2025 yılından itibaren Fraunhofer IWU, hafif yapı araştırma alanını yönetmektedir. Bu birleşim, 16 Fraunhofer enstitüsünün yetkinliklerini bir araya getirerek hafif yapıların tüm değer zinciri boyunca - malzeme geliştirmeden ürünlerde doğrulanmış uygulamalara kadar - güçlü, disiplinler arası bir platform oluşturur. Amaç, şirketlere "tek elden" entegre araştırma ve geliştirme hizmetleri sunmak ve yenilikleri endüstriyel uygulamalara etkin bir şekilde dönüştürmektir.
Fraunhofer IWU artık bu faaliyetleri koordine ediyor. Yenilikçi fikirler ancak kavramlar ürünlere dönüştürülebilir hale geldiğinde yenilikler haline gelir: Bu düşünceyi takip ederek, Fraunhofer IWU malzeme ve üretim açısından uygun hafif yapı üzerine odaklanıyor. Merkezi bir yaklaşım, malzemelerin, yapıların ve üretim süreçlerinin bütünsel olarak optimize edildiği "Sistem Hafif Yapı"dır.
Amaç, ağırlığı azaltmak, kaynakları tasarruflu kullanmak ve aynı zamanda otomotiv, makine ve tesis mühendisliği gibi uygulamalar için bileşenlerin performansını artırmaktır. Örnek » 3D-FiberTrain«: Bir ICE'nin ön maskesini hızlı bir şekilde geliştirmek ve pahalı kalıplara ihtiyaç duymadan daha hızlı üretmek.
3D-FiberTrain projesinde, Fraunhofer IWU ve Fraunhofer IMWS enstitüleri, sanayi ortaklarıyla birlikte, büyük formatlı 3D baskı ile 3D bantlama yönteminin birleştirilmesiyle, demiryolu araçları için karmaşık ve yüksek dayanımlı termoplastik kompozit parçaların aletsiz üretiminin nasıl gerçekleştirileceğini gösterdi. Kalıp aletlerinden vazgeçmek, yüksek otomasyon seviyesi ve yeniden kullanılabilir termoplastik bazlı hammaddelerin kullanımı, üretim maliyetlerini ve CO₂ ayak izini azaltmaktadır. Bu, özellikle küçük ve orta ölçekli üretim için geçerlidir.
Konsorsiyum, üç yıl içinde iki büyük ölçekli gösterim gerçekleştirdi: bir ön tampon ve bir yüksek hızlı trenin burun kısmı. Kullanılan cam elyaf takviyeli polikarbonat, demiryolu araçlarına özgü son derece yüksek yangın güvenliği gereksinimlerini karşılayacak şekilde özel olarak seçilmiş ve modifiye edilmiştir. Entegre alev koruma, 3D baskıda işlenebilirlik açısından özel zorluklar sunmaktadır.
Araştırmacılar, örneğin termal nedenli parça deformasyonunu veya delaminasyonları tahmin edebilen öncelikli süreç simülasyonları ile bu sorunlarla karşılaştılar ve böylece maliyetli hatalı baskıları önlediler. Ayrıca, özel yapı optimizasyon yöntemleri, uygulanan takviye bantlarının sayısını mekanik olarak gerekli minimuma indirmeyi sağladı - kalıp araçlarının ortadan kaldırılmasıyla birlikte, bu yöntemlerin ekonomikliği için önemli bir faktördür. Gelecek çalışmalarda, geri dönüştürülmüş malzemenin büyük formatlı 3D baskıda doğrudan işlenmesi incelenecek, böylece termoplastik demiryolu bileşenlerinin döngüsel yönetimi daha da ilerletilecektir. Proje, eklemeli üretimin demiryolu araçları inşasındaki geliştirme sürelerini önemli ölçüde kısaltma ve aynı zamanda sürdürülebilir, geri dönüştürülebilir hafif yapıların gerçekleştirilmesi potansiyelini göstermektedir.
Fraunhofer Araştırma Alanı Hafif Yapılar: 16 Enstitüden Oluşan Güçlü İttifak
Araştırma alanı, hafif yapıların, bunlar arasında hibrit termoplastik bileşenler, RTM ve yüksek basınçlı RTM süreçleri, otomatik bant ve prepreg işleme ile geri dönüştürülmüş lif malzemelerinin kullanımına yönelik yenilikçi yaklaşımlar için son derece modern üretim süreçlerinin geliştirilmesi ve optimize edilmesi konusunda kapsamlı yetkinlikleri bir araya getiriyor. Bu, çok işlevli ve dayanıklı ürünler gerçekleştirmek için yapıştırma teknolojisi, lazer işleme ve fonksiyonel yüzey işleme gibi bağlantı ve yüzey teknolojileri konusundaki uzmanlıkla tamamlanmaktadır.
Geliştirilen çözümlerin güvence altına alınması için araştırma alanı kapsamlı bir test ve doğrulama altyapısı sunmaktadır. Bu, büyük parçalar için yüksek enerjili CT gibi yüksek çözünürlüklü tahribatsız testlerden, tam araçlar için gerçekçi test standlarına kadar uzanmaktadır. Bunun yanı sıra, çarpışma yükleri altında X-ray teşhisi gibi özel yöntemler ve biyobazlı ve doğal lif takviyeli malzemeler de dahil olmak üzere yenilikçi malzemeler için kapsamlı test ve değerlendirme yöntemleri ile desteklenmektedir.
Bu teknolojik ana yetkinliklerin yanı sıra, Fraunhofer Araştırma Alanı döngüsel ekonomi için kompozitlerin geri dönüşümü, malzemelerin yeniden kullanımı ve geri dönüşüm süreçlerinin optimizasyonu için dijital yaklaşımlar geliştirmektedir.
Bir diğer odak noktası, batarya ile çalışan araçlar için hafif yapı tasarımıdır. Burada, enerji verimliliğini ve gelecekteki mobilite çözümlerinin menzilini artıran, işlev entegrasyonlu yapılar, yeni batarya konseptleri ve CO₂ azaltılmış hafif yapı çözümleri geliştirilmektedir.
Fraunhofer IWU, hafif ve dayanıklı batarya muhafazaları için optimize edilmiş termal yönetim ile yenilikçi bir çözüm olarak metal köpüğünün araştırılmasında öncülük etmektedir.
Mükemmel Tamamlayıcı: Fraunhofer IAP
Son üye olarak araştırma alanında bir yıldır Fraunhofer Uygulamalı Polimer Araştırmaları Enstitüsü (IAP) bulunmaktadır. Fraunhofer IAP, hafif yapı faaliyetlerini özellikle polimer bazlı malzemeler ve kompozit teknolojileri üzerine yoğunlaştırmaktadır. Özel polimerlerin sentezinden yarı mamullere ve prototiplere kadar, yüksek performanslı bileşenler için sanayiye uygun üretim süreçlerine kadar özelleştirilmiş hafif yapı çözümleri geliştirmektedir.
Ayrıca, Fraunhofer IAP, biyobazlı polimerler ve karbon fiberler gibi döngüsel malzemelerin sürdürülebilirliğini ve geri dönüşüme uygun kompozit malzemelerin geliştirilmesini teşvik etmektedir. Bu bağlamda, IAP, hafif yapıların yeniden kullanımına yönelik yaşam sonu senaryolarını ve stratejilerini hedef almaktadır.
Son olarak, enstitü, hidrojen depoları için hafif yapı çözümleri ve küçük rüzgar türbinleri için yüksek verimli rotor kanatları üzerinde çalışmaktadır; burada tasarım, aerodinamik ve üretim birlikte optimize edilmektedir.
Hafif yapı araştırma alanında işbirliği yapan Fraunhofer Enstitüleri
Kısa Süre Dinamiği, Ernst-Mach-Enstitüsü, EMI | Kimyasal Teknoloji, ICT | Üretim Teknolojisi ve Uygulamalı Malzeme Araştırmaları, IFAM | Döküm, Kompozit ve İşleme Teknolojisi, IGCV | Entegre Devreler, IIS | Lazer Teknolojisi, ILT | Malzemelerin ve Sistemlerin Mikro Yapısı, IMWS | Üretim Teknolojisi, IPT | Kaplama ve Yüzey Teknolojisi, IST | Rüzgar Enerjisi Sistemleri, IWES | Malzeme Mekaniği, IWM | Takım Tezgahları ve Şekil Verme Teknolojisi, IWU | Yok Edici Olmayan Test Yöntemleri, IZFP | İşletme Dayanıklılığı ve Sistem Güvenilirliği, LBF | Ahşap Araştırmaları, WKI | Uygulamalı Polimer Araştırmaları, IAP
İletişim:
