Die drei Partner der Karlsruher Forschungsfabrik – wbk Institut für Produktionstechnik, Fraunhofer ICT und Fraunhofer IOSB – sind bei der Hannover Messe 2025 auf einer Reihe von Ständen vertreten.
Wir freuen uns, Sie dort zu treffen und mit Ihnen über unsere Projekte und die Möglichkeiten im Rahmen der Forschungsfabrik ins Gespräch zu kommen!
Angesichts der Knappheit von Metallen wie Lithium, Kobalt und Nickel, die in Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden, sind effiziente Konzepte zur Wiederverwendung gefragt. Besonders nachhaltig ist das direkte Recycling von Batterieelektroden. Dabei werden Aktivmaterialien durch schonende Prozesse funktionserhaltend zurückgewonnen und direkt in die Batterieproduktion rückgeführt. Die Forschenden stellen ein mechatronisches Konzept vor, bei dem das Aktivmaterial der Anode mechanisch durch Bürsten von der Kupferfolie entfernt wird.
Der Fokus der Exponate liegt auf innovativen Materialien, neuen Methoden zur Elektrodenstrukturierung sowie der Modellierung und Simulation von Brennstoffzellen und Elektrolysesystemen. Vor allem betrachten wir dabei Themen wie H2-Sicherheit, Performance- und Degradationstests sowie modellbasierte prädiktive Instandhaltung. Unser Ziel ist der Austausch von Industrie und Forschung, um die Weiterentwicklung und Anwendung von Wasserstofftechnologien voranzutreiben.
Zu unseren Exponaten zählen:
Das Leistungszentrum KAMO: Karlsruhe Mobility ist der Zusammenschluss der Karlsruher Institutionen für Forschung, Lehre und Transfer im Bereich innovativer Mobilitäts- und Logistiklösungen: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Fraunhofer ICT, IOSB, ISI, IWM, Hochschule Karlsruhe (HKA) und FZI Forschungszentrum Informatik. KAMO steht für interdisziplinäre Entwicklung in ihrer gesamten systemischen Breite.
Mit dem hier gezeigten Projekt C2CBridge zielen wir darauf ab, Land und Stadt auf nachhaltige und innovative Weise zu verbinden.
Kreislaufdesign und Monomaterialansatz unter dem Begriff »Morphologieleichtbau«: Alle Bestandteile des Helmes (Schale, Schaum, Tragegurte und Anbauteile) basieren auf dem gleichen Kunststoff, sodass von einem "Monomaterial-Design" gesprochen wird. Hierdurch kann der Helm nach Ende seines Lebenszyklus ohne Zerlegungsschritt mechanisch rezykliert und in die gleiche Anwendung zurück überführt werden.
Darüber hinaus besteht der gesamte Helm aus einem biobasierten Kunststoff (Polylactid). Hergestellt wird er mit am Fraunhofer ICT entwickelten Verarbeitungsprozessen für eigenverstärkten Kunststoff. Durch die gezielte Verstreckung der Polymerfasern entsteht eine hohe Molekülorientierung, welche der Verstärkungswirkung zugrunde liegt. Die Kombination mit passenden Schäumen, Folien und Vliesen desselben Polymers erlaubt eine flexible Anpassung an verschiedene Anwendungen.
Hochratenfertigung von Leichtbaustrukturen für Luftfahrtanwendungen
Das integrale Leichtbau-Rotorblattsegment aus Faserverbundwerkstoff mit Schaumkern wird in einem automatisierten Injektionsprozess hergestellt. Hierdurch ist eine signifikante Reduzierung der Herstellungszeit und des Gesamt-Systemgewichts gegenüber dem Stand der Technik möglich.
Teile des städtischen Verkehrs in die Luft zu verlagern, ist längst kein Zukunftstraum mehr. Innerhalb des Fraunhofer-Leitprojekts ALBACOPTER® soll eine fliegende Experimentalplattform mit der VTOL-Fähigkeit eines Multicopters und den aerodynamischen Vorzügen eines Gleiters entwickelt und für Test- und Demonstrationsflüge zugelassen werden.
In einer Kooperation zwischen dem Fraunhofer WKI, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und weiteren Industriepartnern werden neuartige, ressourcenschonende Leichtbaumaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen entwickelt. Diese Materialien sind recyclingfähig und integrieren Heiz- sowie Beleuchtungsfunktionen.
Das Ziel ist die Schaffung eines hochwertigen Hybridwerkstoffs für Fahrzeuge wie Caravans und Tiny Häuser. Die Sandwich-Deckschichten bestehen aus hochwertigen Furnieren, PLA-Schaum und Buchensperrholz, bieten Wärmedämmung und sind leicht. Eine elektrische Flächenheizung wird in die Struktur integriert, wobei eine spezielle Heizfarbe der Firma Villinger verwendet wird.
Optisch ansprechende Holzarten wie Kirsche und Erle werden als Sichtfurniere genutzt. Die Gestaltung der Möbel- und Innenausbauelemente erfolgt in Zusammenarbeit mit Designern und Tischlern. Das Projekt fördert die Nutzung regionaler Rohstoffe, verringert die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und stärkt die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie
Die KI-Allianz Baden-Württemberg eG hat das Ziel, ein international wettbewerbsfähiges KI-Ökosystem für Baden-Württemberg zu schaffen. Das Fraunhofer IOSB bringt seine Expertise zu offenen Datenräumen und zur Methodik KI-Engineering ein, insbesondere durch die Leitung des Projekts »Datenplattform« der KI-Allianz BW. Hier entsteht eine betriebstaugliche, anpassbare Plattform, über die Unternehmen, öffentliche und wissenschaftliche Einrichtungen gemäß einem Private-Public Partnerschaftsmodell Daten und KI-Modelle teilen können, ohne die Hoheit über die eigenen Daten zu verlieren.
Unser Exponat »KI-Datenfertigungsstraße« veranschaulicht dieses Konzept. Im Stil eines kleinen Werkstattaufbaus zeigen wir, wie Sensordaten in unterschiedlichen Anwendungsbereichen erzeugt und daraus mithilfe von Maschinellen Lernverfahren (ML) in einer ML-Pipeline Informationen gewonnen werden.
In Factory-X bauen mehrere Dutzend Projektpartner ein offenes Datenökosystem für Fabrikausrüster und deren Kunden – angefangen von Fabrikbetreibern über Maschinenbauer und deren Komponentenlieferanten bis hin zu Anbietern von Automatisierungstechnik und industrieller Software. Ziele sind, souveränen Datenaustausch zu ermöglichen sowie Software-Lösungen, so genannte Business-Applikationen, für verschiedene Use Cases zu entwickeln. Factory-X ist ein Leuchtturmprojekt innerhalb der Initiative Manufacturing-X und nutzt Vorarbeiten relevanter Projekte, z. B. Gaia-X und Catena-X. Das Fraunhofer IOSB vertritt die beteiligten Forschungspartner im Steuerungskreis von Factory-X.
Effizientes Ressourcenmanagement: Unsere intelligenten Submodel Templates unterstützen fundierte Entscheidungen zum nachhaltigen Umgang mit Maschinen und Komponenten – sei es am Ende ihrer Lebensdauer, bei Wartungen oder Ausfällen. Sie bilden die Datenbasis für das R-Grading, ein entscheidendes Konzept der Circular Economy.
Mit dem FA³ST Viewer lassen sich die Asset Administration Shells (AASs) von Maschinen und Komponenten sowie deren Submodels visualisieren. Gleichzeitig stellt der FA³ST Service als AAS-Server das Hosting dieser digitalen Zwillinge sicher. Im weiteren Verlauf des Projekts werden zusätzliche Tools aus dem FA³ST Ecosystem integriert, um die Erstellung, Vernetzung und Nutzung von Verwaltungsschalen durch KI-gestützte Prozesse weiter zu optimieren.
Manufacturing as a Service (MaaS) unterstützt den Wandel hin zu flexiblen und resilienten Lieferketten. Durch den automatisierten Abgleich von benötigten und verfügbaren Fertigungskapazitäten, Werkzeugen und Materialbeständen hilft das Konzept MaaS den Herstellern, alternative Lieferanten schnell und einfach zu finden. So werden neue Lieferketten effizienter aufgebaut und die Widerstandsfähigkeit gegenüber unerwarteten Störungen gestärkt – ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer resilienten Produktionsumgebung.
Die Abteilung Informationsmanagement und Leittechnik (ILT) des Fraunhofer IOSB unterstützt diesen Ansatz als wissenschaftlicher Partner. Mit der Entwicklung des Manufacturer Information Service (MIS) schaffen wir eine digitale Lösung, die Herstellern ermöglicht, ihre Angebote und Fertigungsfähigkeiten gezielt sichtbar zu machen. Das MIS erleichtert das Matchmaking zwischen Anbietern und potenziellen Abnehmern und vereinfacht so die Suche nach neuen Partnern und Lieferketten.
Unternehmen stehen bei der Entwicklung und Nutzung von Verwaltungsschalen (AAS) vor zahlreichen Herausforderungen: heterogene Datenquellen, komplexe Spezifikationen und der hohe Aufwand zur Standardkonformität. Das FA³ST Ecosystem reduziert diese Hürden erheblich und ermöglicht eine effiziente, normgerechte Umsetzung.
Dank der modularen Struktur lassen sich Verwaltungsschalen flexibel erstellen, validieren, hosten und nutzen. Auf der Messe demonstrieren wir den Einsatz von FA³ST-Tools für kleine Roboter (Penguin Bots) und Produkte. Zudem haben Besucher die Möglichkeit, mit wenigen Klicks eine einfache AAS als Basis für einen Digital Product Passport (DPP) zu erstellen und – ohne AAS-Vorkenntnisse – interaktiv mit der AAS zu arbeiten.
Von Datenintegration, Modellentwicklung und -training bis zur kontinuierlichen Überwachung im Betrieb: CHAISE, die Tool Chain for AI Systems Engineering.
Aufbauend auf dem PAISE-Vorgehensmodell bietet CHAISE einen Werkzeugkasten für das KI-Engineering - um die Entwicklung von Systemen mit KI-Komponenten praxistauglich zu unterstützen. CHAISE beinhaltet etablierte Open-Source-Komponenten wie JupyterLab als webbasierte Entwicklungsplattform oder MLflow zur Verwaltung von ML-Modellen. Ergänzt werden diese durch eigene Entwicklungen des Fraunhofer IOSB, insbesondere den FROST®-Server zur Verwaltung von Sensordaten sowie die eXplainable Artificial Intelligence (XAI)-Toolbox.
Das Industrial Security Testing Framework ISuTest® ist ein Werkzeug zum Finden von Schwachstellen in den Implementierungen der Automatisierungskomponenten. ISuTest® ist als offenes, erweiterbares Framework entworfen und setzt sich so von kommerziellen Wettbewerbern mit Closed-Source-Software ab. Direkte Zielgruppe von ISuTest® sind Hersteller und Integratoren von Automatisierungskomponenten. Es unterstützt seine Nutzer von der Einrichtung eines Schwachstellentests über die Durchführung bis hin zur Isolation von Schwachstellen zum Nachstellen des Fehlers beim Entwickler, der diese in der Folge beheben kann.
Karlsruher Forschungsfabrik