Automobilindustrie

Die Automobilbranche ist im Umbruch: E-Mobility und autonomes Fahren dominieren die Diskussion. Gleichzeitig steht die Frage im Raum, wie sich Gewicht und Verbrauch insbesondere der Hybrid-Fahrzeuge weiter reduzieren lassen. Das Fraunhofer ILT arbeitet seit Jahrzehnten mit Partnern aus der Automobilbranche zusammen und bietet sowohl in der Fertigung als auch bei der Ausrüstung neuer Kraftfahrzeuge attraktive Lösungen. So werden für den Leichtbau Fertigungsverfahren entwickelt, wie beispielsweise das Schweißen von ultrahochfesten Stählen und Verbundwerkstoffen, das lasergestützte lokale Enthärten von kaltgepressten Stählen zur Optimierung der Umformtechnik, das Schneiden von CFK-Bauteilen oder das Fügen von artungleichen Leichtbauwerkstoffen.

Für neue Ansätze in der Konstruktion für den Prototypenbau und für neue Prozesskettenansätze in der Serienfertigung werden in der Fahrzeugtechnik individuelle metallische und nichtmetallische Bauteile in kürzester Zeit benötigt. Dazu entwickelt das Fraunhofer ILT seit vielen Jahren Hochleistungs-3D-Druckverfahren, wie beispielsweise das Laserstrahlschmelzen. Das Entwicklungsspektrum reicht von der Materialtechnik über die Prozessentwicklung bis hin zur Auslegung von Fertigungslinien.

Für den Zukunftsmarkt der E-Mobility werden am Fraunhofer ILT neue Konzepte des Packaging für Leistungselektronik und Batterietechnik entwickelt. Diese reichen vom Packaging einzelner Zellen über das Moduldesign bis hin zur Fertigung von Gesamtbatterien. Konstruktion, Prozessentwicklung und Auslegung von Fertigungssystemen für Batterien und Leistungsmodule sind Schwerpunkte, mit denen die Wissenschaftler die Automobiltechnik unterstützen. Darüber hinaus wird das Fraunhofer ILT im Bereich der Lichttechnik mit der Modellierung neuer optischer Systeme für Pkw-Scheinwerfer sowie der Entwicklung kompakter LIDAR-Systeme beauftragt.

Wir adressieren Ihre Branche!

Forschungsergebnisse

- 2017 -

Additive Fertigung einer Turboladerkomponente mit Laserauftragschweißen

Additive Herstellung elektrischer Funktionsschichten auf 2D- und 3D-Bauteilen

»AMable«-Services im digitalen Datenraum für die additive Fertigung

Analyse laserstrahlgeschweißter ultrahochfester Dualphasenstähle

Automatisiertes Laserbonden von Batteriezellen

»bd-1«-Sensorik für Inline-Messungen beim Laserauftragschweißen

Hochdynamische Anpassung von Intensitätsverteilungen für die 3D-Lasermaterialbearbeitung

Hochgeschwindigkeits-Lasermikrostrukturierung für Kunststoff-Metall-Hybride

Inline-Pulvergasstrahl-Messsystem

In-Situ-Visualisierung von Mehrfachreflexionen beim Laserstrahlschneiden

Intelligente Prozesssensorik

Kompakter Laserschneidkopf mit Hochleistungsoptiken aus CVD-Diamanten

Laserauftragschweißen mit koaxialer Drahtzufuhr

Laserbasiertes Entgraten und Polieren von Blechen und Dünngläsern

Laserpolieren von additiv gefertigten Kunststoffbauteilen

LIDAR-System für Anwendungen in der Automobilindustrie

Messung der Absorption beim SLM-Prozess

Präzisionsbearbeitung von transparenten Keramiken mit Ultrakurzpulslaserstrahlung

Prozessüberwachung des laserbasierten Tape-Lege-Prozesses für Faserverbundbauteile

Prozessüberwachung für das Laserschweißen von Hochstromkontakten

Schneiden von Faserverbund-Hybridmaterial

Schneiden von Kalknatronglas mittels CO-Laserstrahlung

Schweißen von flexiblen Kupferverbindern für Hochstromanwendungen

Segmentales Quasisimultanschweißen von absorberfreien transparenten Kunststoffen

Sensorintegration mittels SLM

Simulationstools für den Einsatz im industriellen Alltag

Topologieoptimierter Radträger mit innenliegenden gradierten Gitterstrukturen

VCSEL-basierte Lackaushärtung im Inline-Verfahren

Verarbeitung alternativ hergestellter Pulverwerkstoffe mittels SLM

Verzug und Eigenspannungen beim Laserauftragschweißen

Voll automatisierte Produktionszelle zur Fertigung von Hybridbauteilen

- 2016 -

Additive Fertigung von degradierbaren Magnesiumimplantaten

Applikationsangepasste Intensitätsverteilungen für die Laserwärmebehandlung

Automatisiertes Entstützen von SLM-Bauteilen

Effiziente Bearbeitung von 3D-Werkzeugen durch den kombinierten Einsatz von kurzen und ultrakurzen Laserpulsen

Gepulster Nanosekundenlaser bei 3 µm Wellenlänge

High Speed Laser Blanking

Kognitive Prozessüberwachung

Kunststoff-Metall-Hybride durch Mikro- und Nanostrukturierung mit Ultrakurzpulslasern

Laserschneiden für CFK-Metall-Hybridverbindungen

Laserstrahlmikroschweißen in der Batterietechnik

Low Cost SLM-System

Verarbeitung von Titanaluminiden (TiAl) mittels Hochtemperatur-Selective Laser Melting (HT-SLM)

Verfahren zur Individualisierung von lackierten Bauteilen

- 2015 -

Additive Fertigung im Werkzeug- und Automobilbau mit LMD und SLM

Automatisierte Vermessung von Pulverdüsen

Form- und stoffschlüssiges Fügen von CFK und GFK

Funktionalisierung warmaushärtender Lacke mit VCSEL

Hybrider 1,5 kW UKP-Laser: Faser-INNOSLAB-Scheibe

Gezielte Beeinflussung der Nahtgeometrie beim Laserstrahlmikroschweißen

Hochgeschwindigkeitsschneiden von Langlocharrays im Sub-Millimeterbereich

Hochproduktive UKP-Laserbearbeitung mit Multistrahloptiken

In-Situ Prozessdiagnose beim Laserstrahlschmelzschneiden

Intrinsische Wärmebehandlung bei der additiven Fertigung

Laserprozesse in der Kunststoffbearbeitung

Laserschneiden von CFK

Laserstrahlbohren von CFK-Preforms

Nachbearbeitung von SLM-gefertigten Bauteilen

Schnelle Temperaturfeldberechnung beim Mikroschweißen

Schweißen hochmanganhaltiger Stähle in artungleichen Verbindungen

Selective Laser Melting von Magnesiumlegierungen

Sensitivierung in der Schweißzone pressgehärteter martensitischer Chromstähle

Simulation der Nahtform für das Schweißen mit örtlicher Leistungsmodulation

Verarbeitung von Einsatz- und Vergütungsstählen mittels SLM

Weitere Forschungsergebnisse

Leistungsangebote

Technologiefelder

Messen & Veranstaltungen

Kommen Sie mit uns ins Gespräch und besuchen Sie uns auf den nächsten Messen und Veranstaltungen! 

 

AKL - International Laser Technology Congress, 2.5.18 bis 4.5.18, Aachen

Optatec 2018, 15.5.18 bis 17.5.18, Frankfurt am Main

Rapid.Tech, 5.6.18 bis 7.6.18, Erfurt

LaP Conference, 12.9.18 bis 13.9.18, Aachen

3D Valley Conference, 10.10.18 bis 11.10.18, Aachen

ICALEO, 14.10.18 bis 18.10.18, Orlando (USA)

EuroBLECH, 23.10.18 bis 26.10.18, Hannover

Videos und Veröffentlichungen

 

Videos

In unserer Mediathek finden Sie Videos zu Forschungs- und Entwicklungsthemen am Fraunhofer ILT.

 

 

Vorträge und Fachaufsätze

Hier finden Sie eine Auflistung der Vorträge unserer Wissenschaftler von nationalen sowie internationalen Fachtagungen, Messen und Konferenzen sowie eine Übersicht über Fachaufsätze.

Referenzen


Im Bereich der Automobilität arbeiten wir mit verschiedenen Unternehmen zusammen. Hier finden Sie eine Auswahl unserer Referenzkunden.
 

  • BMW Group
  • FEV Motorentechnik GmbH
  • Marquardt GmbH
  • Valeo Schalter und Sensoren GmbH
  • Huf Tools GmbH

Laserfügeverfahren für Metall-Kunststoff-Verbunde

Multi-Material-Dachspriegel: Dieser Demonstrator des Fraunhofer LBF und ILT zeigt, wie sich Kosten und Bearbeitungszeit bei einem Automobilbauteil senken lassen.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Multi-Material-Dachspriegel: Dieser Demonstrator des Fraunhofer LBF und ILT zeigt, wie sich Kosten und Bearbeitungszeit bei einem Automobilbauteil senken lassen.

Im Automobilbau gewinnen leichte Hybridbauteile aus faserverstärktem Kunststoff (FVK) und Metall immer mehr an Bedeutung. Am Fraunhofer ILT werden Laserprozesse für die Bearbeitung solcher Komponenten entwickelt, die die spezifischen Eigenschaften der Werkstoffe und deren Vorteile – wie hervorragende mechanische Eigenschaften oder die gute Korrosionsbeständigkeit – optimal erhalten. Ein vollautomatisches Fügeverfahren für Metall und thermoplastische Faser-Kunststoff-Verbunde kann die Bearbeitungszeit und Herstellungskosten etwa in der Serienfertigung für Automobilkarosserien senken. Dies demonstriert beispielsweise ein gefertigter Dachspriegel, ein Verbindungselement für B-Säulen im Automobil, aus einer faserverstärkten Kunststoffstrebe und metallischen Anschlussblechen. Als Alternative zum bisher eingesetzten Kleben und Nieten wird ein neuer, laserbasierter Fügeprozess genutzt, der Kunststoff und Metall per Formschluss und Adhäsion miteinander verbindet. Prozesszeiten werden dabei im Vergleich zu konventionellen Verfahren um 70 Prozent und die Kosten für die Rohmaterialien um 45 Prozent reduziert.

Laserbonden für die flexible, robuste Kontaktierung

Kontaktiertes Batteriemodul aus 18650-Zellen.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Kontaktiertes Batteriemodul aus 18650-Zellen.

Die zunehmende Elektrifizierung beispielsweise von Automobilen bewirkt einen erhöhten Bedarf an leistungsfähigen Energiespeichersystemen. Am Fraunhofer ILT werden vor diesem Hintergrund effiziente Laserverfahren für die gesamte Prozesskette zur Produktion von Energiespeichersystemen – von der Zellfertigung bis hin zur Modul- und Packkontaktierung – entwickelt und umgesetzt. Das Laserbonden ist hierbei eine besonders vorteilhafte Technik, die Fügeprozesse mit hohem Automatisierungsgrad, hohe Prozessstabilitäten und die Reduktion von Fertigungszeiten ermöglicht. In mehreren Forschungsprojekten werden Laserbonder entwickelt und aufgebaut, die beispielsweise Metallbändchen aus Aluminium oder Kupfer mit einem Laserstrahlschweißverfahren fügen. Im Vergleich zum Ultraschallbonden lassen sich größer dimensionierte Bändchengeometrien bearbeiten und über die somit erzeugten Verbindungen hohe Ströme verlustärmer und sicherer übertragen.

So wurde ein Drahtbonder mit einem Faserlaser, einem galvanometrischen Scanner und einer Strahlführungs- und Fokussiereinheit kombiniert, so dass unter Verwendung von örtlicher Leistungsmodulation Aluminium- oder Kupferbändchen mit einem Querschnitt von bis zu 300 x 2000 μm² auf Batteriepole geschweißt werden können.

Ansprechpartner für Projektanfragen

Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hoffmann

»Laser und Laseroptik« 

 

Telefon +49 241 8906-206
-> E-Mail senden

Dr.-Ing. Arnold Gillner

»Abtragen und Fügen« 

 

Telefon +49 241 8906-148
-> E-Mail senden

 

Prof. Dr.-Ing. Johannes Henrich Schleifenbaum

»Generative Verfahren und funktionale Schichten« 

 

Telefon +49 241 8906-398
-> E-Mail senden

 

Prof. Dr. rer. nat. Reinhard Noll

»Messtechnik und EUV-Strahlquellen« 

 

Telefon +49 241 8906-138
-> E-Mail senden