Innovationscluster AdaM

Wettbewerbsvorteile für den Turbomaschinenbau: Fraunhofer startet Innovationscluster für Ressourceneffizienz in Energie und Mobilität

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Adaptive Produktion für Ressourceneffizienz in Energie und Mobilität

Innovationscluster von Fraunhofer IPT, Fraunhofer ILT und Industriepartnern

Mit dem Ziel, die Ressourceneffizienz in der Energieversorgung und Mobilität durch die Weiterentwicklung wegweisender Technologien und Konzepte zu verbessern, schlossen sich im Jahr 2012 das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT und das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT aus Aachen gemeinsam mit 21 Industriepartnern zum Innovationscluster »AdaM« zusammen. »AdaM« verfügte über ein Gesamtbudget von 10 Mio. € und war auf 2,5 Jahre angelegt. Die Finanzierung erfolgte durch die Fraunhofer-Gesellschaft, das Land Nordrhein-Westfalen sowie die Industriepartner.

Im Rahmen des Projekts entwickelten die Partner innovative Fertigungskonzepte und neue Komponentendesigns, um den Wirkungsgrad der Energiewandlung deutlich zu erhöhen, die CO2-Emissionen zu senken und Ressourcen einzusparen. Anhand konkreter Demonstratoren wurde die gesamte Prozesskette abgebildet und validiert – vom Design über additive Fertigung bis hin zur spanenden Nachbearbeitung. Dabei verzahnten die Ingenieurinnen und Ingenieure die unterschiedlichen Fertigungstechnologien und Prozessschritte so miteinander, dass sie sich optimal an veränderte Anforderungen anpassen.

Die Durchgängigkeit dieses adaptiven Konzepts wendeten die Partner konkret bei Komponenten von Dampf- und Gasturbinen für die Kraftwerksindustrie, Kleingasturbinen für die dezentrale Kraft-Wärme-Kopplung, Flugzeugtriebwerken sowie Turbolader-Systemen für moderne Kraftfahrzeugantriebe an. Im nächsten Schritt analysierten die Partner konventionelle Verfahren, beispielsweise die Dreh- und Fräsbearbeitung, sowie additive Verfahren wie das Laser Powder Bed Fusion (LPBF) und das Laserauftragschweißen (Laser Material Deposition) und entwickelten diese weiter.

Die Entwicklungsarbeiten erfolgten in den fünf Technologieclustern

  • Design
  • CAx-Technologies
  • Machining
  • Laser
  • Roadmapping

Ergebnisse

Das Ziel, einen wesentlichen Beitrag zur Steigerung der Ressourceneffizienz in den Bereichen Energieversorgung und Mobilität zu leisten, wurde erreicht. Den Forscherinnen und Forschern gelang es unter anderem, Einzeltechnologien weiterzuentwickeln sowie komplette Fertigungsprozessketten zu untersuchen und zu demonstrieren. Alle Ergebnisse sind im Abschlussbericht zu finden.

Aufbauend auf AdaM gründeten die beiden Aachener Fraunhofer-Institute IPT und ILT gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Lasertechnik LLT und dem Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen im Oktober 2015 das »International Center for Turbomachinery Manufacturing« (ICTM). Im Jahre 2017 übernahm der neue Lehrstuhl für Digitale Additive Produktion DAP die Aktivitäten des Lehrstuhls für Lasertechnik.