Prof. Dr. Eckhard Beyer: Anwendungsorientierte Forschung für die Unternehmen in der Region

Als 1992 mehrere Forschungs-Institute und Einrichtungen der neuen Bundes­länder in die Fraunhofer-Gesellschaft auf­­genommen wurden, bot sich in Dres­­­den die einmalige Chance, Teile der be­­son­ders anwendungsorientierten For­schung fortzuführen und aus­zubau­en. Inzwi­schen ist Dresden mit insgesamt sechs Instituten und fünf wei­teren Ein­­rich­tun­gen zur heimlichen Fraun­hofer-Haupt­stadt Deutschlands geworden. Dank leis­­tungsfähiger Infra­struktur und mo­­derns­ter Anlagentech­nik erwirtschaf­­ten die Dresdner Ins­ti­tute heute einen jährlichen Umsatz von über 100 Millio­nen Euro und für die nächsten Jahre wird weiteres Wachs­tum angestrebt.


Solarwafer_fertig

Die Fraunhofer-Institute in Dresden ent­­wickeln Produkte und Verfahren bis zur industriellen Anwendung. Dabei wer­­den in direktem Kontakt mit dem Auf­trag­geber individuelle Lösungen er­­stellt. Je nach Bedarf arbeiten mehrere Fraun­ho­fer-Institute zusammen, um auch kom­­plexe Systemlösungen zu realisieren. Die Ergebnisse stellen sie der Industrie als Patente, Lizenzen, Wei­­­terbil­dungs­angebote und vor allem in Form von Auftragsfor­schungs­pro­jek­­­ten zur Ver­fügung. So profitieren die Un­­ternehmen zahlreicher Branchen von der wissenschaftlich-technischen Kom­­petenz der Fraunhofer-Einrich­tungen.
Das Fraunhofer-Institutszentrum Dres­den auf der Winterbergstraße ist der zweitgrößte Fraunhofer-Standort in Deutschland und der größte in den neuen Bundesländern. Auf circa 26.000 Quadratmetern Technikums-, Labor- und Büroflächen wirken drei Fraun­ho­fer-In­­s­­titute und ein Teilinstitut. Ge­­mein­sam­keit der Institute ist die For­schung und Entwicklung auf dem Gebiet der Ma­­terial- und Energietechnologien.

So entwickelt beispielsweise das Fraun­hofer IWS Plasmaquellen, die bei At­­mos­­­phärendruck arbeiten und sich da­­mit besonders zur kostengünstigen Fer­­tigung von Solarzellen eignen. Ein eben­so vielversprechender Ansatz zur Kos­tensenkung ist die In-Line-Fertigung siliziumbasierter Dünnschicht-So­­lar­zel­­len in einem Vakuumprozess. Hier las­sen die vom Fraunhofer FEP entwickelten PVD-Technologien eine deutliche Re­­du­­zierung der Beschichtungs­kosten erwarten.
Bereits heute sind einzelne in-Line-taug­­liche Vakuumtech­nologien zur Fertigung von Dünnschicht­solar­zel­len verfügbar und industriell ein­­ge­führt, beispielsweise die Vorbe­hand­lung im Vakuum und Tech­­nologien zur Ab­­schei­­dung von Isolations- und Bar­­rie­re­­schich­­ten, metallischen Kon­tak­ten, transparenten Elektro­­den oder Antire­flex- und Schutz­­schich­­ten.

OLED

Auch der Laser als berührungsloses und gut automatisierbares Werkzeug bietet Optimierungspotenzial in der So­­lar­zel­lenfertigung. Technologie­entwicklun­gen zum Schneiden und Kantenisolieren von mono- und multikristallinen Solarzellen, zur Herstellung von Kontaktbohrungen und Leiterbahnen, zur Strukturierung der Oberfläche, zur Verbesserung der Absorption der Sonneneinstrahlung so­­wie zum Verbinden der Solarzellen über Stringer zu Solarmodulen sind deshalb Entwicklungsschwerpunkte des Fraun­hofer IWS. Und das von Wissenschaft­lern des Instituts patentierte La­­ser­strahl­­härten findet seit Jahren Anwendung im Bereich der klassischen Kraftwerks­technik zur Verbesserung der Effizienz und Standfestigkeit von Lauf­schaufeln für Dampfturbinen.
Die Wissenschaftler des Fraunhofer IKTS haben zusammen mit Partnern aus der Industrie eine Technologie entwickelt, die Brennstoffzellen preisgünstig und langlebig macht. Sie eignen sich als mo­­bile Stromgeneratoren für Camping­fahr­­zeuge, Boote, Lkws oder Pkws, aber auch für stationäre Anwendungen zur Strom-, Wärme- und Kältegewinnung oder zur Verstromung von Biogas in der Land­wirt­­schaft. Im Rahmen eines For­­schungs­pro­jektes zur regenerativen Ener­­gie­er­zeugung wird derzeit eine An­­lage zur Bereit­stellung von Strom und Wärme auf der Basis von nachwachsen­den Roh­stoffen konzipiert und gebaut.

Am Fraunhofer IFAM Dresden werden unter Anwendung und Weiterentwick­lung pulvermetallurgischer Technolo­gien Sin­­terwerkstoffe auf Basis von Metal­len, Verbund- und Gradientenwerkstoffe für das thermische Management in der Elek­­tronik sowie für thermoelektrische Werk­­stoffe, Reibwerkstoffe und Leicht­me­tal­­le entwickelt. Sehr geringe Dich­te, sehr gute Schallabsorption, gutes thermisches Isoliervermögen und eine re­­lativ hohe spezifische Oberfläche zeich­nen die zellularen metallischen Werk­stof­fe des Fraunhofer IFAM aus.

Die drei großen Themenfelder „Ver­kehr Energie Umwelt“ prägen auch das Pro­fil des Fraunhofer IVI. Ob in großen na­­tio­nalen Forschungsprojekten zu hy­­bri­­den oder vollständig emissionsfreien Antriebs­­technologien oder in den europäischen Projekten zur Entwicklung zu­­verlässiger Brennstoffzellenantriebe – stets ist sich das Fraunhofer IVI seiner Verantwortung bei der Bewältigung aktueller und zu­­künftiger Aufgaben­stel­­lungen bewusst.


ALLFA-Ticket

Ein weiteres Technologiefeld der Dresd­­ner Fraunhofer-Institute ist die Mikro­elek­­tronik. Das Angebot des Fraunhofer IPMS richtet sich an Kunden, die die Funk­­tionalität ihrer Produkte durch den Einsatz von organischen Leucht­dio­den und Mikrosystemen mit innovativen Sys­­­temeigenschaften und immer kleineren Ab­­messungen erweitern wollen. Im Fo­­kus stehen verschiedenste App­­lika­tio­nen, die in der Informations­technolo­gie, Me­­­­di­­zin­­technik, Umwelttechnolo­gie, Sich­­er­­heits­­technik oder Automobilzu­liefer­in­dus­­trie, also in nahezu jedem Le­­bens­­­bereich, Einzug halten.
Das Fraunhofer CNT, das als Public Pri­vate Partnership zwischen der Fraun­­hofer-Gesellschaft, AMD Inc. und der Qimonda AG gegründet wurde, forscht in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Halbleiterherstellern an Weiterent­wick­lungen in den Bereichen Neue Ma­­te­ria­lien, innovative Prozessierungstechno­lo­­­­gien sowie Metrologie und Analytik auf atomarer Ebene. Modernste Geräte er­­möglichen die Waferprozessierung mit neuen und etablierten Methoden sowie das Testen innovativer Materialkom­bi­nationen.

Der rechnergestützte Entwurf elektronischer Schaltungen ist schon seit circa 50 Jahren Gegenstand wissenschaftlicher Arbeiten in Dresden. Heute werden im Institutsteil EAS des Fraunhofer IIS international anerkannte Verfahren für den rechnergestützten Entwurf von elektronischen und zunehmend von he­­terogenen Systemen entwickelt. Die erarbeiteten Modelle, Methoden und Werkzeuge dienen der Umsetzung von Produktspezifikationen in Schalt­kreise, elektronische Geräte beziehungsweise heterogene Systeme.

Profilbestimmend für das Fraunhofer IZFP Dresden ist die Entwicklung von Systemen zur Zustandsüberwachung für Kunden aus der Luft- und Raum­fahrt, Umwelttechnik und der chemischen In­­dustrie. In der Industrie werden die auf akustischen und optischen Techniken basierenden Arbeitsergeb­nis­se überall dort eingesetzt, wo si­­cher­­heitstech­ni­sche Aussagen und Qua­li­täts­nachweise ge­­fordert sind.

Nachwuchsforum

Die Entwicklung intelligenter Produk­tionsanlagen, verbunden mit der Opti­mierung der diesbezüglichen Ferti­gungs­prozesse, ist Forschungsschwerpunkt des Fraunhofer IWU. Am Standort Dres­­den werden hochintegrierte intelligente Systeme für den Maschinen- und Fahr­zeugbau auf Basis von „smart materials“ entwickelt. Im Mittelpunkt stehen aktive Kom­­po­­­nen­ten und Multi­funk­­­tions­werk­­­­­­stof­fe so­­­­wie die akus­­ti­sche Ana­­lyse für den Ma­­schi­­­­­­­nenbau und die Fahr­zeug­tech­nik.
Geht es um die ge­samtheitliche Be­­trach­tung der in Verpackungsprozes­sen statt­­findenden komplexen Wech­sel­wir­kun­gen zwischen Füllgut, Pack­mit­tel und Maschine, ist das Fraunhofer AVV ein leis­­tungsfähiger und qualifizier­ter Dienst­leister für industrielle For­schungs- und Entwicklungsarbeiten.

Die elf Fraunhofer-Einrichtungen be­­schäf­tigen zusammen mehr als 1.100 Mitar­beiter. Der alljährlich für herausragende, in die industrielle Nutzung überführ­­te wissenschaftliche Leistun­gen ver­­ge­­be­ne Preis der Fraunhofer-Ge­­sell­­schaft ging seit 1992 bereits acht Mal an Dresdner Institute, ein Be­­weis für die Innovations­kraft der Dresdner Fraun­­hofer-Forscher.

ProfDer Autor wurde 1951 geboren. Nach Studienabschluss und Promotion als Dr. Ing. Physik an der TH Darmstadt arbeitete er zunächst zwölf Jahre am Fraunhofer ILT in Aachen. Seit 1997 ist Eckhard Beyer Leiter des Fraun­hofer-Instituts für Werkstoff- und Strahl­­technik (IWS) und fungiert ab 2009 als Sprecher des Fraunhofer-Institutszent­rums in Dresden.