Referenzprojekte

Hier finden Sie eine kleine Auswahl unserer Forschungsprojekte.

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  • Das Foto zeigt drei plattenförmige Materialmuster aus weißem, festem Schaum mit Deckschichten aus verschiedenen Materialien.
    © Fraunhofer ICT

    Leichte Fahrzeuge und Baustoffe sind besonders energieeffizient. Mit Blick auf ein möglichst geringes Gewicht bei gleichzeitig guter Wärmedämmung kommen vielfach Verbundmaterialien zum Einsatz, die sich gar nicht oder nur sehr eingeschränkt recyceln lassen. Zudem bestehen sie meist aus petrochemischen oder anderen endlichen Rohstoffen. Gemeinsam mit Industriepartnern entwickeln wir eine ressourcen- und klimaschonende Lösung: recycelbare Leichtbaumaterialien auf Basis nachwachsender Rohstoffe mit individuellen Formgebungsmöglichkeiten. Besonderer Clou: Die Integration einer funktionalen Schicht soll die Herstellung von heizbaren Möbeln und Interieurbauteilen mit Beleuchtungsfunktion ermöglichen. Das Anwendungs- und Marktpotenzial ist branchenübergreifend sehr hoch.

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  • Das Foto zeigt eine 1 x 1 Meter große und 9 cm starke Platte mit beige-hellbrauner Farbe, die auf einem Tisch liegt. Im Hintergrund ist eine Plattenpresse zu sehen.
    © Fraunhofer WKI

    Wie kann man besonders nachhaltige Wärmedämmstoffe für Gebäude herstellen? Mit Pilzen! Gemeinsam mit dem Braunschweiger Start-up »YcoLabs« nutzen wir das organische Wachstum von Pilzmyzel als natürliches Bindemittel, um pflanzliche Reststoffe wie Hanfschäben, Holzspäne oder Elefantengrasfasern zu Dämmstoffen zu verarbeiten. Besonderer Vorteil: Man kann die Dämmstoffe in quasi jede beliebige Form und Größe wachsen lassen. Dadurch sind sie sehr vielseitig einsetzbar. Um die Leistungsfähigkeit der Pilz-Dämmstoffe zu demonstrieren, stellen wir Prototypen für ein Anwendungsbeispiel her und testen sie in der realen Einsatzumgebung. In nachfolgenden Pilotprojekten mit der Bauindustrie möchten wir die Dämmstoffe zu verschiedenen, marktfähigen Produkten weiterentwickeln. Damit tragen wir dazu bei, den Anteil von nachwachsenden Rohstoffen in Gebäuden zu erhöhen und somit Klima- und Umweltschutzziele zu erreichen.

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  • Das Foto zeigt große Waldflächen mit abgestorbenen Bäumen (größtenteils Fichten).
    © Fraunhofer WKI

    Wärme, Trockenheit, Sturm, Borkenkäfer: Im Nationalpark Harz führt der Klimawandel zu großflächigen Waldschäden. Die Wiederbewaldung wird Jahrzehnte dauern. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf die Holz- und Forstwirtschaft, den Tourismus und somit auf das Wohlergehen der regionalen Bevölkerung. Gemeinsam mit Forschungs- und Regionalpartnern entwickeln wir unterschiedliche Szenarien für die Wiederbewaldung und prognostizieren deren Ökosystemleistungen sowie darüber hinausgehende, sozioökonomische Effekte. Ein Ansatz besteht darin, die abgestorbenen Fichtenbestände durch klimaresistentere Laubbaumarten zu ersetzen. Am Fraunhofer WKI untersuchen wir die erzielbare Holzqualität und -ausbeute sowie die Eignung der Hölzer zur Herstellung von Holzwerkstoffen.

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  • Das Foto zeigt ein Getreidefeld, das durch Gehölzstreifen in etwa 30 Meter breite Abschnitte unterteilt ist. Die Pappelstreifen mit je 4 Baumreihen sind 12m breit.
    © Lignovis GmbH

    Mit diesem Projekt möchten wir zeigen, wie Agroforstsysteme mit schnellwachsenden Pappeln eine zukunftsfähige Landwirtschaft ermöglichen und gleichzeitig die Holzindustrie stärken können. Gemeinsam mit Forschungs- und Praxispartnern bauen wir Modellregionen in Norddeutschland auf und entwickeln innovative Wertschöpfungsketten für Pappelholz – insbesondere für die stoffliche Nutzung. Der Fokus des Fraunhofer WKI liegt dabei auf der Entwicklung von Holzwerkstoffen und hybriden Materialverbünden. Durch die Optimierung des Pappelanbaus sollen passende Holzqualitäten und -sortimente erzielt werden. Um den landwirtschaftlichen und holznutzenden Betrieben den Einstieg in die Agroforst-Wertschöpfungsketten zu erleichtern und die Holzabnahme zu stabilen Konditionen sicherzustellen, werden im Projekt Kooperationsmodelle entwickelt und Netzwerke aufgebaut.

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  • Das Foto zeigt nebeneinander liegend: ein kleines Stück weißes Glasfasergewebe sowie Balsaholz-Klötzchen, die in eine grünliche Kunststoffschicht eingebettet sind.
    © Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau

    Über 30.000 Windräder gibt es bereits in Deutschland. Bis 2030 könnten es mehr als doppelt so viele sein. Eine Windenergieanlage hält etwa 20 bis 30 Jahre und muss dann entsorgt werden. Der Turm aus Stahl und Beton lässt sich schon sehr gut recyceln, die Rotorblätter bisher jedoch nicht. Sie bestehen aus komplexen Multimaterialverbünden – fest verklebt durch duroplastische Harze. Ein vielversprechender Lösungsweg: Mithilfe von wiederlösbaren Harzsystemen könnte man Rotorblätter so bauen, dass die Materialien sich nach Ende der Nutzungszeit sortenrein trennen lassen. Gemeinsam mit Forschungs- und Industriepartnern erarbeiten wir hierfür industriell umsetzbare Produktions-, Trennungs- und Aufbereitungsverfahren. Der Fokus des Fraunhofer WKI liegt auf der Aufbereitung und Wiederverwendung von rückgewonnenen Glasfasern und Balsaholzkomponenten. Damit tragen wir dazu bei, dass Windenergieanlagen nach Ende ihrer Nutzungszeit zu 100 Prozent hochwertig wiederverwertet werden können.

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  • Das Foto zeigt ein wenige Zentimeter großes, karamellbraunes Schaumstoffstücks mit feinen, leicht unregelmäßigen Poren und glatter Oberfläche.
    © Fraunhofer WKI

    Der Holzbestandteil Lignin fällt in großen Mengen als Nebenprodukt bei der Zellstoff- und Papierherstellung an. Gemeinsam mit Industriepartnern entwickeln wir daraus einen hochleistungsfähigen Bio-Schaumstoff. Um das Marktpotenzial zu demonstrieren, wird der Ligninschaum im Projekt zu Formteilen für die Automobilindustrie verarbeitet. Diese sollen in PKW-Stoßfängern (»Stoßstangen«) als Kern zum Einsatz kommen. Auch in vielen anderen Anwendungen könnten petrochemische Schaummaterialien durch klimafreundliche Ligninschäume ersetzt werden – beispielsweise bei Verpackungen, Dämmstoffen oder als Kernmaterial in Windkraft-Rotorblättern.

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  • Das Foto zeigt ein hellbraunes, festes Gewebe (links) sowie die gleiche Gewebeart mit glänzender Oberfläche und intensiverer Färbung (rechts).
    © Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau

    Organobleche aus Faserverbundkunststoff lassen sich angelehnt an die formgebenden Prozesse aus der Stahl- oder Aluminiumblechverarbeitung umformen. Bisher kommen für die Herstellung vor allem Glasfasern aber auch Carbon- oder Aramidfasern sowie petrochemische Kunststoffe zum Einsatz. Gemeinsam mit dem Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe (IfBB) der Hochschule Hannover entwickeln wir eine nachhaltige und konkurrenzfähige Alternative: Bio-Organobleche aus Naturfasern und Biokunststoff mit verbesserten Materialeigenschaften sowie hoher Recyclingfähigkeit. Sie könnten diverse Produkte nachhaltiger machen – darunter Fahrzeuge, Gehäuse, Verkleidungen und Sportgeräte. Auch dank der guten Verfügbarkeit preiswerter Rohstoffe haben Bio-Organobleche ein hohes Marktpotenzial.

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  • Das Foto zeigt eine Niedermoorfläche mit einer Vielzahl an Typha-Pflanzen sowie weißen Erntekästen auf einem Holzsteg.
    © 3N Kompetenzzentrum

    Moore schützen, Treibhausgasemissionen vermeiden und gleichzeitig wertvolle Rohstoffe für Haus- und Gartenbau gewinnen: Das ist das Ziel dieses Modell- und Demonstrationsvorhabens, das in zwei Modellregionen in den Landkreisen Emsland und Cuxhaven von insgesamt 13 Partnern aus Forschung und Wirtschaft umgesetzt wird. Aufgabe des Fraunhofer WKI ist die Entwicklung, Herstellung und Prüfung von Bauprodukten auf Basis von Rohrkolben in enger Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IBP.

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  • Die Fotomontage zeigt einen Baumstamm, einen Haufen braunes Ligninpulver und die symbolhafte, grafische Darstellung eines Stuhls.
    © Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau

    Kleine Stadtwohnungen, Umzüge sowie wechselnde Wohn- und Arbeitssituationen: Möbel müssen heutzutage hohe Ansprüche an Funktionalität und Flexibilität erfüllen. Gemeinsam mit Forschungspartnern und Unternehmen entwickeln wir Möbel, die diesen Anforderungen gerecht werden und zudem nachhaltig sind. Ausgangspunkt ist die Neu- und Weiterentwicklung von Compounds, Schäumen und Lederimitaten aus Lignin – einem pflanzlichen Reststoff der Industrie. Daraus sollen modulare, leichte Möbel entstehen, die sich einfach auseinander bauen, mitnehmen, reparieren und umnutzen lassen. Das heißt: Die Materiallebensdauer soll möglichst lang sein. Ein weiterer Schwerpunkt des Projekts ist die Recyclingfähigkeit der Möbel – von ganzen Baugruppen bis zur sortenreinen Auftrennung und Aufbereitung der einzelnen Materialien. Möglichkeiten des Materialtransfers auf weitere Anwendungsbereiche wie Modeindustrie und Wohnmobilbereich werden ebenfalls betrachtet.

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  • Das Foto zeigt ein aufgeschnittenes Windkraft-Rotorblatt, das innen größtenteils hohl ist. Die Schale ist im mittleren Bereich auf der ganzen Länge des Rotorblatts mit dunkelgrauem Material verstärkt.
    © Fraunhofer WKI | Peter Meinlschmidt

    Nach 20 bis 30 Jahren haben Windenergieanlagen das Ende ihrer Lebensdauer erreicht und müssen rückgebaut werden. Künftig fallen pro Jahr bis zu 75.000 Tonnen Abfälle aus Rotorblättern an, darunter hohe Mengen an Faserverbundkunststoffen. Bisher werden sie energetisch genutzt (verbrannt) oder geschreddert als Zementzuschlag verwertet. Gemeinsam mit Forschungs- und Industriepartnern entwickeln wir eine ressourceneffiziente Lösung: Mittels Pyrolyse wird der Faserverbundkunststoff aus den Rotorblättern in seine Bestandteile zerlegt, um die eingesetzten Fasern zurückzugewinnen. Sowohl diese »Rezyklatfasern« als auch die gleichzeitig anfallenden Pyrolyseöle und Pyrolysegase können industriell genutzt werden. Der Fokus des Fraunhofer WKI liegt auf der nasschemischen Aufbereitung der Rezyklatfasern für die erneute Werkstoffherstellung. Damit tragen wir dazu bei, den Rohstoffbedarf der Windindustrie zu senken.

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  • Das Foto zeigt einen Tisch, auf dem 50 kleine HBV-Prüfkörper liegen. Zwischen Holz und Beton sieht man jeweils eine dünne Klebstoffschicht herausquellen. Die Klebstoffe haben unterschiedliche Farben (rot, transparent, grau, schwarz).
    © Fraunhofer WKI | Dorian Czerner

    Bauen mit Holz ist ein wichtiger Beitrag zum Klimaschutz. Durch die Kombination mit Beton lässt sich der Einsatzbereich von Holzkonstruktionen erweitern. Eine vom Fraunhofer WKI mitentwickelte Klebtechnik ermöglicht die beschleunigte Herstellung von Holz-Beton-Verbundelementen (HBV-Elemente). Im aktuellen Forschungsprojekt »SafeTeCC« optimieren und standardisieren wir das Fertigungsverfahren, um es baustellentauglich und prozesssicher zu machen. Gleichzeitig sollen dadurch die Bauteileigenschaften optimiert werden. Ziel ist es, das Bauen mit HBV-Elementen im mehrgeschossigen Hochbau zu etablieren – als konkurrenzfähige Alternative zu reinen Stahlbetonfertigteilen. Damit tragen wir dazu bei, den Anteil nachwachsender Rohstoffe im Bausektor zu erhöhen und somit Klima- und Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.

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  • Das Foto zeigt ein kleines, rechteckiges, flaches Stück Werkstoff, das per Hand bogenförmig verformt wird.
    © Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR)

    Aerogele sind hochporöse, federleichte Werkstoffe mit außergewöhnlichen Eigenschaften: extrem niedrige Wärmeleitfähigkeit, geringe Schallübertragung sowie hohe Adsorptionswirkung für flüchtige organische Verbindungen. Sie eignen sich hervorragend sowohl für den Leichtbau als auch als Filtermaterial und gelten daher als Zukunftswerkstoff. Gemeinsam mit Forschungs- und Industriepartnern entwickeln wir ein Verfahren zur Herstellung von Aerogelen auf Basis von Altholz. Aus den Aerogelen stellen wir Prototypen von Dämmstoffen und schadstoffadsorbierenden Raumluftfiltern her, die in Gebäuden und Fahrzeugen eingesetzt werden können. Darüber hinaus sollen Transfermöglichkeiten zu Anwendungen in der Abgasreinigung aufgezeigt werden. Weiteres Projektziel: Aus den Produkten sollen die für die Herstellung der Aerogele benötigten Rohstoffe wiedergewonnen werden. Mit dieser nachhaltigen Werkstofflösung unterstützen wir den Gesundheitsschutz sowie den Kampf gegen Klimawandel und Ressourcenknappheit.

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  • Das Foto zeigt einen quaderförmigen Körper, der aus einem luftigen, aber stabilen Gemisch verschiedengroßer Holzspäne besteht.
    © Fraunhofer WKI

    Hybride Leichtbauwerkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen gewinnen am Markt zunehmend an Bedeutung. Mit ihnen lassen sich ressourcen- und klimaschonende Produkte herstellen, die mehrere Funktionen erfüllen – zum Beispiel tragfähige Bauprodukte mit integriertem Wärme- und Schallschutz sowie strapazierfähige (Polster-)Möbel und Verpackungen. Effiziente Bauteilgeometrien ermöglichen hohe Gewichtseinsparungen bei gleichzeitig hoher mechanischer Stabilität. Gemeinsam mit Forschungs- und Industriepartnern entwickeln wir ein Verfahren für die Fertigung von komplex geformten Produkten aus Holz bzw. Agrarstoffen und Biokunststoffen mittels Formteilautomaten. Wichtiger Bestandteil der Material- und Technologieentwicklung ist zudem eine möglichst hochwertige, stoffliche Recyclingfähigkeit der Produkte nach Ende der ersten Nutzungszeit.

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  • Grafische Darstellung des Funktionsprinzips der Klebstoffschaltung.
    © Fraunhofer WKI

    Leichte Autos, LKW und Züge aus nachwachsenden Rohstoffen können zum Ressourcen- und Klimaschutz beitragen. Als Fügetechnologie für die Fertigung von Leichtbauteilen bietet insbesondere das Kleben viele Vorteile und gewinnt daher zunehmend an Bedeutung. Gemeinsam mit Forschungs- und Industriepartnern entwickeln wir einen biobasierten, schaltbaren PU-Flächenklebstoff. Dieser soll es ermöglichen, plattenförmige Schichtwerkstoffe aus Holz bzw. Holz und Metall herzustellen, die erst im späteren Verlauf der Prozesskette zu 3D-Bauteilen umgeformt werden. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die flexible, wirtschaftlich effiziente Produktion von nachhaltigen Leichtbaufahrzeugen sowie für die Reparatur und das Recycling. Denn: Dank der wiederlösbaren Klebverbindung sollen sich Holz und Metall sortenrein und möglichst schadfrei wieder trennen lassen.

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  • Das Foto zeigt ein Stück Brettschichtholz mit Keilzinkung.
    © Daniel Vol / Fraunhofer

    Gebäude, Brücken und Türme aus Holz binden CO2 aus der Atmosphäre und tragen daher zum Klimaschutz bei. Die Fichte als klassischer Bauholzlieferant findet in Europa aufgrund des Klimawandels zunehmend schlechte Wuchsbedingungen. Außerdem hat Fichtenholz eine begrenzte Dauerhaltbarkeit. Gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung entwickeln wir eine nachhaltige und wirtschaftliche Lösung: ein Brettschichtholz aus Robinie. Dieser Laubbaum kommt mit den veränderten Klimabedingungen besser zurecht als die Fichte und wächst beinahe doppelt so schnell. Robinienholz ist fest wie Eichenholz und widerstandsfähig wie Tropenholz. Die Robinie könnte somit nicht nur die Fichte ersetzen und den Einsatz von Bioziden verringern – auch die Nutzung von Tropenholz sowie endlichen Ressourcen wie Stahl und Beton ließe sich durch Bauprodukte aus Robinie reduzieren.

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  • Die Computergrafik zeigt einen Holzbalken. Auf der Oberseite des Balkens liegt eine Platte, die sich aus drei Schichten zusammensetzt (von unten nach oben): Holzschalung, Klebschicht, Beton.
    © Fraunhofer WKI | Christoph Pöhler

    Ressourcenschonung und Energieeffizienz bestimmen das Bauen der Zukunft. Holz ist ein umweltfreundlicher und vielseitiger Baustoff. Neben der guten Ökobilanz bieten Holzkonstruktionen auch diverse technische Vorteile. Innovative Holz-Hybridsysteme haben noch bessere mechanische Eigenschaften, eine höhere Dauerhaftigkeit und ermöglichen schlanke Bauteilaufbauten. Damit sind sie nicht nur ressourcenschonender als konventionelle Bauweisen, sondern erweitern auch den architektonischen Spielraum. In diesem Projekt untersuchen wir das Langzeitverhalten solcher Hybridsysteme, optimieren sie und schaffen somit die Grundlage für ihren Einsatz in der Bauindustrie. Unser Ziel ist es, den Anteil von Holz im Hochbau signifikant zu erhöhen.

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  • Das Foto zeigt einen kleinen Haufen getreidekornförmiges, bräunliches Granulat und ein kabelförmiges Stück Filament in derselben Farbe.
    © Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau

    Großformatiger 3D-Druck spielt in der Bauindustrie eine zunehmende Rolle. Insbesondere komplexe und individuelle Bauteile lassen sich durch das additive Fertigungsverfahren material- und kostensparend herstellen, frei gestalten und bei Verwendung thermoplastischer Basismaterialien hervorragend recyceln. Auch völlig neue, hocheffiziente Bauelemente werden dadurch denk- und machbar. Gemeinsam mit Forschungs- und Industriepartnern entwickeln wir ein nachhaltiges Material auf Basis von Biopolymeren und Naturfasern für den großformatigen 3D-Druck. Damit ermöglichen wir moderne, nachhaltige Architekturlösungen.

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  • Das Foto zeigt mehrere kleine, nummerierte Tiegel in einer Messeinrichtung. Die Tiegel enthalten unterschiedliche Mengen eines schwarzen, schaumartigen Materials.
    © Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau

    Je leichter ein Fahrzeug ist, desto geringer ist sein Energieverbrauch während der Fahrt. Leichtbaulösungen spielen für die Mobilität der Zukunft daher eine große Rolle. In diesem Verbundprojekt werden leichte Halbzeuge und Strukturbauteile für die Fahrzeugindustrie entwickelt. Neue Konstruktionstechnologien sollen die Integration von Kühlstrukturen sowie eine materialsparende und wirtschaftliche Fertigung ermöglichen. Als Demonstrator dient das Batteriesystem eines Elektrofahrzeugs. Unser Fokus am Fraunhofer WKI liegt auf der Entwicklung einer passenden Brandschutzbeschichtung auf Basis nachwachsender Rohstoffe.

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  • Das Foto zeigt einen Stapel abgesägter Birkenholzstämme.
    © Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau

    Woraus stellen wir leichte Holzwerkstoffe her, wenn die Fichte nicht mehr da ist? Gemeinsam mit der Universität Göttingen entwickeln wir leistungsfähige Leichtbauwerkstoffe aus Laubhölzern für die Bauindustrie. Auch in Möbeln, Fahrzeugen oder Transportverpackungen könnten sie zum Einsatz kommen. Damit tragen wir zu einer effizienten Nutzung von naturnahen Mischwäldern bei. Die Holzwerkstoffindustrie kann von der nachhaltigen Rohstoffsicherheit und neuen Vermarktungsmöglichkeiten profitieren.

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  • Das Foto zeigt eine Schwimminsel und eine Person, die die Insel hochhebt. Auf der Unterseite sind die Wurzeln der Pflanzen zu sehen.
    © Designstudio »morgen.« | Martha Starke

    Die Fleete der Hamburger Innenstadt waren einst voller Leben. Heute sind sie weitgehend ungenutzt und vegetationsarm. Die Designerinnen Beate Kapfenberger und Martha Starke möchten den urbanen Wasserwegen neues Leben einhauchen. Mit Unterstützung des Fraunhofer WKI entwickeln sie bepflanzbare Schwimminseln aus einem robusten Leichtbaumaterial. Es besteht zu 100 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen – unter anderem rezykliertem Balsaholz aus Windenergieanlagen. Durch das Projekt entsteht ein neuer Typ Grünfläche in der Stadt: Wertvolle Biotope, Erholungs- und Begegnungsräume auf dem Wasser.

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  • Grafische Darstellung des Rumpfes eines Stand-up-Paddleboards.
    © Fraunhofer WKI I Christoph Pöhler

    Leichtbau-Werkstoffe sind umweltfreundlich, da man für den Transport und die Herstellung weniger Energie und Rohstoffe benötigt. Herkömmliche Leichtbaumaterialien basieren auf fossilen Ressourcen. Am Beispiel eines Stand-up-Paddleboards entwickeln wir ein Leichtbau-Sandwichelement aus nachwachsenden Rohstoffen. Für den Kern nutzen wir Balsaholz aus ausgedienten Windenergie-Rotorblättern und bieten somit eine Lösung für deren hochwertige Wiederverwertung (Kaskadennutzung). Künftig könnte unser neues Bio-Verbundwerkstoff bei weiteren Wassersportgeräten, aber auch beim Bau von Gebäuden, Autos, Schiffen und Zügen zum Einsatz kommen.

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  • Einzelne, weiß lackierte Auto-Tür steht vor einer Wand.
    © Fraunhofer WKI | Federico Böhm

    Zusammen mit Industriepartnern entwickeln wir Leichtbauteile aus naturfaserverstärkten Bio-Kunststoffen für Fahrzeugkarosserien. Sie sind eine nachhaltige, kostenneutrale Alternative zu herkömmlichen Leichtbau-Karosseriematerialien und bieten technische Vorteile. Ihre Leistungsfähigkeit testen wir im zunächst Motorsport unter Extrembedingungen. Mit den gewonnenen Erkenntnissen konzipieren wir eine potenzielle Materiallösung für den serienfähigen Einsatz im Straßenverkehr. Damit unterstützen wir das Vorhaben der Europäischen Union, bis 2050 klimaneutral zu werden.

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  • Die 3D-Computergrafik zeigt ein Fluggerät mit vier Armen (Quadcopter).
    © Leichtwerk Research GmbH

    Der zivile Markt für unbemannte Luftfahrzeuge (»Drohnen«) wächst seit einigen Jahren in beispielloser Geschwindigkeit. Insbesondere Multicopter finden reißenden Absatz. Ziel dieses Verbundprojekts mit zwei Industriepartnern ist ein nachhaltiges Multicoptersystem. Dank effizienter, biobasierter Strukturdesigns sowie modularer Bauweise sollen die neuen Fluggeräte deutlich nachhaltiger, leichter und günstiger sein als vergleichbare konventionelle Systeme. Am Fraunhofer WKI entwickeln wir hierfür funktionale Werkstoffe, Herstellungsverfahren für Formteile sowie passende Beschichtungen.

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  • Das Foto zeigt drei Haufen aus kleinen, zylinderförmigen Stücken (Granulat). Ein Haufen ist schwarz, einer mittelgrau, einer hellgrau.
    © Fraunhofer WKI | Moritz Micke-Camuz

    Je leichter ein Fahrzeug ist, desto energieeffizienter ist es und desto mehr Reichweite lässt sich rausholen. Doch wie nachhaltig sind die Leichtbaumaterialien? Leichte Bauteile aus carbon- oder glasfaserverstärkten, erdölbasierten Kunststoffen verursachen hohe CO2-Emissionen und verbrauchen endliche Ressourcen. Gemeinsam mit Industriepartnern entwickeln wir einen Fahrzeugunterboden aus Naturfasern sowie rezyklierten und biobasierten Kunststoffen für den Automobilbau. Das Bauteil soll sowohl den hohen technischen Anforderungen im Unterbodenbereich gerecht werden als auch kostengünstig herzustellen sein.

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  • Vereinfachte Darstellung eines Hauses mit einer Tür und einem Fenster als 3D-Grafik mit Bemaßung.
    © Fraunhofer WKI

    Die globale Bauindustrie verschlingt enorme Mengen an frischen Rohstoffen, insbesondere zur Herstellung von Beton. Wie lässt sich die Ressourceneffizienz verbessern? Gemeinsam mit unseren Projektpartnern in Deutschland und China entwickeln wir nachhaltige Betonbaustoffe und leistungsstarke Bauelemente auf Basis von Bau- und Abbruchabfällen sowie pflanzlichen Produktionsresten. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf der Identifizierung von passenden Recyclingverfahren sowie der Anpassung der Bauprodukte und aller Verfahrensschritte für den deutschen und chinesischen Markt. Damit bieten wir eine zeitnah umsetzbare Lösung, um den Anteil erneuerbarer Rohstoffe im Bauwesen signifikant zu erhöhen. Gleichzeitig schaffen wir wirtschaftlich interessante Perspektiven für die Agrar- und Forstwirtschaft, Recycling- und Maschinenbaufirmen sowie die Dämmstoff- und Bauindustrie.

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  • Im Hintergrund sieht man zwei Hälften eines zylindrischen Probekörpers, der mithilfe der additiven Fertigung aus Holzspänen hergestellt wurde. An der Schnittfläche kann man die Schichten erkennen. Im Vordergrund liegen drei kreisförmige Schichten, die zur Herstellung des Zylinders eingesetzt wurden
    © Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau

    Kommen Bauelemente für Gebäude bald aus dem Drucker? Herkömmliche Bauweisen sind materialintensiv. Durch additive Fertigung (3D-Druck) könnten Häuser in Zukunft schneller und ressourcenschonender gebaut werden. Außerdem erlaubt diese Technologie eine hohe Gestaltungsfreiheit. Zusammen mit der Technischen Universität München gehen wir in diesem Projekt der Frage nach, wie man additive Fertigung nutzen kann, um tragende Bauelemente aus nachwachsenden Rohstoffen herzustellen. Wir entwickeln ein neues Verfahren: Individual Layer Fabrication (ILF). Damit wollen wir den Materialeinsatz auf ein Minimum reduzieren.

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  • Nachhaltige Sandwichelemente aus Holzschaum und Textilbeton

    HoTeSa – Projektstart / 01. Oktober 2016

    © Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau

    Die Außenwände von energieeffizienten Gebäuden bestehen aus komplexen Bauteilen mit mehreren Schichten und weisen daher hohe Wandquerschnitte auf. Um die Wandquerschnitte zu reduzieren, hat die RWTH Aachen schlanke Sandwichelemente konstruiert. Die Außenschicht besteht aus einer dünnen Schicht textilbewehrtem Beton, der Kern aus PUR-Schaum. In Kooperation mit dem Institut für Füge- und Schweißtechnik (ifs) der Technischen Universität Braunschweig entwickeln wir am Fraunhofer WKI eine ökologischere Variante: ein Sandwichelement mit Holzschaum-Kern.

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  • Buchenhybridelement für den modernen Holzbau

    Projektstart / 01. März 2015

    © Fraunhofer WKI | Nils Essing

    Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines hochleistungsfähigen Buchenhybridelements für den modernen Holzbau. Das Element soll als Deckenelement zum Einsatz kommen und dabei eine Spannweite von 10 Metern bei üblichen Belastungen aus dem Wohn- und Gewerbebau überbrücken können. Des Weiteren sollen sämtliche Anforderungen aus dem mehrgeschossiger Bauten hinsichtlich Schall- und Brandschutz erfüllt werden. Eine innerhalb des Projektes zu entwickelnde Komponente des Hybridelements bildet ein neuartiger mineralischer Werkstoff, die andere Komponente besteht aus einem hybriden Holzwerkstoff.

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  • Funktionsintegrierte Batterietröge für Elektrofahrzeuge

    FunTrog – Projektstart / 01. September 2014

    In Kooperation mit zwei weiteren Fraunhofer-Instituten sowie drei Instituten der TU Braunschweig entwickeln wir am Fraunhofer-Projektzentrum Wolfsburg einen funktionsintegrierten Batterietrog. Dieser fungiert als Technologieträger und wird in Multimaterial-Bauweise konstruiert, wobei wir Faserverbundwerkstoffe mit Aluminium und aus Aluminium bestehenden, hochporösen Strukturen kombinieren. Um diese anspruchsvollen Materialien zusammenzuführen, müssen die Fertigungskette und die beteiligten Fügeverfahren weiterentwickelt und an die Materialien angepasst werden.

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  • © Fraunhofer IWU

    Gemeinsam mit zwei weiteren Fraunhofer-Instituten und drei Instituten der TU Braunschweig entwickeln wir eine neue Technologie, um Kunststoff variabel auf konfektionierte Textilien aufzutragen, dies konstruktiv umzusetzen und in den Prozess der Kalanderimprägnierung zu integrieren. Ziel ist es, prozessangepasste endlosfaserverstärkte Thermoplaste mit lastpfadgerechter Architektur herzustellen, die unmittelbar in die Produktion hybrider Strukturbauteile für den Automobilbereich münden.

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