Referenzprojekte

Hier finden Sie eine kleine Auswahl unserer Forschungsprojekte.

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  • Das Foto zeigt ein Metallgestell unter freiem Himmel, das mit einer Vielzahl an verschiedenfarbig beschichteten Holzteilen bestückt ist, die schräg Richtung Himmel geneigt sind.
    © Hanno Keppel

    Immer mehr Häuser werden mit Wärmedämmverbundsystemen (WDVS) isoliert. Das spart Energie, jedoch siedeln sich auf den Fassaden vermehrt Algen an. Darunter leidet nicht nur die Ästhetik, sondern auch das Diffusionsvermögen der Oberflächenbeschichtung. Das kann zu Feuchteschäden führen. Um das Algenwachstum zu reduzieren, kommen bislang oft biozidhaltige Fassadenanstriche zum Einsatz. Problem: Die Biozide werden innerhalb weniger Jahre ausgewaschen. Dadurch kann es zu Umweltbelastungen und zunehmendem Algenwuchs auf der Fassade kommen. Gemeinsam mit Industriepartnern entwickeln wir eine biobasierte, witterungsbeständige Fassadenfarbe, die den mikrobiellen Bewuchs physikalisch verhindern soll. Sie könnte WDVS-Fassaden langfristig vor Algen schützen – ganz ohne Biozide.

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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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  • Die Grafik zeigt links mehrere Materialstufen (Compounds, Organoblech, verschiedene Rezyklate) und rechts mehrere Funktionsdemonstratoren (Hocker, Stuhl, Lampe).
    © Studio Jonathan Radetz

    Faserverbundkunststoffe eignen sich für ressourcenschonende und klimafreundliche Leichtbaulösungen. Sie können Autos, Bauelemente, Möbel, Behälter und viele weitere Produkte nachhaltiger machen – insbesondere wenn nachwachsende oder recycelte Rohstoffe zum Einsatz kommen. Doch lassen sich die Produkte auch gut recyceln? Produktdesign, Technik, Abfallströme, Wirtschaftlichkeit: Die beeinflussenden Faktoren sind sehr vielfältig. Wie konzipiert man also marktfähige Produkte aus Faserverbundkunststoffen für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft? In diesem Projekt erarbeiten wir gemeinsam mit dem Designer Jonathan Radetz hierfür eine interdisziplinäre Methode. Ob sie in der Praxis funktioniert, testen wir anhand der Entwicklung eines Sitzmöbels. Darauf aufbauend könnte man in ähnlicher Weise auch für andere (Verbund-)Werkstoffe nachhaltige Entwicklungsmethoden entwickeln.

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  • Das Foto zeigt ein auf dem Boden liegendes Rotorblatt, das quer durchgesägt wurde und größtenteils hohl ist. Die Hülle ist mehrere Zentimeter dick und hat einen bräunlichen Kern (Balsaholz). Im mittleren Bereich ist sie auf der ganzen Länge des Rotorblatts mit einem dunkelgrauen Material (Faserverbundkunststoff) verstärkt. Außerdem befinden sich zur Aussteifung im mittleren Bereich zwei Innenwände (Stege) aus Balsaholz – ebenfalls auf der ganzen Länge des Rotorblatts.
    © Fraunhofer WKI | Peter Meinlschmidt

    Das Hauptziel des EU-Projekts RECREATE ist die Entwicklung von innovativen Technologien zur Förderung der profitablen Wiederverwendung von End-of-Life-Verbundwerkstoff-Komponenten für industrielle Anwendungen. Das Projekt gliedert sich in unterschiedliche technologische Use-Cases und adressiert eine Vielzahl unterschiedlicher Zielsektoren wie Windenergie oder Automobilindustrie. Die Fraunhofer-Institute IWU und WKI arbeiten gemeinsam mit weiteren Partnern an der Gestaltung und Fertigung wiederverwendbarer Faserverbundstrukturen eines Windkraftrotorblattes.

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  • Das Bild zeigt in der Mitte einen Teller aus einem dunkelbraunen Material. Daneben liegt gezeichnetes Besteck.
    © Fraunhofer WKI

    Viele Wegwerfartikel aus Kunststoff sind in der EU verboten. Mehrwegprodukte sind oft die umwelt- und klimafreundlichere Alternative und teilweise bereits gesetzlich vorgeschrieben. Für einige Anwendungsbereiche, in denen eine Mehrweglösung schlecht umsetzbar ist, mangelt es jedoch an einer Lösung für funktionale, umweltschonende Einwegprodukte. Ein möglicher Weg und weiterhin erlaubt: Einwegprodukte aus unmodifizierten natürlichen Polymeren. Für diesen Zweck entwickeln wir gemeinsam mit Forschungs- und Industriepartnern lebensmittelechte Polymerfolien auf Basis von regional verfügbaren, pflanzlichen Reststoffen aus der Nahrungsmittelproduktion. Die Herstellung und die Umformung zu Einweggeschirr und anderen Produkten soll auf bestehenden Anlagen erfolgen. Damit schaffen wir eine wirtschaftlich attraktive Lösung im Sinne der deutschen Bioökonomiestrategie.

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  • Das Foto zeigt mehrere quadratische Proben einer dünnen Sperrholzplatte. Auf der Oberseite der Holzwerkstoffproben befindet sich jeweils ein Hügel eines schwarz-braunen, schaumartigen Materials mit poröser Struktur. Bei jeder Probe ist die Größe und Form des Hügels unterschiedlich.
    © Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau

    Holz als natürlicher und nachhaltiger Baustoff für Gebäude gewinnt immer mehr an Bedeutung. Allerdings gibt es noch keine zufriedenstellende Brandschutzlösung für Holz im Außenbereich. Ein fehlender Flammschutz ist ein Ausschlusskriterium für Holzbauteile bei hohen bzw. großflächigen Gebäuden (Gebäudeklassen 4 und 5), sofern keine kost- und zeitintensive Zulassung im Einzelfall beantragt wird. Gemeinsam mit unserem Projektpartner entwickeln wir eine umweltfreundliche Flammschutzbeschichtung für frei bewittertes Holz. Sie soll ohne zusätzlichen Decklack auskommen und transparent einsetzbar sein. Damit tragen wir dazu bei, dass Holzfassaden und andere Außenbauteile aus Holz in der Bauindustrie stärker zum Einsatz kommen können – zum Beispiel bei Hochhäusern, Schulen oder Krankenhäusern.

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  • Leittechnologie-Projekt: Biobasierte Brennstoffzellen

    FC-Bio – Projektstart / 01. November 2021

    Die 3D-Computergrafik zeigt den Aufbau eines Brennstoffzellenstacks: außen zwei rechteckige, flache Blöcke (Endplatten), dazwischen mehrere dünne Platten mit derselben Höhe und Breite. Die Gesamtform des Stacks ähnelt einem Akkordeon.
    © ZBT GmbH

    In der Nationalen Wasserstoffstrategie legte die Bundesregierung 2020 fest, grünen Wasserstoff als Schlüsseltechnologie für die Energiewende zu etablieren. Die Nachfrage nach Wasserstoff-Brennstoffzellen wird daher künftig steigen, etwa für den Ausbau der Elektromobilität durch Brennstoffzellenfahrzeuge, die Notstromversorgung oder als Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen zur kombinierten Erzeugung von Strom und Wärme für die Industrie (Prozesswärme) sowie Büro- und Wohngebäude (Heizwärme). Bislang bestehen Brennstoffzellen meist aus Metall und petrochemischen Kunstoffen. Ziel dieses Projekts mit zwei Forschungspartnern ist ein biobasiertes Brennstoffzellensystem. Es soll nicht nur nachhaltiger, sondern auch kompakter, leichter und preiswerter sein als herkömmliche Systeme. Das Fraunhofer WKI entwickelt hierfür hochleistungsfähige Holzwerkstoffe sowie Biopolymere zur Fertigung von elektrisch leitfähigen Compounds.

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  • Das Foto zeigt vier Holzwerkstoffplatten mit unterschiedlichen Farben und Strukturen.
    © Studio Sofia Souidi

    Regale, Schränke und andere Möbelstücke bestehen oft aus Holzfaserplatten. Sie werden derzeit meist mit petrochemischen Bindemitteln hergestellt, die gesundheitskritisches Formaldehyd ausdünsten. Mit Unterstützung des Fraunhofer WKI entwickelt die Designerin Sofia Souidi einen Werkstoff aus Holzfasern und Casein – ein formaldehydfreies Bindemittel, das schon vor Jahrhunderten als Klebstoff verwendet wurde. Beigemischte Farbpigmente und Granulate sowie 3D-Formbarkeit sorgen für vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten. Das Material soll aus recycelten Komponenten bestehen und selbst recyclingfähig sein.

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  • Grafische Darstellung des Funktionsprinzips der Klebstoffschaltung.
    © Fraunhofer WKI | Steven Eschig

    Wie kann man Fertighäuser noch effizienter und ressourcenschonender bauen? Gemeinsam mit unseren Projektpartnern entwickeln wir schaltbare Klebstoffe für die stirnseitige Fügung von zementgebundenen Holzwerkstoffplatten. Das ermöglicht die Herstellung von verschnittarmen Endlosplatten. Bisher verfügbare Klebstoffsysteme sind aufgrund begrenzter Verarbeitungszeiten hierfür ungeeignet. Mit schaltbaren Klebstoffen lassen sich Verbindungen einfach herstellen und wieder lösen. Das spart nicht nur Material, sondern erhöht auch die Flexibilität beim Bauen und die Recyclingfähigkeit der Bauelemente.

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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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