Fraunhofer IWS

Kurzporträt#

Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden steht für Innovationen in der Laser- und Oberflächentechnik. Als Einrichtung der Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. bietet das Institut Lösungen aus einer Hand – von der Entwicklung neuer Verfahren über die Integration in die Fertigung bis hin zur anwendungsorientierten Unterstützung. Die Felder Systemtechnik und Prozesssimulation ergänzen die Kernkompetenzen.

Zu den Geschäftsfeldern des Fraunhofer IWS gehören PVD- und Nanotechnik, Chemische Oberflächen- und Reaktionstechnik, Thermische Oberflächentechnik, Generieren und Drucken, Fügen, Laserabtragen und -trennen sowie Mikrotechnik. Das Kompetenzfeld Werkstoffcharakterisierung und -prüfung unterstützt die Forschungsaktivitäten.

An der Westsächsischen Hochschule Zwickau betreibt das Dresdner Institut das Fraunhofer-Anwendungszentrum für »Optische Messtechnik und Oberflächentechnologien« (AZOM). Die Fraunhofer-Projektgruppe am »Dortmunder OberflächenCentrum« (DOC®) ist ebenfalls Teil des Dresdner Instituts. Die Hauptkooperationspartner in den USA sind das »Center for Coatings and Diamond Technologies« (CCD) an der Michigan State University in East Lansing und das »Center for Laser Applications« (CLA) in Plymouth, Michigan.

Forschungshighlights#

Flexible additive Fertigung funktionaler Bauteile

Dem großen Potenzial der additiv-generativen Fertigung steht eine Vielzahl bislang nur ansatzweise gelöster oder vollständig ungelöster Fragestellungen gegenüber. Diese lassen sich nur im engen Schulterschluss zwischen Wirtschaft und Wissenschaft beantworten. Für diesen Zweck initiierte das Fraunhofer IWS Dresden das Projekt »Additiv-generative Fertigung« (AGENT3D).

Meilensteine in der Batterieforschung

Die Erforschung von Elektromobilität und stationären Energiespeichern zählt zu den zentralen Themenfeldern des Fraunhofer IWS Dresden. Mit tiefgreifendem Fachwissen und Forschungsarbeiten an einer Vielzahl von Fertigungstechnologien leistet das Institut essenzielle Beiträge an vielen Stellen der Batteriefertigungsprozesskette.

Laser stempelt Mikrostrukturen

Zwei- und dreidimensionale Mikro- und Nanostrukturen sorgen für völlig neue Funktionalitäten von Oberflächen. Der wasserabweisende Lotus-Effekt und die reibungsmindernde Haifisch-Haut sind zwei prominente Beispiele für funktionale Nano- und Mikrostrukturen.

Diamantartige Schichten sparen Treibstoff

Werden Motorenkomponenten mit hartem Kohlenstoff beschichtet, reduzieren sich ihre Reibungswerte gen Null. Weltweit ließen sich jedes Jahr Milliarden Liter Treibstoff sparen. Ein neues Laser-Verfahren ermöglicht die Beschichtung in Serie.

Remote-Laserschneiden von Metallen

Das Remote-Laserstrahlschneiden ermöglicht Sublimationsschneiden ohne zusätzliche Schneidgasunterstützung. Verschiedenste Werkstoffe lassen sich dank der kontinuierlichen Entwicklung des Verfahrens bearbeiten. Die Technologie hielt Einzug in Produktionshallen und Applikationslabore, um Geometrien kostengünstig schneiden, die sich nicht stanzen lassen.

Fügen im Flugzeugbau – Mehr Effizienz durch Leichtbau

Die Luftfahrtindustrie stellt einen wesentlichen Motor der industriellen Entwicklung dar. Ständig steigende Ansprüche an Zuverlässigkeit und Sparsamkeit sowie strengere Umweltauflagen erfordern fortwährend neue Werkstoffe und bezahlbare Fertigungstechnologien. An der Entwicklung der notwendigen Technologien wirkt das Fraunhofer IWS mit.

Künstliche Mini-Organismen statt Tierversuche

Eine vielversprechende Alternative für Tierversuche stellen mikrophysiologische Systeme dar, in denen Organe und Organsysteme »nachgebaut« werden. Komplexe Mechanismen des menschlichen Körpers lassen sich damit realitätsnah analysieren. Diese Mikrosysteme beinhalten unter anderem Kanäle, Reservoire, Aktorik, Sensorik und 3D-Scaffold »Made by Laser«. Das Fraunhofer IWS bietet Partnern aus Biologie und Medizin mikrosystemtechnische Komplettlösungen vom Design bis zum Prototyp inklusive des Automatisierungssystems an.

Lebensdauersteigerung von Turbinenschaufeln mit dem Laser

Die Forscher des Fraunhofer IWS entwickelten ein lasergestütztes Verfahren zur lokalen Randschichtaushärtung. Mit Laserstrahllösungsglühen der Randschicht mit zwei zum Teil gleichzeitig arbeitenden Laserstrahlen und einer nachfolgenden Ausscheidungshärtung gelingt es, eine verschleißbeständigere und ermüdungsresistente Randschicht an den Stellen zu erzeugen, die am höchsten beansprucht werden. Es entsteht eine geometrisch optimal an die lokale Verschleißbelastung der Turbinenschaufel angepasste Härtezone.