Die neuen Projekte behandeln Themen von flexiblen Mehrwellenlängen-Laserquellen über biointelligente Produktions- und Logistiksteuerung, optimierte elektrische Maschinen, autonome Roboterplanung für flexible Fertigung, programmierbare Wicklungen in Antrieben bis hin zu metallpulverbasierten additiven Fertigungsverfahren.
Neue Bottom-Up-Projekte am ICM gestartet: Sechs Forschungsansätze für die Mobilität und Produktion der Zukunft
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Am InnovationsCampus Mobilität der Zukunft (ICM) sind sechs neue Bottom-Up-Projekte (BUP) gestartet. Im Rahmen der Gesamtförderung des ICM richten sich die Bottom-Up-Projekte an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf frühen Karrierestufen. Sie erhalten die Möglichkeit, neuartige Ideen, Technologien und Ansätze zu entwickeln. Der Fokus liegt auf explorativen, risikobehafteten Vorhaben, die von außergewöhnlichen Ideen oder visionären Konzepten ausgehen und die laufenden Forschungsmaßnahmen des Campus sinnvoll ergänzen.
FastSHG: Ultraschnelle flexible Frequenzverdoppelung
Laser sind Schlüsseltechnologien moderner Produktionsprozesse, werden bislang jedoch meist mit festgelegten Wellenlängen eingesetzt. FastSHG entwickelt ein kompaktes Modul, das es erlaubt, die Wellenlänge eines Lasers flexibel, präzise und schnell anzupassen. Dabei kann ein gepulster Infrarotlaser (IR) bei Bedarf in sichtbares Licht (VIS) umgewandelt werden, wobei sowohl das Verhältnis von infraroter zu sichtbarer Strahlung als auch der zeitliche Abstand der Pulse gezielt einstellbar ist. Anwender erhalten so ein vielseitiges Mehrwellenlängen-Werkzeug, das sich optimal an unterschiedliche Materialien und Bearbeitungsaufgaben anpassen lässt und neue, effiziente Prozessstrategien ermöglicht.
LOGbiotik: Steuerungssystem für biointelligente Logistik und Produktion
Zukünftige biointelligente Produktionssysteme sollen ähnlich wie biologische Systeme flexibel, dezentral, resilient und ressourceneffizient arbeiten. Klassische Steuerungen stoßen dabei an ihre Grenzen. LOGbiotik entwickelt ein biologisch inspiriertes Steuerungssystem, das Produktions- und Logistiknetzwerke dynamisch organisiert. Produktionseinheiten agieren autonom, schließen sich je nach Aufgabe temporär zu Clustern zusammen, reorganisieren sich selbstständig oder führen Ressourcen nach der Nutzung wieder in Kreisläufe zurück. Unternehmen profitieren von robusteren Abläufen, geringerem Ressourcen- und Energieverbrauch sowie einer zentralen technologischen Grundlage für biointelligente und nachhaltige Produktionssysteme.
BiFra-EM: Bionisch inspirierte Fraktalstrukturen für Elektromotoren der Zukunft
Die Effizienz und Leistungsdichte elektrischer Maschinen hängen stark vom Luftspalt zwischen Rotor und Stator ab. BiFra-EM untersucht, wie fraktale, bionisch inspirierte Oberflächenstrukturen diesen Luftspalt optimieren können. Durch eine vergrößerte effektive Interaktionsfläche soll der magnetische Fluss verbessert werden, ohne grundlegende Maschinenkonzepte zu verändern. Das Projekt liefert grundlegende Erkenntnisse für die Elektromotorenentwicklung – mit Potenzial für zahlreiche Anwendungen von der Elektromobilität bis zur nachhaltigen Luftfahrt.
APTree+: Autonome Aufgaben- und Bewegungsplanung von Robotern für flexible Fertigung
In der industriellen Praxis werden Roboteraufgaben oft noch manuell geplant und sind nur schwer an neue Produkte oder Prozessänderungen anpassbar. Schon kleine Änderungen führen zu hohem Aufwand und Fehlern. APTree+ entwickelt Ansätze, mit denen mehrere Roboter ihre Aufgaben und Bewegungen selbstständig planen, anpassen und aufeinander abstimmen können, auch wenn sich die Bedingungen in der Fertigung ändern. Grundlage dafür sind intelligente Entscheidungsstrukturen und neuartige Kommunikationsprotokolle zwischen Planern und Robotern. Unternehmen profitieren von deutlich mehr Flexibilität, geringerem Planungsaufwand und einer besser skalierbaren Automatisierung.
ProWin: Programmierbare Wicklungen für elektrische Maschinen
Elektrische Maschinen in modernen Elektrofahrzeugen werden heute mit fest verschalteten Wicklungen ausgelegt. Diese Standardlösung ist ein Kompromiss, da sie nie für alle Betriebspunkte optimal ist. ProWin untersucht das Potenzial programmierbarer Wicklungen, deren Verschaltung während des Betriebs angepasst werden kann. Ziel ist es, Effizienzgewinne, zusätzliche Verluste und die technische Umsetzbarkeit systematisch zu bewerten und in einem Demonstrator sichtbar zu machen. Langfristig ermöglichen programmierbare Wicklungen effizientere, leistungsdichtere Antriebe mit höherer Reichweite, geringerem Gewicht und kleineren Abmessungen.
AddEcoJet: Nachhaltige Metallpulver für die additive Fertigung
In metallpulverbasierten additiven Fertigungsverfahren (Additive Manufacturing, AM) fallen bei der Pulverherstellung große Mengen grober Metallpulver an, die bisher kaum genutzt werden. Dadurch steigen die Materialkosten für AM-Werkstoffe und die Wirtschaftlichkeit vieler Verfahren wird beeinträchtigt. AddEcoJet untersucht, wie diese groben Pulver im Binder Jetting-Verfahren verarbeitet werden können. Durch gezielte Pulvermodifikation und optimierte Sinterstrategien sollen Bauteildichte, Festigkeit und Oberflächenqualität deutlich verbessert werden. So werden Materialkosten gesenkt, die Effizienz der Pulververarbeitung erhöht und die Wettbewerbsfähigkeit des Binder Jettings als skalierbares, metallpulverbasiertes Fertigungsverfahren gestärkt.
Mit den neuen Bottom-Up-Projekten erweitert der ICM sein Forschungsportfolio um visionäre Ansätze, die zentrale Zukunftsfragen von Mobilität und Produktion adressieren und neue technologische Entwicklungspfade eröffnen.
Kontakt
Fachlicher Kontakt:
Thilo Zimmermann
Leitung Forschungskoordination
fk(at)icm-bw.de
Kontakt für Medien:
Teresa Mittner
Marketing und Kommunikation
medien(at)icm-bw.de