Projekte im Überblick – Forschung und Entwicklung für die Industrie

Im Projekt »DIAMETER« entwickeln wir am Fraunhofer IPT hybride Fertigungssysteme in der Metallverarbeitung, um die Kreislaufwirtschaft zu fördern. Durch die Kombination von additiver Fertigung und Frästechnologie wird eine materialeffiziente Produktion ermöglicht, die den CO₂-Fußabdruck reduziert und lokale Fertigung unterstützt. Dies erhöht die Designflexibilität und fördert die Nachhaltigkeit von Produkten.

Das Projekt »RauPE - Robuste automatisierte Produktion therapeutisch einsetzbarer extrazellulärer Vesikel« hat zum Ziel, auf Basis eines Membranrührer-Bioreaktors eine Expansionsplattform für die kostengünstige Produktion von stammzellbasierten Therapien in Nordrhein-Westfalen zu entwickeln.

Das Projekt »FL4AI« zielt darauf ab, den Werkzeugverschleiß in der zerspanenden Industrie automatisiert direkt in der Maschine zu erfassen. Durch ein hochauflösendes Kamerasystem und Künstliche Intelligenz (KI) soll der ideale Zeitpunkt für den Werkzeugwechsel bestimmt werden, um Kosten und Qualitätsmängel zu reduzieren. Dafür wird das KI-Modell dezentral durch Federated Learning trainiert, um die Datenhoheit der Unternehmen zu sichern.

Das Projekt »Cyber Security for Flexible and Interconnected Industry (CSII)« hat das Ziel, Industrieunternehmen – insbesondere kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) – bei der Einhaltung der NIS2-Richtlinie, der EU-Maschinenverordnung oder dem CRA durch die Entwicklung eines IT/OT-Testlabors am 5G-Industry Campus Europe in Aachen zu unterstützen.

Im Projekt »EffiMaIR« entwickelt das Fraunhofer IPT gemeinsam mit Partnern eine Maschinentechnik, die die Massenproduktion von Präzisionsoptiken deutlich wettbewerbsfähiger macht: Die innovative Technik optimiert die Temperaturführung, erhöht den Automatisierungsgrad und führt ein Verfahren zum externen Feinkühlen der Optiken ein. Die Taktzeit der Produktion wird um 50% verkürzt, die verbesserte Temperaturführung senkt die Ausschussrate und den Nachbearbeitungsaufwand erheblich. Die Schadstoffemissionen werden um 96% und die Kosten um 54% reduziert.

Produktionsqualität und -kontrolle werden in Unternehmen zunehmend durch KI-Systeme unterstützt. Damit die Vorteile von KI auch in stark regulierten Märkten wie der Pharmaindustrie genutzt werden können, hat das Forschungsprojekt »Qua²ntum« zum Ziel, den Einsatz von KI-Systemen zur Qualitätssicherung hier durch ein Qualitätsmanagementsystem zu ermöglichen.

Im Projekt »FL.IN.NRW« entwickeln wir eine Federated-Learning-Plattform, die es Unternehmen ermöglicht, die Vorteile der KI für ihre Qualitätskontrolle in der Zerspanung zu nutzen und gleichzeitig den Datenschutz ihrer sensiblen Produktionsdaten zu gewährleisten.

Im Forschungsprojekt »H2-StrukTank« entwickeln Forscherinnen und Forscher einen neuen Tapewickelprozess für lange, dünne Drucktanks. Die spezielle Geometrie des Drucktanks soll in Flugzeugen zum Einsatz kommen und erfüllt eine Doppelfunktion: Neben der Speicherung von Wasserstoff wird der Drucktank als lasttragendes Element im Flugzeugflügel eingesetzt. Um den Herstellungsprozess für die neuen Drucktanks zu erproben, baut das Forscherteam eine Wickelanlage am Fraunhofer IPT auf.

Fertigungs-, Mess- und Montageprozesse sind oft unternehmensspezifisch und inkompatibel, was zu hohen Kosten und Zeitverlusten führt. Das Projekt »GeMeniOpt« hat sich zum Ziel gesetzt, diese Herausforderung durch die Standardisierung dieser Prozesse zu lösen.

Die Vernetzung von Geräten im Sinne des Industrial Internet of Things (IIoT) bietet ein enormes Wertschöpfungspotenzial in der Produktion. Gemeinsam mit unseren Partnern entwickeln wir am Fraunhofer IPT einen Blockchain-basierten Daten- und Service-Marktplatz, der historische Produktions-, Qualitäts- und Nutzungsdaten zusammenführt und sie Datenwissenschaftlern und Branchenexperten direkt zur Verfügung stellt. Nutzer können Daten einreichen, Modelle entwickeln und Qualitätsprognosen durchführen, um in Echtzeit Einblicke in ihre Bearbeitungsvorgänge zu erhalten.