Projekte

Das Hauptziel des BASE-Projekts ist es, einen funktionstüchtigen DBP-Dienst zu entwickeln, zu validieren und zu implementieren, wie in der »Verordnung« vorgeschrieben, indem die gesammelten Daten über eine Reihe von sich ständig weiterentwickelnden Werkzeugen und Methoden genutzt werden, um einen transparenten, sicheren und kosteneffizienten Betrieb der Plattform zu gewährleisten und gleichzeitig das Wachstum von Kreislaufunternehmen zu fördern. Die BASE wird transparente Methoden zur Berechnung der Batterieleistung und der ESGE-Indikatoren entwickeln und gleichzeitig die Rückverfolgbarkeit bis auf CRM-Ebene durch die gesamte Wertschöpfungskette der Batterien sicherstellen.

SmartEM zielt darauf ab, die Grenzen der derzeitigen technischen Modelle zu überwinden, indem eine Referenzarchitektur für technische Modellräume entwickelt wird. Die Architektur wird die Wiederverwendung, den Austausch und die Integration von technischen Berechnungsmodellen ermöglichen. SmartEM wird KI-gestützte Methoden einsetzen, um Ersatzmodelle aus heterogenen Datenquellen zu erstellen und ihre Neukombination innerhalb eines bestimmten technischen Bereichs zu ermöglichen.

Im Projekt ALABAMA geht es darum, adaptive Lasertechniken für verbesserte additive Fertigung zu entwickeln. Ziel ist es, Materialporosität zu verringern und Mikrostrukturen anzupassen. Die Innovation beinhaltet die Entwicklung von Multiskalenmodellen zur Prozessoptimierung. Prozessparameter werden mittels Mehrstrahlsteuerung und Laserformung optimiert. Fortschrittliche Überwachung nutzt Multispektralbildgebung zur Qualitätskontrolle. Materialtests gewährleisten die Einhaltung von Anforderungen. Die Technologie wird in Luftfahrt, Schifffahrt und Automobilbau getestet. Diese Branchen stehen vor Herausforderungen bezüglich Materialqualität. Das Projekt verspricht signifikante Produktivitätssteigerungen und Kostensenkungen. Es fördert zudem die Autonomie der europäischen Industrie.

Remanufacturing ist für die Kreislaufwirtschaft von entscheidender Bedeutung, da es die Lebensdauer von Produkten verlängert, Arbeitsplätze und Einnahmequellen schafft und Abfall, Energieverbrauch und Treibhausgasemissionen reduziert. Die wichtigsten Herausforderungen, die für ein erfolgreiches Remanufacturing in einer industriellen Wertschöpfungskette – oder besser gesagt in einem Wertschöpfungskreislauf – zu bewältigen sind, beziehen sich auf Verfahren, Design und Geschäftsmodelle.

PIONEER zielt auf die Entwicklung und Umsetzung eines interoperablen Ökosystems für Materialmodellierung und Fertigung ab, das einen multidirektionalen Datenfluss entlang der Materialwertschöpfungskette ermöglicht, indem Produktdesign und verteilte Modellierungsdaten mit Informationen aus der Materialcharakterisierung, den Fertigungsprozessen und den Produktqualitätskriterien verknüpft werden. PIONEER kombiniert einen Design-by-Simulation-Ansatz mit Fertigungs- und Qualitätsdaten zur Optimierung von Produktentwicklungsstrategien in High-Mix/Low-Volume-Produktionssystemen.

Das gemeinsame Laborprojekt von Fraunhofer SCAI, der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg und der Dr. Reinold Hagen Stiftung setzt genau an diesem Punkt an. Es zielt darauf ab, neue Erkenntnisse aus dem Bereich der digitalen Zwillinge zu gewinnen und diese für kleine und mittlere Unternehmen nutzbar zu machen, die einem besonders hohen Digitalisierungsdruck ausgesetzt sind. Diese Unternehmen sind oft regional verankert, z.B. als Experten für Nischenfertigungstechniken. Für diese Unternehmen ist es besonders herausfordernd, ausreichend Expertise in möglichst vielen Disziplinen zu sammeln.

Das Fraunhofer-Projekt HABICHT zielt auf die Entwicklung eines hocheffizienten Elektromotors für Luftkompressoren in Wasserstoff-Brennstoffzellen ab. Zur Ermittlung des optimalen Maschinendesigns wurden mehrere Multiphysik-Simulationen durchgeführt, die in den mechanischen Bereich, den elektromagnetischen Bereich, das thermische Verhalten des Rotors und das thermische Verhalten des Stators unter gemeinsamen Randbedingungen unterteilt wurden. Für jeden Bereich wurden Ersatzmodelle erstellt, die miteinander kombiniert wurden, um die Wechselwirkungen der einzelnen Bereiche zu berücksichtigen.

Das VMAP-Analyseprojekt ist ein Folgeprojekt des VMAP-Projekts, das ebenfalls unter dem Dach der ITEA angesiedelt ist. Dieses Projekt wird hauptsächlich von dem schwedischen Partner SWERIM AB, einem Metallforschungsinstitut mit Sitz in Luleå, Schweden, durchgeführt. Dieses Projekt konzentriert sich hauptsächlich auf die Integration experimenteller Daten in den VMAP-Standard und die Entwicklung von Prozess-Ontologien, um sinnvolle Verbindungen zwischen der virtuellen und der Simulationsdomäne herzustellen. Die Durchführung von Datenanalysen zur Bereitstellung besserer Korrelationstechniken ist ebenfalls Teil des Projektumfangs.

Mit Gesetzen wie dem "Gesetz für die Erhaltung, Modernisierung und den Aufbau der Kraft-Wärme-Kopplung (KWKG)" (2002) und dem "Novelle KWK-Gesetz" (2009) plant die Bundesregierung, den Anteil der Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) an der gesamten deutschen Bruttostromerzeugung von derzeit ca. 15% auf 25% im Jahr 2020 zu erhöhen. Eine signifikante Verbesserung des Wirkungsgrades ist mit metallischen Werkstoffen nicht möglich. Dagegen können Bauteile aus Hochleistungskeramik deutlich höhere Temperaturen verkraften. Ziel des Projektes ist daher die Entwicklung eines Rotors und Stators aus monolithischer Hochleistungskeramik und deren erfolgreicher Einsatz in Mikrogasturbinen (MGT).

Die Inhalation gasförmiger Wirkstoffe oder Aerosole über die menschlichen Atemwege ein wichtiger Pfad für Nanomaterialien und andere innovative Materialien im Nano- und Mikroskalenbereich. Die Lunge ist daher ein wichtiges Zielorgan für akute toxische Wirkungen. Gleichzeitig bestimmt die Barrierefunktion der Lunge die systemische Aufnahme der Materialien und die daraus resultierenden Auswirkungen auf andere Organe. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines innovativen Testsystems für luftgetragene Nanomaterialien auf der Grundlage des vorhandenen Know-hows der Partner im Bereich der In-vitro-Testverfahren. Das Projekt wird im Rahmen des Themas Nano-Sicherheitsforschung gefördert: »NanoCare4.0 – Anwendungssichere Materialinnovationen«.