Funktionale Materialien

© Fraunhofer IPA

Oberflächen werden intelligent. Sie erhalten neue Eigenschaften, indem in ihre Beschichtung funktionale Materialien integriert werden. Sie verändern sich so nach unseren Ansprüchen und Wünschen, leiten uns, schützen uns, lösen Aktionen aus. Das Spektrum reicht von elektrisch leitfähigen Beschichtungen, elektrischen Widerstandsheizungen, gedruckter großflächiger Sensorik bis hin zu Technologien für eine echte Interaktion zwischen Mensch und Maschine (Human Machine Interface) mittels gedruckter Aktuatoren.


Um dieses Ergebnis zu erreichen, werden konventionelle Werkstoffe mit funktionalen Füllstoffen modifiziert. Diese smarten Materialien werden in den entsprechenden Laboren des Fraunhofer IPA kundenspezifisch synthetisiert, funktionalisiert, dispergiert und appliziert. Die Abteilung verfügt über ein Reaktortechnikum, ein Dispersionstechnikum sowie mehrere Applikationstechnika und Analysenlabore. In der modular erweiterbaren Modellfabrik sind Scale-up Untersuchungen möglich, durch die Produktideen und Produktionsprozesse schnell und bedarfsgerecht auf Umsetzbarkeit geprüft werden können. Die Digitalisierung dieser Prozesse schafft die Grundlage für die Einführung nummerischer Lösungsansätze und neuer Geschäftsmodelle in der Prozessindustrie.


Die Kompetenz der Abteilung reicht heute vom Aufbau einfacher Funktionsmuster, über die Entwicklung von Prozess-und Verfahrenstechniken sowie Software, bis hin zur Inbetriebnahme der Anlagen, so dass allen Fragestellungen rund um die Intelligente Oberfläche bedarfsorientiert begegnet werden kann.

 

Formulierung und Funktionalisierung

Die Gruppe »Formulierung und Funktionalisierung« entwickelt kundenspezifische Materialkomposite und erarbeitet Herstellungs- und Modifizierungstechnologien für neue Materialien.

 

Dispergiertechnik

In Rahmen von Entwicklungsprojekten erforscht die Gruppe »Dispergiertechnik« die Auswahl der richtigen Matrixmaterialien, Additiven, Stabilisatoren und Verarbeitungsprozessen.

 

Applikationstechnik

Im Rahmen von F&E Projekten entwickelt die Gruppe »Applikation multifunktionaler Schichten« individuelle drucktechnische Lösungen für eine ressourceneffiziente und kostengünstige Produktion.

 

Elektrodenfertigung

Das Fraunhofer IPA forscht im Bereich der Produktion und Optimierung von Energiespeichern. Die Prozessschritte für die Herstellung von Batterien und Superkondensatoren in Form einer Batterieproduktion sind vorhanden.  Laborprozesse können flexibel für industriell relevante Mengen hochskaliert werden.

 

 

Kleben – Dichten – Kontaktieren: Schadensanalyse

Die Abteilung Funktionale Materialien bietet umfangreiche Prüfverfahren- und methoden für Fügematerialien an – sowohl im Entwicklungsstadium als auch im Schadensfall.

 

Mikrokapselsysteme

Mikrokapselsysteme lassen sich in unterschiedliche Beschichtungssysteme integrieren, um dort beispielsweise Funktionen wie Selbstreparatur oder Korrosionsschutz zu ermöglichen. Unsere Kompetenz liegt in der Formulierung und Verarbeitung dieser Mikrokapselmaterialien.

 

EAP – Elektroaktive Polymere

Ziel der Forschung ist die Entwicklung industrieller Fertigungstechnik für umweltstabile und robuste elektroaktive Polymere (EAP).  Durch die Verwendung skalierbarer und kosteneffizienter Druck- und Beschichtungsprozesse erreichen wir reproduzierbare Leistungseigenschaften und können die EAPs anwendungsspezifisch konfektionieren.

 

Lizensierungstechnologie

Smart Steel Technologie

Die vom Fraunhofer IPA entwickelte, auf Kohlenstoff basierte Korrosionsschutz-Technologieals nachhaltige Alternative zu zinkbasierten Schutzkonzepten.

 

Technologie sucht Anwender

Näherungssensor

Das Fraunhofer IPA hat einen Näherungssensor entwickelt, der Objekte detektiert und ihre Position ermittelt. Oberflächen mit Näherungssensor ausgestattet, können so als Mensch Maschine-Schnittstelle (Human-Machine-Interface) fungieren.

 

Technologie sucht Anwender

Smart Pipe

Tausende Kilometer Pipelines mit teilweise sehr gefährlichen, unter hohem Druck geförderten Stoffen sind derzeit noch komplett unüberwacht. Ein Sensorbaukasten mit energieautarken Sensoren und einer angebundenen Cloud Datenbank ermöglichen die kostengünstige Nachrüstung von Sensoren zur Zustandsüberwachung.

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Zentrum für Dispergiertechnik

Mit seinem umfassenden und interdisziplinären Ansatz deckt das Zentrum die gesamte Prozesskette der Dispergiertechnik ab, von der Entwicklung der wissenschaftlichen Grundlagen bis hin zur industriellen Anwendung.

 

Zentrum für Partikeltechnik

Im Anwendungszentrum werden relevante Themen der Herstellung und Verarbeitung von Partikeln, dem dabei erforderlichen Arbeitsschutz, der Energie- und Ressourcen-Effizienz sowie Umweltschutz bearbeitet.