgasanlagen

Reduktion des Aufwands für Bauteilversuche

Mobilität

© Fraunhofer IWM

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© Fraunhofer IFAM, IWMH

Von Farbe bis Funktion - Komplettlösungen für die Praxis

Schwerpunkte: Qualifizierung von Lacksystemen und Lackierverfahren Lackentwicklung für spezielle Anwendungen Korrosionsschutz Farbmetrik/Farbtonmanagement

Fachpersonal: Lackierer, Lacklaboranten, Lackingenieure,

Chemieingenieure und Chemiker

Ausstattung: Lackprüftechnik, Farbmetrik, klimatisierbares Lackiertechnikum

mit computergesteuertem Lackierautomat,Dispergieranlagen (Dissolver und Perlmühlen)

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Mobilität

Page 30: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

Energie Steigerung der Effizienz von Systemen zur Energiewandlung und -Speicherung

Gesundheit Verbesserung der Biokompatibilität und Funktion von medizin- oder biotechnisch eingesetzten Materialien

Mobilität Erhöhung von Sicherheit und Komfort sowie Reduzierung des Ressourcen-verbrauchs in den Bereichen Verkehrstechnik, Maschinen- und Anlagenbau

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteileGeschäftsfelder

Page 31: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

Verarbeitung: Pentium® -Multichip-Module

(MCM-L/D) in ORMOCER® Multilayer Technik (ACREO) Abmessungen: 4 cm x 4 cm, Dicke 1.2 mm

ORMOCER®e als fotostrukturierbare Materialien

Negativresist-Verhalten Verarbeitungstemperaturen < 180 °C Anwendungen auf preiswerten, flexiblem

Polymersubstrat möglich gute Metallisierbarkeit/Adhäsion Integration von optischen und elektrischen

Funktionen Vias 10 µm

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile

© Fraunhofer ISC

IuK-Technologien

Page 32: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

Flexible DisplaysDisplays auf Basis von OLEDs (organisches Licht emittierende Dioden) haben eine höhere Auflösung und gute Wiedergabe eigenschaften für Schnell bewegte Bilder.

Roll-to-Roll-VerfahrenMikroelektronische Elemente und ICs können kosteneffektiv im Roll-to-Roll-Verfahren hergestellt, Strukturen gedruckt werden.

© 2007 Fraunhofer-Gesellschaft, München

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteilePolymere als Material für mikroelektronische Bauelemente

IuK-Technologien

Page 33: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

Neue Materialien für LEDs für Dioden und Transistoren für die Photovoltaik

Technologien für neue Produkte Applikationen auf flexiblen

Substraten

© Fraunhofer IAP

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteilePolymere in der Elektronik

IuK-Technologien

Page 34: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

Energie Steigerung der Effizienz von Systemen zur Energiewandlung und -Speicherung

Gesundheit Verbesserung der Biokompatibilität und Funktion von medizin- oder biotechnisch eingesetzten Materialien

Mobilität Erhöhung von Sicherheit und Komfort sowie Reduzierung des Ressourcen-verbrauchs in den Bereichen Verkehrstechnik, Maschinen- und Anlagenbau

Informations- und Kommunikationstechnologien Erhöhung der Integrationsdichte und Verbesserung der Gebrauchs-eigenschaften von Bauteilen der Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteileGeschäftsfelder

Page 35: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

© Fraunhofer IBP

FuE-Ansätze multifunktionale / integrale Bauteilkonzepte Innovative Bauteile und Werkstoffe Hygiene-, Gesundheit-, Umweltschutz-

Strategien Leistungs- und Effizienz-Konzepte (Nutzer) Gebäude- und Betriebskonzepte

Unter Federführung der Fraunhofer-Institute IBP und IMS

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteileIntegrale Gebäudekonzepte: inHaus2

Office

Hotel / Gastronomie

Health Senior Care

Technik Services

Bauen und Wohnen

Pilotplattform: Entwicklung,Erprobung, Demonstration

Page 36: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

© Fraunhofer IBP

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteileIntegrale Gebäudekonzepte: inHaus2

Bauen und Wohnen

Systempartner:

Komponentenpartner:

Anwendungspartner:

Page 37: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

Kollektor mit unterschiedlichen Beschichtungen auf strukturiertem und nicht strukturiertem Glas

Funktionale Beschichtungen, Antireflex-BeschichtungenNanoporöse SiO2-Beschichtungen auf Glas,

z. B. für Sonnenkollektoren, reduzieren die Reflexion

breitbandig über das gesamte solare Spektrum und

verbessern so den Wirkungsgrad der Kollektoren.

Nutzen 8 % Steigerung der solaren Transmission hohe Witterungsbeständigkeit

Produktion: derzeit ca. 1 Mio m² pro Jahr

Kooperation von Fraunhofer ISE und ISCmit den Firmen Merck und Centrosolar

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteileBauen und Wohnen

© Fraunhofer ISC, ISE

Page 38: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

© Fraunhofer WKI

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile

Verkleidungen auf Holzbasis

Extraleichte Spanplatten sparen Gewicht und Transportkosten im

Möbelbau und beim Möbelhandel haben einen geringeren Rohstoffverbrauch erfordern neue Füge-und

Beschichtungstechniken

Massegefärbte mitteldichte Faserplatten Schaffen neue Design-Möglichkeiten im

Möbel-und Innenausbau sind verschleißfest und erfordern keine oder

nur eine transparente Beschichtung

Bauen und Wohnen

Page 39: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

Moderne Bürogebäude in Leichtbauweise verfügen über geringe thermische Masse

Neue Baustoffe (Innenputze) mit mikroverkapselten PCMerhöhen thermischen Komfort

Weitergehende Entwicklungen:

aktive Systeme zur Reduktion des Heizenergiebedarfs

Wärmeträgerfluide mit integrierten PCM

aktive Kühlsysteme mit PCM-Materialien (z. B. Kühldecken)

PCM-Baustoffe in der LüftungstechnikREM-Aufnahme von mikroverkapselten Phasenwechselmaterialien© Fraunhofer

ISE

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteilePhasenwechselmaterialien (PCM) als Kältespeicher

Bauen und Wohnen

Page 40: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

Energie Steigerung der Effizienz von Systemen zur Energiewandlung und -Speicherung

Gesundheit Verbesserung der Biokompatibilität und Funktion von medizin- oder biotechnisch eingesetzten Materialien

Mobilität Erhöhung von Sicherheit und Komfort sowie Reduzierung des Ressourcen-verbrauchs in den Bereichen Verkehrstechnik, Maschinen- und Anlagenbau

Informations- und Kommunikationstechnologien Erhöhung der Integrationsdichte und Verbesserung der Gebrauchs-eigenschaften von Bauteilen der Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik

Bauen und Wohnen Verbesserung der Nutzung von Rohstoffe und Qualitätsverbesserungder daraus hergestellten Produkte

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteileGeschäftsfelder

Page 41: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

Geschäftsfelder

Energie

Gesundheit

Mobilität

Informations- und

Kommunikationstechnologien

Bauen und Wohnen

Kernkompetenzen

Materialentwicklung

Technologieentwicklung

Einsatzverhalten

Werkstoffmodellierung

und Simulation

Materialien

Metalle

Keramik

Glas

Polymere

Verbundwerkstoffe

Werkstoffverbünde

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile

Page 42: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

„Intelligente“ Materialien und Bauteile

(Funktionale) Polymere mit spezifischen elektrischen, elektrooptischen und optischen Eigenschaften

Material-entwicklung

Fasern und Faserverbünde, Spezialkeramik, nanoskalige Materialien, Halbleiter, Phase-Change-Materialien

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile

Page 43: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

BeschichtungenOberflächenveredlung

LeichtmetallgussRapid Prototyping

Technologie-entwicklung

MikroformungMaterialschäume

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile

Page 44: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

… von Werkstoffen,Bauteilen und Systemen

Einsatz-verhalten

… in Bezug aufBetriebsfestigkeitzerstörfreie Prüfung(ZFP)

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile

Page 45: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

Simulationstechnikenvon der Werkstoff-Herstellung und -Entwicklung …

Simulation … bis hin zum Bauteil im Einsatz

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile

Page 46: Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wertschöpfung durch Materialinnovationen - von der Materialentwicklung zur Systemzuverlässigkeit Stand 10.10.08

. . . entlang der gesamten Wertkette: von der Entwicklung neuer Materialien und der Verbesserung vorhandener Materialien über Fertigungsverfahren im quasi-industriellen Maßstab bis hin zur Charakterisierung der Materialeigenschaften und der Bewertung und Anpassung ihres Einsatzverhaltens.

Analoges gilt für Bauteile und ihre Funktionen in Systemen.

© 2007 Fraunhofer-Gesellschaft, München

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteileHerausragende Ergebnisse in der Materialforschung …

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Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteileFunktionen und Hauptaufgaben

Korporative Kontaktplattform zum Markt

Kohärente und gebündlete Kommunikation mit dem Markt

Initiierung und Durchführung von Verbundprojekten und F&E-Kooperationen

Strategische Bündelung und Weiterentwicklung der Fraunhofer-Kompetenzen

Koordination von Fraunhofer-internen Forschungsprogrammen

Koordination der strategischen Investitionsplanung der Verbundinstitute

Beratende Unterstützung für die nationalen und internationalen F&E-Politik

Beratende Unterstützung des Fraunhofer-Vorstandes

Mitwirkung an Verbund-relevanten Entscheidungen des FhG-Vorstandes

Implementierung der den Verbund betreffende Vorstandsentscheidungen

Langfristige gemeinschaftliche Planungs- und Handlungsplattform

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Machbarkeitsstudien

Test und Erprobung von Werkstoffen, Komponenten und

Systemen

Simulationen auf Werkstoff-, Komponenten- und Systemebene

Auftragsforschung und -entwicklung

Prozessanalysen und Prozessanpassung

Prototypen- und Prozessentwicklung

Kleinserienfertigung

Beratung

Analysen

Workshops, Seminare

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, BauteileLeistungsspektrum

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Stellvertretender VorsitzProf. Dr.-Ing. Peter Elsner Telefon: +49 (0) 7 21 / 46 40-4 01 [email protected] für Chemische Technologie ICT Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7 76327 Pfinztal  

VorsitzProf. Dr.-Ing. Holger HanselkaTelefon: +49 (0) 61 51 / 7 05-2 [email protected]

GeschäftsstelleDr. phil. nat. Ursula Eul Telefon: +49 (0) 61 51 / 7 05-2 [email protected] für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF Bartningstraße 47 64289 Darmstadt

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