Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile

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

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Die Fraunhofer-Gesellschaft ist die führende Trägerorganisation für Einrichtungen der angewandten Forschung in Europa. Auftraggeber Industrieunternehmen Dienstleistungsunternehmen Öffentliche Hand

Fraunhofer-Gesellschaft im Profil Zahlen und Fakten
80 Forschungseinrichtungen, davon 56 Fraunhofer-Institute in Deutschland an über 40 verschiedenen Standorten Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter 1,3 Mrd Euro Forschungsvolumen jährlich, davon 2/3 der Forschungsaufträge aus der Industrie und öffentliche finanzierten Forschungsprojekten Karlsruhe Darmstadt Würzburg Jena Stuttgart Duisburg Oberhausen Nuthetal Dortmund Oberpfaffenhofen München Saarbrücken St. Ingbert Erfurt Magdeburg Halle Dresden Leipzig Ilmenau Cottbus Braunschweig Berlin Potsdam Teltow Aachen Schmallenberg Sankt Augustin Erlangen Fürth Nürnberg Freising Holzkirchen Pfinztal Freiburg Efringen-Kirchen Rostock Itzehoe Hannover Bremen Euskirchen Chemnitz Wertheim Kaiserslautern Schkopau Paderborn Fraunhofer Representative Office Moskau Brüssel Jönköping Belgrad Zilina Göteborg Katowice Fraunhofer-Gesellschaft Büro Brüssel Fraunhofer-Chalmers Research Centre for Industrial Mathematics (FCC), Göteborg Deutsch-Polnischer Forschungsverbund für Umwelt-, Prozesssicherheits- und Energietechnik INCREASE Fraunhofer FIRST Joint Project Office Fraunhofer ISST Project Group Information Engineering Jönköping Fraunhofer IPA Slovakia Zilina Moskau Paris Fraunhofer ILT Coopération Laser Franco-Allemande CLFA Beispielhafte Fraunhofer-Aktivitäten in Europa USA Japan Singapore China South Korea Indonesia Malaysia Internationale Zusammenarbeit durch Niederlassungen in Europa, USA und Asien

Joseph von Fraunhofer (1787 - 1826)
Forscher Entdeckung der „Fraunhofer-Linien“ Im Sonnenspektrum Erfinder Neue Bearbeitungsverfahren für Linsen Unternehmer Leiter und Teilhaber einer Glashütte

Fraunhofer-Gesellschaft im Profil Forschen 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. The Fraunhofer institutes are grouped in seven working alliances devoted to specific broad research areas. Their purpose is to coordinate work on related fields of research within the Fraunhofer-Gesellschaft, to pool essential resources in core disciplines, and to present a unified image in the marketplace.

Struktur der Fraunhofer-Gesellschaft
beruft Senat Vorstand Verbundsprecher Wissenschaftlich-technischer Rat (WTR) berät Kuratorien beraten Mitgliederversammlung wählt entlastet Präsidium Verbund Life Sciences Verbund Oberflächentechnik und Photonik Verbund Mikroelektronik Fraunhofer-Verbund Informations- und Kommunikationstechnik Verbund Produktion ohne Verbundszugehörigkeit Verbund Werkstoffe, Bauteile Verbund Verteidigungs- und Sicherheitsforschung 56 Institute Boards of the Fraunhofer-Gesellschaft: Executive Board Members: President and three other full-time members (Senior Vice Presidents) Tasks: responsible for managing the business activities of the Fraunhofer-Gesellschaft, represents the organization both internally and externally, elaborates the basic premises of the organization’s science and research policy and draws up business-development and financial plans, negotiates to obtain institutional funding for the Fraunhofer-Gesellschaft and defines how it is to be distributed among the institutes, appoints the directors of the institutes Presidential Council Members: Executive Board and the chairmen of six of the six working alliances Tasks: participates in Executive Board decision-making processes and is as such entitled to make proposals and recommendations and has the right to be heard Meetings: quarterly Boards of Trustees external advisory bodies attached to the Institutes Members: approx. 12 representatives of science, industry, business and public life for each Institute, appointed by the Executive Board with the approval of the director(s) of the Institute Tasks: advise the director(s) of the Institute and the Executive Board on matters concerning the research orientation and any structural changes to the Institute Meetings: annualy, attended by at least one member of the Executive Board Institutes and Directors Institutes are the entities responsible for carrying out the Fraunhofer-Gesellschaft’s research work each Institute is managed by one or several directors Tasks of the director: drafts plans for the institute’s scientific work, holds responsibility toward the Fraunhofer-Gesellschaft for the best-possible utilization of funds, and for correctly directing the Institute’s activities, promotes the scientific quality of his/her Institute by ensuring that staff receive adequate training and continuing education Directors are appointed by the Executive Board Steering committee of the Institute Members: director(s) and senior management of the Institute, members of staff with a broad level of responsibility, and representatives of the Scientific and Technical Council Tasks: advises the director(s) of the Institute in all major issues concerning the Institute Alliances Institutes, branches of Institutes and independent departments may form specialist groups (working alliances, thematic alliances or networks). The formation of cross-institute alliances is subject to the approval of the Executive Board Each Alliance has a chairman, appointed by the Chairman of the Senate for a term of three years. The alliance chairman assists the Executive Board in the implementation of corporate policy and accepts assignments for and on behalf of the Executive Board. The Fraunhofer Defence and Security Alliance is regarded as a representative professional body; this alliance is not represented on the Presidential Council Assembly of Members Members: members of the Fraunhofer-Gesellschaft. Official membership is open to members of the Senate, the Executive Board, institute directors and senior management and the governing boards. Ordinary membership is open to natural persons and legal entities who wish to support the work of the Fraunhofer-Gesellschaft. Honorary members may be elected from among the research staff and patrons of the Fraunhofer-Gesellschaft in recognition of outstanding services to the organization. Tasks: elects the members of the Senate and discharges the Executive Board of its responsibilities, drafts decisions concerning amendments to the Statute Meetings: once a year Senate Members: approx. 30 eminent figures from the world of science, business, industry and public life, representatives of national and regional government, members of the Scientific and Technical Council Tasks: decisions concerning basic science and research policy, drafts decisions concerning the establishment, the incorporation or devolution, the merger and dissolution of research entities belonging to the Fraunhofer-Gesellschaft, appoints members of the Executive Board Meetings: twice a year Fraunhofer-Gesellschaft Policy Committee Members: representatives of the German federal government and the German Länder governments, Executive Board of the Fraunhofer-Gesellschaft Tasks: issues statements of opinion concerning issues of major strategic importance, its approval is required to authorize the annual budget, discusses national and regional government research and development policy affecting the Fraunhofer-Gesellschaft Meetings: two or three times a year Scientific and Technical Council organization’s internal advisory body Members: directors and senior management of the Institutes and an elected representative of the scientific and technical staff of each Institute Tasks: advises to the Executive Board and other constituent bodies in matters of fundamental importance, issues recommendations concerning research and human resources policy, issues statements of opinion concerning the creation of new Institutes or the closure of existing Institutes, participates in the appointment of the directors of the Institutes Main Commission of the Scientific and Technical Council Members: nine elected members of the Scientific and Technical Council Tasks: exercices the official duties of the Council

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. €

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wachstum in 2007 (Mitarbeiterzahlen)
2006 2007 2 160 1 909 1 695 1 136 728 838 220 Informations- und Kommunikationstechnik Mikroelektronik Werkstoffe, Bauteile Produktion Oberflächentechnik, Photonik Life Sciences 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. ZV, Stand 02/2008

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wachstum 2007 (Budget)*
Mikroelektronik 256 +16% 190 +17% Werkstoffe, Bauteile 237 +16% 166 +16% Informations- und Kommunikationstechnik 169 +1% 113 +8% Produktion 151 +8% 109 +17% Oberflächentechnik, Photonik 98 +13% 64 +10% Aufwand Ertrag Life Sciences 82 +22% % Veränderung zum Vorjahr 51 +23% 50 100 150 200 250 300 Mio € ZV, Stand 08/ Ergebnis 2007.ppt

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Mitgliedsinstitute
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 Gastinstitut ITWM Techno- und Wirtschaftsmathematik 2 a 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Freiburg Braunschweig Dresden Golm Bremen Pfinztal Darmstadt Saarbrücken Kaiserslautern Würzburg Efringen-Kirchen Halle Stuttgart Holzkirchen 5 2 13 12 7 10 a 4 3 1 8 6 Karlsruhe 9 13

Geschäftsfelder Energie Gesundheit Mobilität Informations- und Kommunikationstechnologien Bauen und Wohnen Kernkompetenzen Materialentwicklung Technologieentwicklung Einsatzverhalten Werkstoffmodellierung und Simulation Materialien Metalle Keramik Glas Polymere Verbundwerkstoffe Werkstoffverbünde

Energie Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Fokus: Photovoltaik, Solarheizung und thermische Solarstromerzeugung Biomasse, Biogase und alternative Kraftstoffe Windenergie © 2007 Fraunhofer-Gesellschaft, München

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

Energie 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

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Keramische Mikrobrennstoffzellensysteme
Energie 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) Mikrobrennstoffzellen- Hybridsystem Keramisches Flowfield © Fraunhofer IKTS

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Organische Solarzellen
Energie Eigenschaften und Herausforderungen Niedrige Herstellungskosten Mechanische Flexibilität Geringes Gewicht Effizienz (derzeit 3%) Langzeitstabilität flexibler Solarzellen Herstellungstechnologien (roll to roll) Organische Solarzellen stellen einen neuen Solarzellentyp dar. Die photoaktive Schicht besteht aus einem Nanokomposit organischer Halbleitermaterialien. Der geringe Materialverbrauch und die Anwendung kosteneffizienter Produktionstechnologien eröffnen ein hohes Potenzial für eine kostengünstige Herstellung organischer Solarzellen. Weitere Vorteile sind die mechanische Flexibilität aufgrund der eingesetzten Foliensubstrate und das geringe Gewicht. Erste Anwendungen sehen wir in der Energieversorgung mobiler energieautarker Systeme. »ITO-freie« organische Solarzelle auf einem flexiblen Substrat (unversiegelt). © Fraunhofer ISE

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Wasserstofftechnologie
Energie Mikro-Dampfreformer, zur Umwandlung von Ethanol und Wasser zu wasserstoffreichem Gas. Die Abbildung zeigt den keramischen Porenbrenner, umgeben von zwei mit Katalysatoren beschichteten Wabenkörpern. Anwendung und Vorteile: zur Versorgung von PEM-Brennstoffzellen im Leistungsbereich W nutzt hohe Speicherdichte flüssiger Brennstoffe schnelle Startzeiten und hohe Verfügbarkeit über lange Zeiträume Mikro-Dampfreformer Mikro-Dampfreformer mit Brennereinheit zur Umwandlung von Ethanol und Wasser zu einem wasserstoffreichen Gas. Mit nachgeschalteten Gasreinigungsstufen wird der Kohlenmonoxid- Anteil des Produktgases reduziert. Zusammen mit unserer PEM-Brennstoffzelle wird der Reformer zu einem 300 Wel Gesamtsystem integriert. Der im Foto dargestellte, zentrale keramische Porenbrenner wird von zwei parallel angeordneten, mit Katalysatoren beschichteten Wabenkörpern umgeben. Das System liefert Strom für Anwendungen, in denen eine hohe Energiedichte, schnelle Startzeiten und eine hohe Verfügbarkeit über lange Zeiträume gefordert sind. Unteres Foto: Strömungs und Wärmesimulation in einer PEM-Brennstoffzelle Strömungs- und Wärmesimulation einer PEM-Brennstoffzelle © Fraunhofer ISE

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Geschäftsfelder
Energie Steigerung der Effizienz von Systemen zur Energiewandlung und -Speicherung

Gesundheit 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) Abbildung eines ORMOCER®-Matrix und -Bonding Systems © Fraunhofer ISC

Gesundheit 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

Active Noise Reduction by Active Structural Acoustic Control
Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Gesundheit Fraunhofer Partner: IBP, IKTS, ITWM, LBF Intelligent Material Systems + PZT-Foils PZT-Fibers PZT-Coating: Lärm Active Noise Reduction by Active Structural Acoustic Control Advanced Electronics InMAR

Energie Steigerung der Effizienz von Systemen zur Energiewandlung und -Speicherung Gesundheit Verbesserung der Biokompatibilität und Funktion von medizin- oder biotechnisch eingesetzten Materialien

Mobilität Aufgabe Entwicklung eines Structural Health Monitoring (SHM)-Systems zur kontinuierlichen Zustandskontrolle auf 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 Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Aktive Schadensüberwachung, z.B. an den Rumpfoberteilen eines Flugzeuges © 2007 Fraunhofer LBF

Mobilität 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 Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Flugzeugstrukturen aus Kohle- faserverstärkten Polymeren © Fraunhofer IWM

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

Mobilität 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 Klebnietverbindungen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Dimensionierung der Klebfugen für einen geklebten GFK-Kopf eines Schienenfahrzeuges mit FEA Hochgeschwindigkeitsprüfung einer Klebverbindung (Crash) © Fraunhofer IFAM

Mobilität Zuverlässigkeitskonzepte für betriebsfesten Leichtbau Hochfeste Kunststoffstrukturen für Sicherheitsbauteile 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 Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Kunststoffe, z.B. Sheet Molding Compound SMC, bieten völlig neue Funktions- und Designmöglichkeiten. © Foto: Polynt GmbH © 2007 Fraunhofer LBF, ICT, ITWM, EMI, EZRT

Mobilität 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 Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Notizen Vorhergesagte Schädigung in einem Abgaskrümmer (Simulation und Experiment) © Fraunhofer IWM

Mobilität 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 IFAM, IWMH

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

IuK- Technologien Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile 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 Verarbeitung: Pentium® -Multichip-Module (MCM-L/D) in ORMOCER® Multilayer Technik (ACREO) Abmessungen: 4 cm x 4 cm, Dicke 1.2 mm © Fraunhofer ISC

IuK- Technologien Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Polymere als Material für mikroelektronische Bauelemente Flexible Displays Displays auf Basis von OLEDs (organisches Licht emittierende Dioden) haben eine höhere Auflösung und gute Wiedergabe eigenschaften für Schnell bewegte Bilder. Roll-to-Roll-Verfahren Mikroelektronische Elemente und ICs können kosteneffektiv im Roll-to-Roll-Verfahren hergestellt, Strukturen gedruckt werden. © 2007 Fraunhofer-Gesellschaft, München

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Polymere in der Elektronik
IuK- Technologien Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Polymere in der Elektronik Neue Materialien für LEDs für Dioden und Transistoren für die Photovoltaik Technologien für neue Produkte Applikationen auf flexiblen Substraten © Fraunhofer IAP

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 Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Integrale Gebäudekonzepte: inHaus2 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 Pilotplattform: Entwicklung, Erprobung, Demonstration Health Senior Care Office Hotel / Gastronomie Technik Services © Fraunhofer IBP

Bauen und Wohnen Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Integrale Gebäudekonzepte: inHaus2 Systempartner: Anwendungspartner: Komponentenpartner: © Fraunhofer IBP

Bauen und Wohnen Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Funktionale Beschichtungen, Antireflex-Beschichtungen Nanoporöse 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 ISC mit den Firmen Merck und Centrosolar Kollektor mit unterschiedlichen Beschichtungen auf strukturiertem und nicht strukturiertem Glas © Fraunhofer ISC, ISE

Bauen und Wohnen 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 © Fraunhofer WKI

Bauen und Wohnen Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Phasenwechselmaterialien (PCM) als Kältespeicher Moderne Bürogebäude in Leichtbauweise verfügen über geringe thermische Masse Neue Baustoffe (Innenputze) mit mikroverkapselten PCM erhöhen 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 Lüftungstechnik BMWA-gefördertes Projekt 1/ /2004, Partner BASF, caparol, maxit, Sto, Fraunhofer ISE Phasenwechselmaterialien (PCM) können zur Vermeidung sommerlicher Überhitzung und damit zur Reduzierung des Kühlenergiebedarfs in Gebäuden eingesetzt werden. Tagsüber anfallende Überschusswärme wird im Phasenübergang fest/flüssig latent gespeichert und in der Nacht wieder abgegeben. Erste vom ISE mitentwickelte Baustoffe mit mikroverkapseltem PCM – siehe Detailaufnahme – sind auf dem Markt verfügbar. REM-Aufnahme von mikroverkapselten Phasenwechselmaterialien © Fraunhofer ISE

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 Qualitätsverbesserung der daraus hergestellten Produkte

Geschäftsfelder Energie Gesundheit Mobilität Informations- und Kommunikationstechnologien Bauen und Wohnen Kernkompetenzen Materialentwicklung Technologieentwicklung Einsatzverhalten Werkstoffmodellierung und Simulation Materialien Metalle Keramik Glas Polymere Verbundwerkstoffe Werkstoffverbünde

Material- entwicklung „Intelligente“ Materialien und Bauteile (Funktionale) Polymere mit spezifischen elektrischen, elektrooptischen und optischen Eigenschaften Fasern und Faserverbünde, Spezialkeramik, nanoskalige Materialien, Halbleiter, Phase-Change-Materialien

Technologie- entwicklung Beschichtungen Oberflächenveredlung Leichtmetallguss Rapid Prototyping Mikroformung Materialschäume

Einsatz- verhalten … von Werkstoffen, Bauteilen und Systemen … in Bezug auf Betriebsfestigkeit zerstörfreie Prüfung (ZFP)

Simulation Simulationstechniken von der Werkstoff- Herstellung und -Entwicklung … … bis hin zum Bauteil im Einsatz

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Herausragende Ergebnisse in der Materialforschung …
. . . 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, Bauteile Funktionen 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

Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Leistungsspektrum
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, Bauteile Kontakt
Vorsitz Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka Telefon: +49 (0) / Geschäftsstelle Dr. phil. nat. Ursula Eul Telefon: +49 (0) / Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF Bartningstraße Darmstadt Stellvertretender Vorsitz Prof. Dr.-Ing. Peter Elsner Telefon: +49 (0) 7 21 / Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT Joseph-von-Fraunhofer-Straße Pfinztal

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