Jahresbericht 2017

Sicher – digital – vorausschauend!

Sehr geehrte Kunden und Partner des Fraunhofer LBF,

»sicher – digital – vorausschauend«, mit diesem Motto ist das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in sein Jubiläumsjahr 2018 gestartet.

Mit der Gründung des Laboratoriums für Betriebsfestigkeit (LBF) im Jahr 1938 wurde in Darmstadt eine zukunftsweisende Forschungsrichtung eingeschlagen, die bis heute nichts an Aktualität eingebüßt hat. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konzentrierten sich von Beginn an auf die Frage, wie lasttragende Strukturen immer leichter und dennoch kosteneffizient und sicher umgesetzt werden können. Aus dieser Tradition heraus realisierte das Fraunhofer LBF stets fortschrittliche Leichtbaulösungen als Basis für erfolgreiche maschinenbauliche Produkte.

Dies gilt auch heute, erfordert aber mehr denn je eine ganzheitliche Betrachtung, die die verschiedenen Produktlebensphasen von Auslegung, Umsetzung und Betrieb bis hin zum Recycling umfasst. Auch fußen moderne Leichtbaulösungen immer stärker auf Multimaterialsystemen. Ein wichtiger Forschungsfokus ist für uns daher auch der hybride Systemleichtbau. Beiträge aus dem aktuellen Jahresbericht dazu sind etwa die Entwicklung einer effizienten Bemessungsmethode zur betriebssicheren Auslegung hochbelasteter Hybridverbindungen für Kunststoff-Metallbauteile oder die Konzeptentwicklung für ein Flugzeugbugrad aus carbonfaserverstärktem Kunststoffverbund (CFK), mit dem wir ein Leichtbaupotenzial von bis zu 40 Prozent erschließen wollen. Dies erfordert die genaue Kenntnis der für die finalen Struktureigenschaften relevanten Einflussparameter und verlangt die Berücksichtigung von Aspekten der Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit ebenso wie die Beachtung weiterer kundenspezifischer Anforderungen an die Funktionalität von Produkten.

Dementsprechend befassen wir uns auch mit neuen Fertigungsverfahren und deren Einfluss auf finale Produkteigenschaften, wie bei der Additiven Fertigung und der betriebsfesten Bauteilauslegung. Exemplarisch sei dafür ein vom BMWi gefördertes Forschungsprojekt zum vernetzten Produkt- und Produktions-Engineering am Beispiel variantenreicher, ultraleichter, metallischer Fahrzeugkarosserien genannt, zu dem Sie Detailinformationen ebenfalls in diesem Jahresbericht finden.

Selbstverständlich digital
Mit intelligenten Strukturlösungen, tragen wir dazu bei, die Grenzen des technisch Machbaren weiter zu verschieben. Mit der Ausrüstung von Bauteilen und Systemen mit zusätzlichen sensorischen und teils sogar aktorischen Funktionalitäten sowie deren signalverarbeitungstechnischer Vernetzung leisten wir auch einen Beitrag zur digitalen Transformation. Wir kombinieren Leistungen der Off- und Online-Datenerfassung im betrieblichen Feldeinsatz, der Datenanalyse und Dateninterpretation mit der Entwicklung cyberphysischer Test-, Analyse- und Auslegungsmethoden. Wir realisieren Bauteile, die sich selbst überwachen und ihre sichere Resteinsatzdauer vorausschauend bewerten. Und wir leiten auf Basis dieses datenbasierten Wissens Gestaltungs- und Verbesserungsoptionen für Produkte und Prozesse ab und tragen im Kontext von »Industrie 4.0« zur Reduktion von Entwicklungszeiten und zur Steigerung von Produktqualität und Effizienz bei. Wie unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler etwa die Weiterentwicklung von Prüfverfahren mit digitalen Methoden vorantreiben, um die Effizienz und zugleich die Aussagekraft der Prüfungen kontinuierlich weiter zu erhöhen, und viele weitere Ergebnisse aus der Projektarbeit 2017 finden Sie hier Projektübersicht

Herausforderungen gemeinsam meistern
Die Projekt- und Perspektivbeispiele zeigen, dass wir neben der erfolgreichen Bearbeitung öffentlich geförderter Forschungsprojekte auch im zurückliegenden Jahr erneut unsere traditionell sehr enge Zusammenarbeit mit privatwirtschaftlichen Unternehmen fortgesetzt haben. Unser Industrieertrag von gut 57 Prozent belegt erneut, wie ernst wir unseren anwendungsorientierten Forschungsauftrag nehmen.

Das Institut ist hervorragend aufgestellt, um weiterhin markt- und gesellschaftlich relevante Querschnittsthemen wie beispielsweise Ressourceneffizienz und Emissionsreduktion, Elektromobilität, autonomes Fahren oder die Realisierung cyberphysischer Systeme voranzubringen. Dies alles lässt sich nur auf der Basis einer kontinuierlichen, sehr intensiven Kooperation mit Kunden und Partnern aus Industrie und Wissenschaft realisieren, heute genauso wie vor 80 Jahren.

Gemeinsam mit Ihnen wollen wir auch künftig Produktinnovationen und erfolgreiche Lösungen für den Markt gestalten. Als neutraler Partner und FuE-Berater stehen wir Ihnen entlang einer breiten Entwicklungs- und Wertschöpfungskette zur Seite. Sprechen Sie uns an!

Prof. Dr.-Ing. Tobias Melz