Pressemitteilungen 2021

Der 3D-Druck gewinnt bei der Fertigung von Prototypen und Produktion von Endbauteilen zunehmend an Bedeutung. Additive wie Farb- und Duftstoffe, Füll- und Schmierstoffe oder Biozide verleihen den gedruckten Kunststoffobjekten individuelle funktionale Eigenschaften. Die Einarbeitung dieser Zusätze in den Kunststoff ist häufig nicht einfach, denn viele Zuschlagstoffe eignen sich nicht für das filamentbasierte 3D-Druckverfahren. Das SKZ und das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP nutzen daher die Mikroverkapselung, um eine breite Palette von Additiven auch für 3D-Druckfilamente verfügbar zu machen.

Bei schwerwiegenden Weichteilverletzungen ist eine Gewebetransplantation mitunter unumgänglich. Für den Patienten bedeutet dies jedoch einen schwerwiegenden Eingriff. Künftig könnte das fehlende Gewebe direkt im Patientenkörper nachwachsen – in Isolationskammern, die unter die Haut implantiert und der Wunden-Geometrie individuell angepasst werden können.

Um den derzeit beschränkten Einsatz von Biokunststoffen und Bioverbundwerkstoffen auch in langlebigen Produkten zu erhöhen, müssen ausreichend Informationen zu deren Langzeitbeständigkeit und Einflussfaktoren darauf generiert werden. Wissenschaftler der Universität Kassel (Institut für Werkstofftechnik, Fachgebiet Kunststofftechnik), der Universität Stuttgart (Institut für Kunststofftechnik) und des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP sind gemeinsam mit der Altair Engineering GmbH seit Oktober 2021 mit den Untersuchungen beschäftigt. Daneben arbeiten über 50 Industriepartner im Projekt mit und bringen ihre Expertise ein. Die geschaffenen Ergebnisse sollen in eine in der Kunststoffverarbeitungs-Branche etablierte Datenbank einfließen, um sie Unternehmen leicht zugänglich zu machen. Der Forschungsverbund BeBio2 wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert.

Zahlreiche Kunststoffprodukte bestehen aus Polyurethanen. Fraunhofer-Forscherinnen und -Forscher haben eine Herstellungsweise für Polyurethane entwickelt, die auf toxische Isocyanate verzichtet und gleichzeitig Kohlenstoffdioxid als Ausgangsmaterial nutzt. Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie werden Polyurethane mit konstanter, reproduzierbarer Qualität entwickelt.

Gedruckte Kunststoffe, die bei Erwärmung in vorab festgelegter Weise einmalig ihre Form ändern? Möglich macht das eine 4D-Druck-Technologie, die im Fraunhofer Cluster of Excellence Programmable Materials CPM entwickelt wurde. Das Ausmaß der Formänderung der gedruckten Objekte ist drastisch: sie können um bis zu 63 Prozent schrumpfen. 4D-Fertigungstechnologien könnten zukünftig dort eingesetzt werden, wo Werksstücke erst nach der vordefinierten Umformung ihre Aufgabe erfüllen sollen, etwa als Verbindungselemente bei der Montage von Bauteilen, z. B. in den Bereichen Medizintechnik, Maschinenbau, Automotive oder Luftfahrt.

Wie lässt sich die Luft in Innenräumen effektiv von Viren befreien? Diese Frage wird nun im Herbst wieder wichtiger, vor allem für Schulen ist eine sinnvolle Luftreinigung essenziell. Im Projekt AVATOR untersuchen und optimieren Fraunhofer-Forschende verschiedene Filter- und Luftreinigungstechnologien.

Soll aus Wasserstoff oder Methanol elektrische Energie gewonnen werden, kommen meist Brennstoffzellen zum Einsatz. Nanoskalige Katalysatoren bringen den Prozess in Schwung – bislang schwankt die Qualität dieser Materialien jedoch stark. Der Forschungsbereich CAN des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP räumt diese Probleme aus: Mit einem optimierten Katalysator und einer kontinuierlichen, reproduzierbaren Fertigung mit sehr guter Kontrolle über die Materialeigenschaften.

Fälschungssicherer Produktschutz und resiliente Lieferketten sind Ziele des Fraunhofer-Projekts SmartID. Die Fraunhofer-Institute für Angewandte Polymerforschung IAP, für Sichere Informationstechnologie SIT und für Offene Kommunikationssysteme FOKUS entwickeln hier ein neuartiges Kennzeichnungssystem, mit dem die Echtheit von Produkten per Smartphone und offline, also ohne Zugriff auf eine Datenbank, erkannt werden kann. SmartID soll in bestehende Track & Trace-Infrastrukturen eingebettet und mit kommerziell verfügbaren Druckprozessen auf die Produkte bzw. deren Verpackungen gedruckt werden.

Für eine klimaneutrale Wirtschaft müssen alle Möglichkeiten genutzt werden, um Energiebedarfe zu reduzieren und Ressourcen effizient zu nutzen. Hocheffiziente industrielle Prozesse sind dabei ein zentraler Baustein. Dafür entwickeln 18 europäische Partner aus Industrie und Forschung im Netzwerk R2R-Net, in der Produktion vielseitig eingesetzte Rolle-zu-Rolle-Anlagen und -Verfahren weiter. Firmen profitieren von den Expertisen, vom Support bei Scale-up und Produktionseinführung und vom fachlichen Austausch. Am 7. September 2021 stellen die Partner in einem Workshop aktuelle Entwicklungen, Erfolge und neuartige Produktionsanlagen vor. Das Netzwerk ist offen für weitere Partner..

Wissenschaftsministerin Schüle besuchte das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP und übergab einen Förderbescheid für den Start der Fraunhofer-Projektgruppe ZenaLeb.