Energiewirtschaft und Umwelttechnik

Die Energiebranche befindet sich in einem strukturellen Umbruch. Die Bedeutung erneuerbarer Energien steigt und die konventionellen Erzeugungssysteme müssen dem gestiegenen Konkurrenzdruck standhalten. In beiden Bereichen bietet das Fraunhofer ILT leistungsfähige Prozesstechniken an, um die jeweiligen Komponenten noch energieeffizienter und kostengünstiger zu gestalten.

So arbeitet das Fraunhofer ILT im Bereich erneuerbarer Energien an Fertigungsfragestellungen zu organischer und anorganischer Photovoltaik, bei der leistungsfähige Verschaltungstechnologien in hochproduktive Anlagen integriert werden. Insbesondere im Bereich der organischen Solarzellen bietet das Fraunhofer ILT hochmoderne Beschichtungs-, laserbasierte Dünnschicht-Modifikations- und Strukturierungssysteme im Rolle-zu-Rolle-Verfahren an. Diese zeichnen sich durch besonders hohe Flexibilität aus.

Darüber hinaus ermöglichen die Entwicklungen des Fraunhofer ILT auch in klassischen Bereichen der Energieerzeugung Leistungs- und Effizienzsteigerungen. Mit den additiven Fertigungsmethoden (Laser Additive Manufacturing) lassen sich in Zukunft Turbinenteile für noch höhere Verbrennungstemperaturen und damit höhere Energieeffizienz fertigen. Weiterhin erlaubt das Laserauftragschweißen eine effiziente Reparatur abgenutzter Turbinenteile. Die Ingenieure des Fraunhofer ILT sind in diesem Bereich schon mehrfach prämiert worden. Hinzu kommen neuartige Verfahren zur Herstellung von Kühlluftbohrungen in Turbinenschaufeln oder die Oberflächenbearbeitung zur Strukturierung von Solarzellen für eine Steigerung der Absorption.

Neben dem Energiethema widmet sich das Fraunhofer ILT vielfältigen Fragen bei der Herstellung und Rückgewinnung von Rohstoffen und wertvoller Materialien. Im Elektronikbereich lassen sich beispielsweise aus ausgedienten Mobiltelefonen seltene Rohstoffe über eine plasmagestützte Analyse mit hoher Genauigkeit selektieren und zurückgewinnen.

Wir adressieren Ihre Branche!

Forschungsergebnisse

- 2017 -

Additive Fertigung durch Laserauftragschweißen mit hoher Auftragsrate

Additive Fertigung einer Turboladerkomponente mit Laserauftragschweißen

Additive Fertigung eines Leitschaufelclusters mittels SLM bis zur Serienreife

Additive laserbasierte Herstellung von Dickschicht-Sensorik für die Bauteilüberwachung

Auftragschweißen mit oszillierendem Laserstrahl

Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA) für die Massenproduktion in der Öl- und Gasindustrie

Hochentropische Werkstoffe für die additive Fertigung von Umformwerkzeugen

Hochdynamische Anpassung von Intensitätsverteilungen für die 3D-Lasermaterialbearbeitung

Laserauftragschweißen mit koaxialer Drahtzufuhr

Laserauftragschweißen von Mo-Si-B-Legierungen für Hochtemperaturanwendungen

Laserbasierte Erkennung elektronischer Bauteile

Laserstrahlbohren von Mikrofiltern

Laserstrukturieren im Rolle-zu-Rolle Verfahren

OPGaAs-OPO mit 10 µm Wellenlänge

Topologieoptimierter Radträger mit innenliegenden gradierten Gitterstrukturen

- 2016 -

Additive Fertigung einer Demonstrator-Luftfahrtkomponente durch LMD

Automatisierbare µFACS-Systeme für die klinische Diagnostik

Fertigung von künstlichen SiGe-Quantenpunktkristallen

Fügen von formgeschweißtem Stellit 31 mit gewalztem Nimonic 75

Laserbasierte Herstellung von Carbon-Nanofaservliesen

Laserbonden von Aluminiumkontakten für die Batterietechnik

Laser-Direktanalyse feuerfester Mineralien

Laserstrahlmikroschweißen in der Batterietechnik

Pulverzufuhrdüse für das EHLA-Verfahren

Prozessüberwachung für die laserbasierte Herstellung von CFK-Verbundbauteilen

Recycling von Wertstoffen aus Mobiltelefonen

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

Zertifizierte Beschichtungen mit Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen

- 2015 -

Additive Fertigung einer Triebwerksaufhängungskomponente mittels LMD

Datenbank zum Laserauftragschweißen

Gewinnung von Wertstoffen aus Altelektronik

Goldkontaktierung mit Inline-Qualitätskontrolle

Konsortialstudie: Inline-Prozessanalytik mit Licht – INLIGHT

Laserbasiertes Inline-Verfahren zur Trocknung von Batterieelektrodenschichten

Laserstrahlmikroschweißen zur Kontaktierung von Lithium-Ionen-Zellen

Laserstrukturieren und Laserschneiden von Solid-State-Batterien

Leitschaufel-Prototypen für die Produktentwicklung

Multistrahlbearbeitung

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

Rapid.Tech, 5.6.18 bis 7.6.18, Erfurt

3D Valley Conference, 10.10.18 bis 11.10.18, Aachen

EuroBLECH, 23.10.18 bis 26.10.18, Hannover

formnext 2018, 13.11.18 bis 16.11.18, Frankfurt am Main

Composites Europe, 6.11.18 bis 8.11.18, Stuttgart

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 Energiewirtschaft und Umwelttechnik arbeiten wir mit verschiedenen Unternehmen zusammen. Hier finden Sie eine Auswahl unserer Referenzkunden.
 

  • ABB Corporate Research Ltd.
  • MAN Diesel & Turbo SE
  • Stork Gears & Services
  • Voestalpine Stahl GmbH

Laserauftragschweißen für Instandsetzung und Funktionalisierung

Reparatur des Frontrotors einer Flugzeugturbine.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Reparatur des Frontrotors einer Flugzeugturbine.

Bereits kleine Beschädigungen oder die normale Abnutzung an Turbinenkomponenten verursachen hohe Kosten. Die Reparatur und Instandsetzung entsprechender Bauteile mit flexiblen Laserverfahren lohnen sich. Besonders mit dem Laserauftragschweißen lassen sich die hohen Werkstoff- und Genauigkeitsanforderungen erfüllen: Basierend auf 3D-Datenmodellen unbeschädigter Bauteile kann das Originalmaterial via Pulverzufuhrdüse mithilfe des Laserstrahls an Schadenstellen hochpräzise schichtweise aufgetragen werden. Das verschlissene oder unvollständige Volumen wird so konturnah wieder generiert. Durch den geringen Eintrag von Wärme in die Schweißzone bleibt das umgebende Material geschützt und der Verzug innerhalb enger Toleranzen. Die feine Gefügestruktur des aufgetragenen Materials erfüllt dabei hohe mechanische und tribologische Anforderungen. Die Vorgehensweise zur Instandsetzung nutzt das Fraunhofer ILT auch, um Bauteile generativ zu fertigen, beispielsweise Werkzeugeinsätze aus gradierten Werkstoffen.

Recycling mit Lasermesstechnologie

Berührungsloses Freilegen und Entlöten von Platinen-Bauelementen mittels Laserstrahlung in einem Recyclingprozess des »ADIR«-Projekts.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Berührungsloses Freilegen und Entlöten von Platinen-Bauelementen mittels Laserstrahlung in einem Recyclingprozess des »ADIR«-Projekts.

Vor dem Hintergrund des Zukunftsthemas »Urban Mining« und zunehmender Rohstoffknappheit wächst die Bedeutung einer effizienten Rückgewinnung seltener, strategisch bedeutender Wertstoffe. Wissenschaftler des Fraunhofer ILT entwickeln dazu Verfahren, mit denen sich physikalische und chemische Eigenschaften wertvoller Baugruppen und Elemente alter Elektronikgeräte identifizieren sowie gezielt entnehmen lassen.

Die berührungslose Erkennung der Inhaltsstoffe erfolgt durch einen gepulsten Laserstrahl, der zunächst lokal die oberen Schichten der Bauteile durchdringt. Anschließend wird das Material mit dem Verfahren der Laser-Emissionsspektroskopie (LIBS) analysiert. Hierbei regt der Laserstrahl das innenliegende Material zur optischen Emission an, die spektroskopisch analysiert wird. Gezielte Anregung und Detektion einzelner Bauteile oder ganzer Bauteilgruppen in Rastermessungen sind schnell umsetzbar, sodass beispielsweise Platinen als Multi-Element-Landkarten ausgewertet werden können. Die entwickelte Technologie kann abgesehen von Recyclingprozessen auch für die Qualitätssicherung metallischer Bauteile oder für die Charakterisierung von Rohstoffen genutzt werden.

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