Leichtbau ist eine Schlüsseltechnologie für die Zukunftsfähigkeit des Industriestandorts Deutschland. Der Forschungsbereich Polymermaterialien und Composite PYCO des Fraunhofer IAP spielt dabei eine bedeutende Rolle. Das Team an den Standorten Wildau und Cottbus entwickelt maßgeschneiderte Leichtbaulösungen – vom Monomer bis zum energieeffizienten Hochleistungsverbundbauteil.
Leichtbau steht für innovative Fertigungstechnologien und Produkte, die es ermöglichen, Herstellungs- sowie Betriebskosten zu senken und Ressourcen effizienter zu nutzen. Vor allem in Bereichen wie Mobilität, Bauwesen, Maschinenbau und Energietechnik gelingt es, mit Leichtbaukonstruktionen die Umweltbelastung durch CO2-Emissionen zu reduzieren. Durch die Integration erweiterter Funktionen und die Entwicklung belastungsgerechter Konstruktionen lassen sich zudem kontinuierlich neue Märkte erschließen.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Fraunhofer IAP entwickeln im Rahmen des TransHyDE-Projekts Mukran mobile Wasserstoffkugelspeicher aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK). Das gesamte Vorhaben wird mit rund 19 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Im Projekt arbeiten sechs Partnerinstitutionen zusammen. Kugeln bieten im Vergleich zu den sonst üblichen Zylindertanks einen optimalen Kompromiss aus belastungs- und funktionsgerechter Geometrie. Die Kugelspeicher in Leichtbauweise zeichnen sich durch ein geringes Gewicht bei hoher Speicherkapazität aus. Der Schwerpunkt der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler liegt auf der Konstruktion und der Entwicklung des Fertigungsprozesses. Zudem integriert das Team ein Structural-Health-Monitoring-System, um die Tanks während ihrer gesamten Lebensdauer zu überwachen. Alterungsvorgänge und die Entwicklung möglicher Leckagen können so frühzeitig und fortlaufend verfolgt werden. Die Entwicklung dieser Kugelspeicher ist ein bedeutender Schritt für die dezentrale Wasserstoffversorgung und den Transport per Lkw, Zug oder Schiff.
Im Februar 2023 startete die gemeinsame Leichtbau-Initiative der Wirtschaftsressorts von Berlin und Brandenburg. Die Initiative zielt darauf ab, die Kompetenzen im Leichtbau zu bündeln und zu stärken. Sie stößt neue Forschungsprojekte und Kooperationen an, um innovative Leichtbaulösungen zu entwickeln und in die Praxis umzusetzen. Zudem fördert sie den Austausch zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Politik und unterstützt die regionale Industrie bei der Entwicklung und Implementierung moderner Leichtbautechnologien. Professor Holger Seidlitz, Forschungsbereichsleiter Polymermaterialien und Composite PYCO am Fraunhofer IAP, stellte bei der Auftaktveranstaltung die Leichtbaukompetenzen des Instituts vor. Sie reichen von der Entwicklung maßgeschneiderter Hochleistungspolymere für Faser-Kunststoff-Verbunde und komplexe Faserverbundbauteile über die Auslegung bis hin zur Konstruktion kunststoffbasierter Leichtbaulösungen. Die Forschenden am Fraunhofer IAP setzen auf nachhaltige Stoffkreisläufe, um ressourcen- und energieeffiziente Produkte zu schaffen. Derzeit entwickeln sie beispielsweise ein sehr leichtes Antriebs- und Seitenwellensystem für Pkw und Lkw, dessen Matrix aus thermoplastischen Materialien besteht. Die Bauteile sind reyclebar. Zudem spielen Digitalisierung und intelligente Konstruktionen eine immer größere Rolle.
Ebenfalls im Februar 2023 besuchte Dr. Manja Schüle das Fraunhofer IAP in Wildau. Die Ministerin für Wissenschaft, Forschung und Kultur des Landes Brandenburg, informierte sich dort über die neuesten Entwicklungen im Leichtbau und die Forschungsprojekte des Instituts. Besonders hob sie die Bedeutung des Forschungsbereichs für die Region hervor: Die Kooperation von PYCO in Wildau mit der Brandenburgischen Technischen Universität und Fraunhofer-Einrichtungen in Cottbus setze wichtige Impulse in der Lausitz, um den Strukturwandel erfolgreich zu gestalten und den Transfer von Technologien aus der Forschung in die Anwendung zu bringen.
Fraunhofer-Institut für