Veranstaltung für Studierende

Das Immersive Engineering Lab ist eine Arbeits- und Präsentationsumgebung, in welcher immersive 3D-Darstellungen gezeigt werden. Dabei handelt es sich um eine detailgenaue und anmutungstreue Echtzeitvisualisierung in Virtual Reality (VR). »Virtual Prototyping« lässt sich auf verschiedene Branchen anwenden. Dabei stehen nicht nur VR-Technik und Softwareschnittstellen zur nahtlosen Datenintegration im Forschungsfokus, sondern auch die Methodik zur Gestaltung individueller »VR-Sessions« zur kollaborativen Entscheidungsfindung. Am eigenen Gebäude wird exemplarisch gezeigt, wie Architekturmodelle zu maßstäblich erleb- und begehbaren virtuellen Bauwerksprotoypen werden und wie eine »immersiven Baubesprechung« für effizientere Entscheidungen durchgeführt werden kann.

Im Digital Engineering Labor werden aktuelle Trends aus Forschung und Wirtschaft für zukünftige Ingenieurinnen und Ingenieure vorgestellt und an ausgewählten Demonstratoren vorgeführt. Das Produkt und seine Produktion werden digital erlebbar gemacht, bevor sie real existieren. Schwerpunkt sind innovative Methoden und Werkzeuge, die dabei unterstützen, Produkt- und Produktionsentwicklung noch effizienter und qualitativ hochwertiger auszuführen.

Ein Plasma ist ein gasartiger Zustand, bei dem viele Gasteilchen geladen bzw. ionisiert sind. Mit dem Auge ist es als ein helles Leuchten wahrnehmbar und tatsächlich basieren viele Lichtquellen auf Plasmen. Außer, dass die Plasmen leuchten und viele Ionen enthalten, finden in ihnen auch chemische Prozesse statt. Bei Fraunhofer forschen wir anwendungsorientiert – deswegen fragen wir: Wie lassen sich Plasmen nutzen?

Das wichtigste Anwendungsgebiet ist die Oberflächenbearbeitung. Mithilfe von Plasmen können dünnste Schichten auf Oberflächen aufgetragen werden. Somit lassen sich Materialien »funktionalisieren«, also mit bestimmten gewünschten Eigenschaften ausstatten. Beispiele sind etwa Kratzschutzschichten, wasserabweisende oder Anti-Eis-Beschichtungen. Abhängig von ihren chemischen Zusammensetzungen können Plasmen aber auch genutzt werden, um Materialien hochpräzise zu ätzen. So werden Computer- und Handychips hergestellt.

Plasmen werden auch zur Reinigung und Entkeimung von Oberflächen eingesetzt oder im Bereich der Wasserreinigung. Das funktioniert vor allem über chemische Prozesse, über UV-Licht aus dem Plasma und den Beschuss der Oberfläche mit Plasmaionen. Das Fraunhofer IGB entwickelt Verfahren für all diese Anwendungsfelder.

An unserem Institut zeigen wir die vielfältigen praktischen Möglichkeiten, die Plasmen für die Industrie bieten – vom Vereisungsschutz von Flugzeugtragflächen über die Veredelung von Textilien bis hin zur Behandlung von Implantaten oder Dialysemodulen zur Blutreinigung in der Medizintechnik.

Auf der Suche nach neuen, regenerativen Rohstoffquellen könnte man Mikroalgen leicht übersehen. Doch die wenige Mikrometer großen Wasserpflanzen haben ein enormes Potenzial als Lieferant von chemischen Grundstoffen unter anderem für Nahrungsmittel und Pharmazeutika. Dabei sind sie äußerst genügsam – mehr als Sonnenlicht, Kohlenstoffdioxid, Nitrat und Phosphat brauchen sie nicht, im Gegensatz zu »normalen« Landpflanzen wachsen sie sehr schnell und brauchen dafür keine Ackerfläche. Aus so wenig holen sie aber ein Maximum heraus:

Je nach Art produzieren die Mikroalgen unterschiedliche Stoffe. Am Fraunhofer IGB zeigen wir, wie zum Beispiel Omega-3-Fettsäuren oder Fucoxanthin, ein Lebensmittelfarbstoff mit gesundheitsfördernden Eigenschaften, aus Algenbiomasse gewonnen werden.

Auch eine energetische Nutzung ist möglich, denn weitere Algenprodukte sind Stärke und Lipide, die sich in Bioethanol umsetzen lassen bzw. als Biodiesel Verwendung finden. Da Algen in der Lage sind Kohlenstoffdioxid für ihr Wachstum zu nutzen, können sie eine CO₂-neutrale Kraftstoffquelle für die Zukunft sein.

Ausgehend von der Entwicklung neuer Lacke und Lackkomponenten über die Lackapplikation bis zum Entwickeln, Modellieren und Simulieren von produktionsgerechten Prozessen, reichen die Themen und Projekte von Industriekleinaufträgen bis zu aufwändigen bilateralen oder konsortialen Forschungsprojekten. Höhere Auftragswirkungsgrade, kürzere Durchlaufzeiten, Energie- und Materialeinsparung und neue Materialien sind gesuchte Lösungen, welche nach Unterstützung bei der Umsetzung und Integration die Prozesseffizienz deutlich erhöhen. Die gesamte Prozesskette von der Lackentwicklung, Lackherstellung, Lackiertechnik bis zum beschichteten Produkt wird in der Abteilung abgebildet.

Maschinelles Lernen kombiniert mit Produktionstechnik zur kontinuierlichen Selbstanalyse und Selbstoptimierung von Fertigungs- und Montageanlagen. Wir erforschen und entwickeln in unserem interdisziplinären Team aus Steuerungstechnikern, Big Data Architekten, Data Scientists und Produktionstechnikern Werkzeuge und Algorithmen aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz. Unser Arbeitsalltag ist dabei sehr praxisnah und bindet aktiv Maschinen- und Anlagenhersteller und –Betreiber mit ein. Dies ist nötig, um Anwendbarkeit und Robustheit unserer Systeme nachvollziehen und hierauf aufbauend unsere Innovationen ständig vorantreiben zu können.   

Thema: Die Abteilung »Roboter- und Assistenzsysteme« gestaltet Roboter und Automatisierungslösungen für industrielle Anwendungen und für den Dienstleistungsbereich. Schlüsseltechnologien werden entwickelt und in innovative Industrieroboter, Serviceroboter und intelligente Maschinen umgesetzt. Die Studenten erleben während der Lab Tour Highlights an vergangenen Roboterentwicklungen sowie modernste Versuchsumgebungen. So wird z.B.die ROS-I Zelle im Versuchs-Feld präsentiert. Gezeigt wird der einfache Zusammenbau der Steuerungssoftware für eine Roboteraufgabe aus Softwarekomponenten.  Ergänzend erhalten die Teilnehmenden einen kurzen Vortrag von aktuellen Arbeiten der Forschungsgruppe mit der Möglichkeit Fragen zu stellen.