2016 2017 25 JAHRE FRAUNHOFER IKTS
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FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR KERAMISCHE TECHNOLOGIEN UND SYSTEME IKTS
JAHRESBERICHT
2016
2017
25 JAHRE
FRAUNHOFER IKTS
JAHRESBERICHT
2016/2017
Fraunhofer-Institut für
Keramische Technologien und Systeme IKTS
Winterbergstraße 28, 01277 Dresden-Gruna
Telefon +49 351 2553-7700
Fax +49 351 2553-7600
Michael-Faraday-Straße 1, 07629 Hermsdorf
Telefon +49 36601 9301-0
Fax +49 36601 9301-3921
Maria-Reiche-Straße 2, 01109 Dresden-Klotzsche
Telefon +49 351 88815-501
Fax +49 351 88815-509
info@ikts.fraunhofer.de
www.ikts.fraunhofer.de
Jahresbericht 2016/17 1
VORWORT
JAHRESBERICHT 2016/17
Liebe Partner und Freunde des IKTS,
wieder dürfen wir auf ein sehr erfolg- und ereignisreiches Jahr
zurückblicken. Insgesamt haben wir Projekte mit unseren
Industriepartnern in einem Auftragsvolumen von 19 Mio. Euro
durchgeführt. Alle Standorte haben sich damit im direkten Wirt-
schaftsertrag deutlich gesteigert. An unserem Standort in
Dresden-Gruna konnten wir hierbei erstmals an der 11 Mio. Euro
Marke kratzen. Genauso erfolgreich waren wir in der Akquisition
von öffentlich geförderten Projekten (18,6 Mio. Euro), die eben-
falls in Zusammenarbeit mit unseren Industriepartnern durch-
geführt werden. Wir haben damit wieder einmal unsere Rele-
vanz als Forschungspartner für die Industrie bewiesen und
kommen damit auch weiterhin unserer Mission als Fraunhofer-
Institut mit klarem Fokus auf die anwendungsorientierte For-
schung nach. Bei einem Gesamthaushalt von ca. 54 Mio. Euro
hatten wir auch die Möglichkeit, in Vorlaufforschung und wei-
tere Ausrüstung (ca. 3 Mio. Euro) zu investieren. Hier möchten
wir insbesondere den Ländern Sachsen und Thüringen sowie
dem Bund für die Unterstützung danken. Wir sind damit wie-
der bestens gerüstet, auch zukünftig als kompetenter Partner
für die Industrie zur Verfügung zu stehen und freuen uns auf
die weitere Zusammenarbeit.
Als besonders erfreulich ist die Entwicklung unseres neuen
Standorts zur zerstörungsfreien Prüftechnik und Materialdia-
gnostik in Dresden-Klotzsche hervorzuheben. Hier haben wir
im Berichtszeitraum den betriebswirtschaftlichen »turn around«
geschafft und mit einem positiven Ergebnis abgeschlossen.
Das Thema der Prüftechnologien über den gesamten Produkt-
lebenszyklus von Werkstoffen und Systemen, auch über die
Keramik hinaus, bietet ein enormes Potenzial für Prozess- und
Produktinnovationen. Wir werden den Ausbau und die syner-
2 Jahresbericht 2016/17
getische Integration dieser Thematik in unsere Kernkompetenz stoffzellensysteme im »reverse mode« als SOEC (solid oxide
im Bereich der Struktur- und Funktionskeramik konsequent electrolysis cell) zum Einsatz kommen. Die Kombination dieser
weiter verfolgen. Überhaupt werden wir auch zukünftig unserer Technologien zusammen mit unserer Umweltverfahrenstechnik
Strategie, das Feld der technischen Keramik in seiner ganzen erlaubt es, Wertstoffkreisläufe zu schließen (Energiekreislauf,
Breite und über alle Stufen der Wertschöpfungskette abzu- Wasserkreislauf, Rohstoffrückgewinnung). Dies ist auch für die
decken, weiter treu bleiben. Hierbei sind wir immer für neue Landwirtschaft interessant. Zu diesem Thema planen wir derzeit
Themen und Input Ihrerseits offen. ein Forschungscluster mit Partnerinstituten der Fraunhofer-
Gesellschaft.
Für das kommende Jahr sind wir jedenfalls wieder gut aufge-
stellt und werden alle unsere acht Geschäftsfelder, deren Be- Weitere Highlights und Entwicklungstrends aus unseren Ge-
schreibung Sie im vorliegenden Bericht finden, weiter ausbauen. schäftsfeldern haben wir im Bericht zusammengestellt. Ich
Besonderes Augenmerk werden wir erneut auf das Feld der wünsche Ihnen viel Vergnügen beim Durchblättern. Wie immer
Energie- und Umwelttechnologie legen. Hierbei wird der Spei- besteht mein Angebot, von unserer ausgezeichneten Ausstat-
chertechnologie für mobile und stationäre Anwendungen be- tung und unserem hervorragenden IKTS-Team Gebrauch zu
sondere Bedeutung zukommen. Für die mobilen Anwendungen machen. Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit.
konzentrieren wir uns auf Lithium-Ionen-Batterien und sehen
die »solid state«-Batterien als Schwerpunktthema. Auch auf Ihr,
dem Thema »range extender« wollen wir uns verstärken, wobei
hier sowohl Brennstoffzellen als auch Verbrennungskraftma-
schinen betrachtet werden sollen. Im Bereich der stationären
Speicherung konzentrieren wir uns auf die Na/NiCl2-Batterie. Alexander Michaelis
Hierzu konnten wir ein neues Projekt über die Fraunhofer-
Zukunftsstiftung akquirieren, das es uns erlaubt, bis in eine April 2017
Systementwicklung vorzudringen. Bei den Batterien fokussieren
wir neben der Materialentwicklung und -aufbereitung auch
auf neue Prozesstechnologien und werden hier u. a. auch die
additive Fertigung einsetzen, die wir als neues Formgebungs-
verfahren auch in anderen Bereichen stark ausbauen möchten.
Des Weiteren wollen wir das Thema »Keramik für die Wasser-
und Wasserstofftechnologie« weiter ausbauen. Dabei sollen
sowohl unsere Keramikmembranen als auch unsere Brenn-
Jahresbericht 2016/17 3
INHALT
JAHRESBERICHT 2016/17
2 Vorwort
4 Inhalt
Das Fraunhofer IKTS im Profil
6 Kurzporträt
8 Kernkompetenzen
10 Das Fraunhofer IKTS in Zahlen
12 Organigramm
14 Kuratorium
15 Die Fraunhofer-Gesellschaft
Retrospektive
16 Veranstaltungen und Highlights
22 Messerückblick – Wissenschaft trifft Markt
24 Aus den Geschäftsfeldern des Fraunhofer IKTS
Werkstoffe und Verfahren
26 Simulationstool zur optimierten Herstellung von keramischen Bauteilen
27 Funktionelle Dünnschichten mittels Atomlagenabscheidung (ALD)
28 Fügetechnologien für keramische Sensoren
29 Entwicklung neuartiger Glasheizelemente und Bauteile über 2K-Spritzguss
30 3D-Druck von Hartmetallen
31 Poröse Keramik als Diaphragma in Leichtmetallschmelzen
Maschinenbau und Fahrzeugtechnik
32 Charakterisierung von Keramik-Matrixkompositen mit HF-Wirbelstromtechnik
33 Miniaturisiertes System zur intelligenten Signalverarbeitung im Maschinenbau
34 Miniatursensorik für Verpackungsprozesse
Elektronik und Mikrosysteme
35 Miniaturisierter Detektor in keramischer LTCC-Technologie für Frühwarnsysteme
36 Antiferroelektrische Kondensatoren für die Leistungselektronik
37 Biplanar Arrays – Neue Möglichkeiten in der Ultraschallprüfung
38 Formstabile LTCC-Module dank IKTS-Silberpasten
39 Elektrokalorische Kühlelemente in Mehrlagentechnik
40 Kompetenzzentrum Foliengießtechnik Hermsdorf
4 Jahresbericht 2016/17
Energie
41 Entwicklung von Hoch-Energie-Elektroden für Lithium-Ionen-Bipolar-Batterien
42 Neue Werkstoffe für Lithium-Ionen leitende Festelektrolyte
43 Niedrigsinternde Metallisierungen für Heterojunction-Solarzellen
44 Adsorptive Wärmespeicherung mit keramischen Komponenten
45 Verfahren zur kontrollierten Scaleabscheidung aus Thermalsolen
Umwelt- und Verfahrenstechnik
46 Wasser, Energie und Dünger aus Reststoffen der Lebensmittelindustrie
47 Umweltfreundlichere Flockungshilfsmittel für die Wasseraufbereitung
48 Kohlenstoffmodifikationen für Anwendungen in der Membrantechnik
49 Effizientere Sauerstoff-Produktion mit keramischen Membranen
50 Effiziente und preiswerte Siliziumcarbidmembranen für die Flüssigfiltration
51 Indirekte Erdgastrocknung mit hydrophilen Zeolithmembranen
Bio- und Medizintechnik
52 Individuelles strukturiertes Zahnimplantat
53 Biointerface-Studien an Biokeramiken: Weiterentwicklung bestehender Methoden
54 Akustische und induktiv-elektrische Impedanzspektroskopie
55 Sensorik: Keramikbasierte Mikrochipbioanalytik
Optik
56 Optische Detektion anthropogener Schadstoffe in der Wasseraufbereitung
57 Aufskalierung und Optimierung keramischer Konverter für Spezialanwendungen
58 Leuchtstoffbasierte Komposite für die Beleuchtungstechnik
Material- und Prozessanalyse
59 Messung des Mikro-Spannungszustands in 3D-Elektronik-Strukturen mit FIB-DAC
60 Bestimmung mechanischer Kennwerte bis zu höchsten Einsatztemperaturen
61 Optische Dilatometrie in hochreinen Atmosphären
62 Bauteilspezifische Prüfmethoden
63 Mikroplastik – Charakterisierung und Verwitterung
64 Koopertionsausbau in Verbünden, Allianzen und Netzwerken
71 Namen, Daten, Ereignisse
92 Veranstaltungen und Messen – Ausblick
94 Anfahrt zum Fraunhofer IKTS
Jahresbericht 2016/17 5
DAS FRAUNHOFER IKTS
IM PROFIL
KURZPORTRÄT
Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme Durchgehende Fertigungslinien vom Werkstoff zum
IKTS deckt das Feld der Technischen Keramik von der grundlagen- Prototypen
orientierten Vorlaufforschung bis zur Anwendung in seiner ganzen
Breite ab. Hierzu stehen an den Standorten Dresden-Gruna, In allen keramischen Stoffklassen stehen uns sämtliche Standard-
Dresden-Klotzsche und Hermsdorf, Thüringen sowie in mehreren verfahren der Masseaufbereitung, Formgebung, Wärmebe-
Außenstellen hervorragend ausgerüstete Labors und Technika handlung und Finishbearbeitung zur Verfügung. Wo es sinn-
auf mehr als 30 000 m2 Nutzfläche zur Verfügung. Ausgehend voll ist, kann selbst die Phasensynthese am Institut erfolgen. In
von einem umfassenden Werkstoffwissen über keramische der Funktionskeramik besteht eine besondere Kernkompetenz
Hochleistungswerkstoffe erstrecken sich die Entwicklungsarbei- in der Pasten- und Folientechnologie. Mehrere Reinräume und
ten über die gesamte Wertschöpfungskette bis hin zur Prototy- kontaminationsarme Fertigungsbereiche werden bereitgehal-
penfertigung. Das Fraunhofer IKTS bildet einen Dreiklang aus ten, unter anderem für die Technologielinien der Vielschicht-
Werkstoff-, Technologie- und Systemkompetenz, der durch keramik und der hochreinen Oxidkeramik.
eine umfangreiche Materialdiagnose auf höchstem Niveau er-
gänzt wird. Chemiker, Physiker, Werkstoffwissenschaftler und Multiskalenentwicklung
Ingenieure arbeiten im IKTS interdisziplinär zusammen. Alle Ar-
beiten werden durch erfahrene Techniker begleitet. Das Fraunhofer IKTS kann Entwicklungen vom Labor- in den
Technikumsmaßstab übertragen. Für alle relevanten Technolo-
Die Hersteller und vor allem die bestehenden und potenziellen gielinien stehen industrietaugliche Ausrüstungen und Maschinen
Anwender von Keramik stehen als Projektpartner und Kunden aktueller Bauart zur Verfügung, um für Partner und Kunden
im Fokus. Das Fraunhofer IKTS arbeitet in acht marktorientier- die für den Markteinstieg notwendigen Prototypen und Vorse-
ten Geschäftsfeldern, um keramische Technologien und Kom- rien zu realisieren, industrielle Fertigungslinien zu entwickeln
ponenten für neue Branchen, neue Produktideen und neue und Qualitätsprozesse zu implementieren. Somit können Re-
Märkte jenseits der klassischen Einsatzgebiete zu demonstrieren manenzkostenrisiken und Time-to-Market minimiert werden.
und zu qualifizieren. Dazu gehören Maschinenbau und Fahr-
zeugtechnik, Elektronik und Mikrosysteme, Energie, Umwelt- Synergien zwischen den Werkstoffen und Technologien
und Verfahrenstechnik, Bio- und Medizintechnik, Optik und
als übergreifende Querschnittsangebote die klassischen Werk- Die Kombination der unterschiedlichen Technologieplattfor-
stoffe und Verfahren sowie die Material- und Prozessanalyse. men, wie zum Beispiel der Funktions- und Strukturkeramik,
Das Institut bietet sich damit als kompetenter Ansprechpartner erlaubt multifunktionale Bauteile und Systeme, die geschickt
und erster Anlaufpunkt für alle keramikbezogenen Problemstel- Eigenschaften der Keramik ausnutzen. Dies ermöglicht die
lungen an – ein echter »One Stop Shop« für die Keramik. Herstellung innovativer Produkte mit deutlichem Mehrwert
und niedrigen Kosten.
Als unikale Kompetenzen können wir hierbei bieten:
6 Jahresbericht 2016/17
Elektronik und Material- und
Energie Mikrosysteme Optik Prozessanalyse
DIE GESCHÄFTSFELDER DES FRAUNHOFER IKTS
Werkstoffe und Umwelt- und Bio- und Maschinenbau und
Verfahren Verfahrenstechnik Medizintechnik Fahrzeugtechnik
Kompetente Analytik und Qualitätsbewertung Standortübergreifendes Management zur nachhaltigen
Qualitätssicherung
Gerade in keramischen Produktionsprozessen ist eine leistungs-
fähige Analytik und Qualitätskontrolle von Beginn an ein ent- Qualität, Nachvollziehbarkeit, Transparenz und Nachhaltigkeit
scheidender Faktor für die Marktakzeptanz der Produkte. Da gehören für uns zu den wichtigsten Instrumenten zur Differen-
wir sowohl Werkstoffe als auch keramische Herstellprozesse zierung im Wettbewerb. Das IKTS verfügt daher über ein ein-
auf einer fundamentalen Ebene verstehen, gleichzeitig auch heitliches Managementsystem nach DIN EN ISO 9001 sowie
den Entwurf und die Integration komplexer physikalischer über ein Umweltmanagementsystem nach DIN EN ISO 14001.
Prüfsysteme beherrschen, können wir unseren Kunden einzig- Darüber hinaus wird das Institut in seinen Teilbereichen nach
artige Lösungen bei Werkstofffragen in Produktion und Quali- weiteren Richtlinien zertifiziert, unter anderem nach dem
tätsüberwachung bieten. Medizinproduktegesetz und wird regelmäßig verschiedenen
industriellen Audits unterzogen.
Netzwerkbildner
In unseren laufenden Projekten sind wir aktuell mit über 450
nationalen und internationalen Partnern verbunden. Zudem ist
das Fraunhofer IKTS in zahlreichen Allianzen und Netzwerken
aktiv. Innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft sind wir beispiels-
weise im Fraunhofer-Verbund Werkstoffe und Bauteile –
MATERIALS tätig. Darüber hinaus stellt das Fraunhofer IKTS
den Sprecher der Fraunhofer-Allianz AdvanCer, die aus vier
besonders auf die Keramik spezialisierten Instituten besteht.
Wir sind in der Lage, den Aufbau von Netzwerken, die für eine
erfolgreiche Produktentwicklung notwendig sind, zu unter-
stützen und auch über unsere eigenen Möglichkeiten hinaus-
gehende Kompetenzen zu vermitteln oder zu integrieren.
Unsere Arbeiten an der Forschungsfront basieren auf einem
langjährigen Erfahrungs- und Wissensschatz, der auf die
Interessen unserer Partner ausgerichtet ist.
Jahresbericht 2016/17 7
KERNKOMPETENZEN DES FRAUNHOFER IKTS
WERKSTOFFE UND HALBZEUGE
STRUKTURKERAMIK Oxidkeramik Polymerkeramik
Nichtoxidkeramik Faserkomposite
Hartmetalle und Verbundwerkstoffe
Cermets
Schaumkeramik
Pulver und
Suspensionen
FUNKTIONSKERAMIK Isolatoren Pasten und Folien
Dielektrika Lote und Glasdichtungen
Halbleiter Precursorbasierte und
Nanotinten
Ionenleiter
Komposite
Magnete
UMWELT- UND Substrate Membranen und Filter
-- Granulate -- Oxide, Nichtoxide
VERFAHRENSTECHNIK -- Platten -- Zeolithe, Kohlenstoff
-- Rohre -- MOF, ZIF, Komposite
-- Kapillaren -- Ionenleiter, Mischleiter
-- Hohlfasern
-- Waben Katalysatoren
-- Schäume -- Oxide
-- Metalle, CNT
ROHSTOFF-, PROZESSANALYSE Rohstoffanalyse und Prozessbegleitende
Bewertung Charakterisierung in der
UND MATERIALDIAGNOSE, -- Analyse von Partikeln, keramischen Technologie
ZERSTÖRUNGSFREIE Suspensionen und -- Charakterisierung
PRÜFTECHNIK Granulaten -- Prozess-Simulation und
-- Chemische Analyse Auslegung
-- Qualitätsmanagement
Untersuchte Werkstoffe
-- Stahl, NE-Metalle
-- Keramik, Beton
-- Werkstoffe der Halbleiterindustrie
-- Kunststoffe, Verbundwerkstoffe (GFK und CFK)
-- Biomaterialien und -gewebe
Prozessauslegung, Prozessüberwachung,
8 Jahresbericht 2016/17
TECHNOLOGIE KOMPONENTEN UND SYSTEME
Pulvertechnologie Fasertechnologie Bauteilauslegung Optische
Komponenten
Formgebung Additive Fertigung Prototypen-
fertigung Heizsysteme
Wärmebehandlung Pilotfertigung
und Sintern und Scale-up Verschleiß- Medizintechnik und
komponenten Implantate
Finishbearbeitung Beschichtungs-
technologie Werkzeuge Filter
Precursortechnologie
Fügetechnologie
Dickschicht- Dünnschicht- Systemdefinition und Validierung/
technologie technologie Anlagenentwicklung CE-Kennzeichnung
Multilayer Elektrochemisches Modellierung und Prüfstandsbau
-- HTCC, LTCC Abtragen Simulation
Begleitung Feldtests
Aerosol- und Inkjet- Galvanik Konstruktion und
Printing Prototypenbau
Stofftrennung Biomasse- Muster und Prototypen Modellierung und
-- Filtration, Pervaporation Technologie -- Membranen, Filter Simulation
-- Dämpfepermeation -- Aufbereitung -- Membranmodule -- Stofftransport
-- Gastrennung -- Konversion -- Membrananlagen -- Wärmetransport
-- Membranextraktion -- Reaktion
-- Membrandestillation Photokatalyse Filtrationsversuche
-- Elektromembranverfahren -- Labor, Technikum, Feld Reaktorentwicklung
Chemische -- Pilotierung
Katalyse Verfahrenstechnik Anlagenauslegung
Werkstoff- und Bauteilcharakterisierung Bauteil- und Systemverhalten
-- Gefüge und Phasen -- Schadensanalyse
-- Mechanische und physikalische Eigenschaften -- Versagensmechanismen
-- Hochtemperatur-Eigenschaften -- Messung und Simulation des Bauteilverhaltens
-- Korrosion -- Prüfung nach zertifizierten Normen und Prüfungen
außerhalb des Normenbereichs
Technologien Komponenten, Systeme und Services
-- Mikro- und Nanoanalytik -- Sensoren und Sensornetzwerke
-- Ultraschall -- Prüfköpfe und Prüfsysteme
-- HF-Wirbelstrom -- Structural Health Monitoring
-- Optische Methoden -- Datenanalyse und Simulation
-- Röntgenverfahren -- Biomedizinische Sensorsysteme
-- Prüfung nach zertifizierten Normen und Prüfungen
außerhalb des Normenbereichs
Bauteilverhalten, Zuverlässigkeitsanalyse, Lebensdauer- und Qualitätsmanagement, Kalibrierung
Jahresbericht 2016/17 9DAS FRAUNHOFER IKTS
IN ZAHLEN
DAS FRAUNHOFER IKTS IM PROFIL
Haushalt und Erträge Die Integration der zerstörungsfreien Prüftechniken bleibt ein
strategisches Ziel für 2017. Wesentliche Erfolge wurden bei
Der Gesamthaushalt des Fraunhofer IKTS lag 2016 mit einem der Verarbeitung verschiedenster Glaswerkstoffe über pulver-
Volumen von 53,7 Mio. Euro knapp unter dem Niveau des Vor- technologische Routen erreicht.
jahres. Alle drei Kostenstellen trugen zu einem ausgeglichenen
Haushalt bei. Insgesamt wurden 19,6 Mio. Euro Wirtschaftser- Durch den Ausbau der Sintertechnologie am Standort Herms-
träge und damit 3,3 Mio. Euro mehr als im Vorjahr, erreicht. dorf wurden weitere Verbesserungen für die Herstellung von
Für das Gesamtinstitut ergab sich somit ein Gesamt-RhoWirtschaft Membranmodulen erreicht. Dieser Schwerpunkt wird durch
von 38,7 %, das sind 5,3 % mehr als 2015. Zu diesem Erfolg eine Vielzahl weiterer Geräteinvestitionen gestärkt.
trug insbesondere der Standort Hermsdorf mit einem Volumen
von 5,4 Mio. Euro und einem Standortkennwert von 43,1 % Das Bio-Nanotechnologie-Anwendungslabor BNAL in Leipzig,
bei. Der Anteil der EU-Erträge stieg insgesamt um 160 000 Euro als eine von Fraunhofer IZI und Fraunhofer IKTS betriebene
auf 2,8 %. Der Schwerpunkt dieser Projekte ist mit einem An- Aktivität, konnte durch die intensive Arbeit der Attractgruppe
teil von 86 % in Dresden angesiedelt. Über 3 Mio. Euro wurden verstärkten Input für die anderen Standorte geben. Die Kom-
für neue Investitionen an den Standorten genutzt. bination des biologisch-medizinischen Know-hows des Fraun-
hofer IZI mit den Kompetenzen in der Entwicklung neuer
Personalentwicklung Keramikmaterialien und innovativer Messverfahren des Fraun-
hofer IKTS ist dabei die Basis für die Umsetzung internationaler
Die Personalkapazität im Fraunhofer IKTS verblieb 2016 auf Projekte.
dem Niveau von 2015. Die veränderten Kapazitätsbedarfe
wurden durch standortübergreifende Ressourcenverschiebun-
gen abgesichert. Die Zahl der technischen Mitarbeiter stieg um
6 %. Dieses Wachstum wurde durch die geringere Zahl von
Doktoranden und Auszubildenden ausgeglichen. Die Verschie-
bung ist letztlich durch die erfolgreichen Abschlüsse dieser
ausgeschiedenen Mitarbeiter begründet. 2017 sind neue Ein-
stellungen von Auszubildenden geplant. Ein Schwerpunkt wird
in der Definition von Fachkarrieren für Wissenschaftler und
Nichtwissenschaftler liegen.
Erweiterung der Forschungsbasis
Im klassischen Arbeitsfeld des IKTS wird der Bereich der additi-
ven Fertigung weiter ausgebaut. Die erweiterte Ausstattung
erlaubt hier die Verarbeitung von oxidischen und nichtoxi-
dischen Keramiken.
1 0 Jahresbericht 2016/171
Entwicklung des Gesamthaushalts des Fraunhofer IKTS (in Millionen Euro) in den Haushaltsjahren 2011 bis 2016
Entwicklung des Personalbestands des Fraunhofer IKTS
Mitarbeiterzahl 2011 bis 2016, Vollstellenäquivalente Personalstruktur zum 31.12. des jeweiligen Jahres
1 Die Institutsleitung des IKTS, v.l.n.r.: Prof. Michael Stelter, Dr. Christian Wunderlich,
Prof. Alexander Michaelis, Dr. Michael Zins, Dr. Ingolf Voigt.
Jahresbericht 2016/17 11ORGANIGRAMM
Institutsleiter Prof. Dr. habil. Alexander Michaelis
Stellvertretender Institutsleiter / Verwaltungsleiter Dr. Michael Zins
Stellvertretender Institutsleiter / Marketing und Strategie Prof. Dr. Michael Stelter
Stellvertretender Institutsleiter Dr. Ingolf Voigt
Stellvertretender Institutsleiter Dr. Christian Wunderlich
Werkstoffe Sintern und Charakterisierung / Zerstörungsfreie Prüftechnik
Dr. habil. Mathias Herrmann
Nichtoxidkeramik -- Thermische Analyse und Thermophysik*
Dipl.-Krist. Jörg Adler -- Wärmebehandlung
-- Nitridkeramik und elektrisch funktionelle -- Keramografie und Phasenanalyse
Strukturkeramik
-- Carbidkeramik und Filterkeramik
Umwelt- und Verfahrenstechnik
Oxidkeramik
Dr. Sabine Begand Nanoporöse Membranen
-- Werkstoffsynthese und Werkstoffentwicklung Dr. Hannes Richter
-- Pilotfertigung hochreine Keramik -- Zeolithmembranen und Nanokomposite
-- Oxid- und polymerkeramische Komponenten* -- Kohlenstoffbasierte Membranen
-- Membranmuster
Verfahren und Bauteile
Dr. Hagen Klemm Hochtemperaturseparation und Katalyse
-- Pulvertechnologie Dr. Ralf Kriegel
-- Formgebung -- Hochtemperaturmembranen und -speicher
-- Bauteilentwicklung -- Hochtemperaturseparation
-- Finishbearbeitung -- Katalyse und Materialsynthese
-- Verfahrenstechnik und Silikatkeramik
Biomassetechnologien und Membranverfahrenstechnik
* zertifiziert nach DIN EN ISO 13485 Dr. Burkhardt Faßauer
-- Biomassekonversion und Wassertechnologie
-- Mischprozesse und Reaktoroptimierung
Standorte des Fraunhofer IKTS -- Membranverfahrenstechnik und Modellierung
Hauptsitz Dresden-Gruna, Sachsen -- Technische Elektrolyse und Geothermie
Standort Dresden-Klotzsche, Sachsen
Standort Hermsdorf, Thüringen Chemische Verfahrenstechnik und Elektrochemie
Projektgruppe Berlin PD Dr. Matthias Jahn
-- Modellierung und Simulation
Applikationszentren -- Systemverfahrenstechnik
Batterietechnik, Pleißa, Sachsen -- Elektrochemie
Bioenergie, Pöhl, Sachsen
Bio-Nanotechnologie-Anwendungslabor BNAL, Leipzig, Sachsen
Membrantechnik, Schmalkalden, Thüringen
Foliengießzentrum, Hermsdorf, Thüringen
1 2 Jahresbericht 2016/17Technische Universität Dresden
ifWW – Anorganisch-Nichtmetallische Werkstoffe Prof. Dr. habil. Alexander Michaelis
IAVT – Institut für Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik Jun.-Prof. Dr. Henning Heuer
DCN – Dresden Center for Nanoanalysis Prof. Dr. habil. Ehrenfried Zschech
Friedrich-Schiller-Universität Jena
Technische Umweltchemie Prof. Dr. Michael Stelter
Iowa State University
Aerospace Engineering Prof. Dr. habil. Norbert Meyendorf
-- Pulver- und Suspensionscharakterisierung* Elektronik und Mikrosystemtechnik
-- Labor für Qualität und Zuverlässigkeit*, Mechanisches Labor
-- Chemische und Strukturanalyse Intelligente Materialien und Systeme
-- Hartmetalle und Cermets Dr. Holger Neubert
-- Akkreditiertes Prüfzentrum* * akkreditiert nach DIN EN ISO/IEC 17025 -- Multifunktionale Werkstoffe und Bauteile
-- Angewandte Werkstoffmechanik und Festkörper-
wandler
Energiesysteme / Bio- und Medizintechnik -- Systeme für Zustandsüberwachung
Werkstoffe und Komponenten Hybride Mikrosysteme
Dr. Mihails Kusnezoff Dr. Uwe Partsch
-- Fügetechnik und AVT -- Dickschichttechnik und Photovoltaik
-- Hochtemperatur-Elektrochemie und Katalyse -- Mikrosysteme, LTCC und HTCC
-- Keramische Energiewandler -- Funktionswerkstoffe für hybride Mikrosysteme
-- Werkstoffe MCFC -- Systemintegration und AVT
-- Energietechnik-Labore HOT
Systemintegration und Technologietransfer -- Keramische Folien
Dr. Roland Weidl
-- Systemkonzepte Elektronikprüfung und Optische Verfahren
-- Validierung Dr. Mike Röllig
-- Mobile Energiespeicher -- Optische Prüfverfahren und Nanosensorik
-- Stationäre Energiespeicher -- Speckle-basierte Verfahren
-- Dünnschicht-Technologien -- Zuverlässigkeit von elektronischen Mikrosystemen
Bio- und Nanotechnologie Prüf- und Analysesysteme
Dr. Jörg Opitz Jun.-Prof. Dr. Henning Heuer
-- Biologische, immunologische und optische Nanosensorik -- Elektronik für Prüfsysteme
-- Akustische Diagnostik -- Software für Prüfsysteme
-- Wirbelstromverfahren
-- Ultraschallsensoren und -verfahren
Mikroelektronik und Nanoanalytik
Prof. Dr. habil. Ehrenfried Zschech
-- Mikro- und Nanoanalytik
-- Materialien und Zuverlässigkeit für die Mikroelektronik
Projektgruppe Berlin
Dipl.-Ing. R. Schallert
Jahresbericht 2016/17 13KURATORIUM
DAS FRAUNHOFER IKTS IM PROFIL
Durch den Präsidenten der Fraunhofer-Gesellschaft sind folgende
Personen in das Kuratorium des Fraunhofer IKTS berufen:
Dr. A. Beck Dr. W. Köck P. G. Nothnagel
Sächsisches Staatsministerium Plansee SE, Reutte Wirtschaftsförderung Sachsen
für Wissenschaft und Kunst, Geschäftsführender Direktor GmbH, Dresden
Dresden Geschäftsführer
Leiterin des Referats 43 A. Krey
»Bund-Länder-Forschungsein- Landesentwicklungsgesell- M. Philipps
richtungen« schaft Thüringen mbH, Erfurt Endress + Hauser GmbH &
Geschäftsführer Co. KG, Maulburg
Dipl.-Ing. R. Fetter Bereichsleiter Sensorik
Thüringer Ministerium für Dr. R. Lenk
Wirtschaft, Wissenschaft und CeramTec GmbH, Plochingen Dr.-Ing. W. Rossner
Digitale Gesellschaft, Erfurt Leiter des Service Center Ehem. Siemens AG, München
Referat 54 »Institutionelle Entwicklung
Forschung« Dr. K.-H. Stegemann
Dr. C. Lesniak X-FAB Dresden GmbH &
Dr. habil. M. Gude 3M Technical Ceramics, Co. KG
Thüringer Ministerium für Zweigniederlassung der Division Manager Solar Cell
Umwelt, Energie und Natur- 3M Deutschland GmbH, and Module, Manager
schutz, Erfurt Kempten Business Development
Leiter der Abteilung »Energie Senior Laboratory Manager
und Klima« Dr. D. Stenkamp
Dr. H. H. Matthias TÜV Nord AG, Hannover
Dr. P. Heilmann TRIDELTA GmbH, Hermsdorf Mitglied des Vorstands
arXes-tolina GmbH, Berlin Geschäftsführer
Geschäftsführer MR C. Zimmer-Conrad
Dr. R. Metzler Sächsisches Staatsministerium
A. Heller Rauschert GmbH, für Wirtschaft, Arbeit und
Landrat des Saale-Holzland- Judenbach-Heinersdorf Verkehr, Dresden
Kreises, Eisenberg Geschäftsführer Leiter des Referats 37 »Inno-
vationspolitik, Technologie-
förderung«
1 4 Jahresbericht 2016/17DIE FRAUNHOFER-
GESELLSCHAFT
Forschen für die Praxis ist die zentrale Aufgabe der Fraunhofer- Ihren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern bietet die Fraunhofer-
Gesellschaft. Die 1949 gegründete Forschungsorganisation Gesellschaft die Möglichkeit zur fachlichen und persönlichen
betreibt anwendungsorientierte Forschung zum Nutzen der Entwicklung für anspruchsvolle Positionen in ihren Instituten,
Wirtschaft und zum Vorteil der Gesellschaft. Vertragspartner an Hochschulen, in Wirtschaft und Gesellschaft. Studierenden
und Auftraggeber sind Industrie- und Dienstleistungsunterneh- eröffnen sich aufgrund der praxisnahen Ausbildung und Erfah-
men sowie die öffentliche Hand. rung an Fraunhofer-Instituten hervorragende Einstiegs- und
Entwicklungschancen in Unternehmen.
Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt in Deutschland derzeit 69
Institute und Forschungseinrichtungen. 24 500 Mitarbeiterinnen Namensgeber der als gemeinnützig anerkannten Fraunhofer-
und Mitarbeiter, überwiegend mit natur- oder ingenieurwissen- Gesellschaft ist der Münchner Gelehrte Joseph von Fraunhofer
schaftlicher Ausbildung, erarbeiten das jährliche Forschungs- (1787–1826). Er war als Forscher, Erfinder und Unternehmer
volumen von 2,1 Milliarden Euro. Davon fallen 1,9 Milliarden gleichermaßen erfolgreich.
Euro auf den Leistungsbereich Vertragsforschung. Mehr als 70 %
dieses Leistungsbereichs erwirtschaftet die Fraunhofer-Gesell-
schaft mit Aufträgen aus der Industrie und mit öffentlich finan- Fraunhofer-Standorte in Deutschland
zierten Forschungsprojekten. Knapp 30 % werden von Bund
und Ländern als Grundfinanzierung beigesteuert, damit die
Institute Problemlösungen entwickeln können, die erst in fünf
oder zehn Jahren für Wirtschaft und Gesellschaft aktuell werden.
Internationale Kooperationen mit exzellenten Forschungspart-
nern und innovativen Unternehmen weltweit sorgen für einen
direkten Zugang zu den wichtigsten gegenwärtigen und zu-
künftigen Wissenschafts- und Wirtschaftsräumen.
Mit ihrer klaren Ausrichtung auf die angewandte Forschung
und ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechno-
logien spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im
Innovationsprozess Deutschlands und Europas. Die Wirkung
der angewandten Forschung geht über den direkten Nutzen
für die Kunden hinaus: Mit ihrer Forschungs- und Entwick-
lungsarbeit tragen die Fraunhofer-Institute zur Wettbewerbs-
fähigkeit der Region, Deutschlands und Europas bei. Sie för-
dern Innovationen, stärken die technologische Leistungsfähig-
keit, verbessern die Akzeptanz moderner Technik und sorgen
für Aus- und Weiterbildung des dringend benötigten wissen-
schaftlich-technischen Nachwuchses.
Jahresbericht 2016/17 15RETROSPEKTIVE
1 2
28. April 2016
VERANSTALTUNGEN Girls‘Day – ein Zukunftstag für Mädchen
UND HIGHLIGHTS Mädchen und Technik? Mit Sicherheit bei Fraunhofer! Unter
diesem Motto stellte sich das Fraunhofer IKTS in Dresden-Klotz-
sche interessierten Schülerinnen als Ausbilder vor. Im Vorder-
28. Januar 2016 grund stand dabei das Ausprobieren typischer Aufgaben einer
Wettbewerbsvorteil durch Industrie 4.0 – Innovative Physiklaborantin. So testeten die Mädchen verschiedene Mate-
Verfahren und Prozessintegration für die Fertigung rialien im Biegeversuch, präparierten Proben für die Metallogra-
phie und untersuchten metallisches Gefüge unter dem Mikros-
Mehr als 50 Gäste folgten der Einladung von HERMOS Systems kop. Der deutschlandweite Girls‘Day soll Schülerinnen ab der 5.
GmbH, Fraunhofer IKTS und Bechtle AG zum Industrieabend Klasse für Ausbildungsberufe und Studiengänge in IT, Hand-
nach Dresden-Klotzsche. In Fachvorträgen und Laborrundgän- werk, Naturwissenschaften und Technik begeistern.
gen lernten die Teilnehmer Konzepte und Möglichkeiten der
Umsetzung von Industrie 4.0 für das eigene Unternehmen 30. April 2016
kennen. Die drei Veranstalter, die ihre Kompetenzen auf die- Zusammenarbeit zur Additiven Fertigung von Keramiken
sem Gebiet gebündelt haben, stellten ein breites Spektrum an durch Memorandum of Understanding vereinbart
zukunftsweisenden Lösungen zur Optimierung der gesamten
Wertschöpfungskette vor. Durch die Integration innovativer Im Beisein von Sachsens Ministerpräsident Stanislaw Tillich ver-
Automatisierungstechnik, intelligenter Sensorik sowie passge- einbarten die Leiter des Fraunhofer IKTS und des Singapore
nauer IT erhalten Kunden nun maßgeschneiderte Systemlösun- Center for 3D-Printing der Nanyang Technological University
gen aus einer Hand. gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sowie den
Fachkräfteaustausch zwischen Sachsen und Singapur. Gemein-
sam wollen die Partner die Additive Fertigung hochleistungske-
1 6 Jahresbericht 2016/173 4
RETROSPEKTIVE
ramischer Bauteile vorantreiben und so den Einsatz kerami- lokalen Experten aus Wissenschaft und Industrie fortschrittliche
scher Werkstoffe in der Industrie revolutionieren. Die Additive Energietechnologien für die dezentrale Energieerzeugung sowie
Fertigung (3D-Druck) erlaubt den computergestützten, schicht- Potenziale von Gastrennmembranen, Hochtemperaturbrenn-
weisen Aufbau geometrisch sehr komplexer Bauteile, die mit stoffzellen und stationären Batterien.
konventionellen Verfahren bisher nicht herstellbar waren. Dies
ermöglicht die kostengünstige Fertigung von individualisierten 1.–2. Juni 2016
Implantaten und Gebrauchsgegenständen oder sogar von Industrietag »Charakterisierung mechanischer Eigen-
Schmuck. schaften bei hohen Temperaturen«
2. Mai 2016 Die Erfassung von Materialkennwerten ist bei hohen Tempera-
Fraunhofer IKTS eröffnet neues Zentrum für Foliengieß- turen deutlich aufwändiger und komplexer als Raumtemperatur-
technik in Hermsdorf messungen. Der Industrietag mit 30 Teilnehmern stellte aktuelle
Entwicklungen in der Messtechnik und bei Messverfahren spe-
In Anwesenheit des Thüringer Wirtschaftsministers Wolfgang ziell für den Hochtemperaturbereich an Anwendungsbeispielen
Tiefensee wurde in Hermsdorf das europaweit modernste Zen- vor. Auf der begleitenden Industrieausstellung informierten
trum für Foliengießtechnik eröffnet. Der Laborkomplex bietet Hersteller und Dienstleister über Anwendungstrends und state-
verschiedenste Verfahren der Folienherstellung und -abschei- of-the-art-Equipment.
dung sowie Technologien zur Trocknung und Nachverarbeitung
der Folien. Folien aus Keramik und anderen Funktionswerk-
stoffen bilden die Grundlage für viele Produkte des täglichen 1 Schülerinnen untersuchten
Lebens und der Industrie. Sie finden z. B. Anwendung in der am Girls´Day das Verhalten von
keramischen Mikrosystemtechnik (LTCC, HTCC), in Batterie- Werkstoffen unter Belastung im
technologien sowie bei der Filtration und Gasseparation. Für Biegeversuch.
Bau und Ausstattung des neuen Zentrums haben das Thüringer 2 Thüringens Wirtschaftsminis-
Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesell- ter Wolfgang Tiefensee (Mitte),
schaft TMWWDG, die Fraunhofer-Gesellschaft und das Fraun- Dr. Ingolf Voigt (links) und Beate
hofer IKTS insgesamt etwa eine Million Euro investiert. Capraro (rechts) eröffneten das
Foliengießzentrum am IKTS-
25. Mai 2016 Standort Hermsdorf.
Fraunhofer-Workshop »Keramische Technologien für 3 Unterzeichung der MoU
Energieerzeugung und Energiespeicherung« in São Paolo, zwischen dem Fraunhofer IKTS
Brasilien und dem Singapore Center for
3D-Printing in Anwesenheit von
Brasilien zählt derzeit zu den am wenigsten CO2-intensiven Sachsens Ministerpräsidenten
Wirtschaftsnationen der Welt. Der Anteil erneuerbarer Energien Stanislaw Tillich.
beträgt 45 %. Gleichzeitig baut das Land seine Erdöl- und Erd- 4 Teilnehmer des Fraunhofer-
gasproduktion stark aus. Auf dem ersten Fraunhofer-Workshop Workshops zu innovativen Ener-
diskutierten Forscher des Fraunhofer IKTS zusammen mit 40 gietechnologien in São Paolo.
Jahresbericht 2016/17 171 2
RETROSPEKTIVE
10. Juni 2016 lotl seine Beinchen regenerieren kann? Wie auseinanderfallende
Dresdner Lange Nacht der Wissenschaften Bücher computertauglich werden? Und was eigentlich »taktiles
Internet« bedeutet? Das Fraunhofer IKTS stellte zusammen mit
Knapp 2000 interessierte Besucher flanierten »staunend durch Partnern Lösungen vor, wie man Energie effizienter erzeugen,
die Nacht« im Fraunhofer IKTS. An 12 Stationen rund um die speichern und einsetzen kann.
Hochleistungskeramik luden Exponate und Experimente ein,
sich über den 3D-Druck von Keramik, Filtermembranen, kera- 17. August 2016
mische Implantate und Brennstoffzellen zu informieren und bei »Die Sendung mit der Maus« dreht im Fraunhofer IKTS
einer Laborführung unsere Forschung zu Umweltthemen haut-
nah zu erleben. Kinder konnten eine Batterie aus Haushalts- Wie entsteht und funktioniert ein Auto-Katalysator? Um das
waren bauen, den Siebdruck ausprobieren und bei einem Quiz herauszufinden, kam ein Filmteam der »Sendung mit der
ihr Wissen auf die Probe stellen. Mit insgesamt 700 Veranstal- Maus« ins Fraunhofer IKTS in Hermsdorf und filmte die gesamte
tungen und ca. 35 000 Besuchern war es die bisher größte Prozesskette zur Herstellung eines wabenförmigen, kerami-
Lange Nacht der Wissenschaften in Dresden. schen Katalysators, durch den im Auto die Abgase strömen.
Eine chemische Reaktion mit dem Washcoat wandelt dabei
29. Juni 2016 schädliche Stoffe wie Kohlenstoffmonoxid in unbedenkliche
SMWA-Innovationstour zu Gast im Fraunhofer IKTS Stoffe wie Kohlenstoffdioxid und Wasser um. Der Beitrag wurde
am 29. Oktober 2016 ausgestrahlt.
Am 29. Juni besuchte der Sächsische Wirtschaftsminister
Martin Dulig im Rahmen seiner SMWA-Sommertour zum The- 1.–3. Oktober 2016
ma »Innovation und Zukunft« das Fraunhofer IKTS. Im Labor- Tag der Deutschen Einheit
gespräch mit Fachexperten informierte er sich über keramische
Technologien für eine nachhaltige Energiegewinnung und Das Land Sachsen richtete 2016 die zentralen Feierlichkeiten
-speicherung. Neben den Brennstoffzellentechnologien zur zum Tag der Deutschen Einheit aus. Der Dresdner Neumarkt
Energieerzeugung standen die keramische cerenergy®-Batterie wandelte sich in eine »Sächsische Wissenschaftsmeile«, auf
sowie Technologien für die alternative Nutzung und Speiche- der Forschungseinrichtungen und -initiativen mit Exponaten
rung von Stromüberschüssen (Power-to-X, Biogaspellets, Sau- und Experimenten anschaulich demonstrierten wie vielseitig,
erstoffgenerator) im Blickpunkt. wertschöpfend und v. a. spannend Forschung sein kann. Die
Fraunhofer-Institute präsentierten in einem gemeinsamen Pa-
4. Juli 2016 villon Highlights aus der biologischen Forschung, den Material-
Wissenschaftsausstellung auf dem Dresdner Neumarkt wissenschaften und Fertigungstechniken sowie der Nano- und
Mikroelektronik. Das Fraunhofer IKTS stellte einen thermoelek-
Vom 4. Juli bis zum 3. Oktober lud eine Wissenschaftsausstel- trischen Generator zur Stromerzeugung aus Abwärme vor.
lung des Netzwerks DRESDEN concept Passanten auf dem Darüber hinaus informierten zwei Vorträge über die Potenziale
Dresdner Neumarkt ein, die Vielfalt der ansässigen Forschungs- der Hochleistungskeramik für die Energiewende und die per-
einrichtungen zu entdecken. Auf großflächigen Stelen wurden sonalisierte Medizin.
aktuelle Forschungshighlights anschaulich präsentiert. Die Be-
sucher konnten u. a. den Fragen nachgehen, wie oft ein Axo-
1 8 Jahresbericht 2016/173 4
RETROSPEKTIVE
21.–25. August 2016 Veranstaltung entstand aus dem Innovationsdialog im Bundes-
ICC6 | 6th International Congress on Ceramics kanzleramt – eine unabhängige Fachberatung der Bundesre-
gierung mit hochrangigen Vertretern aus Wirtschaft, Wissen-
Auf dem 6. International Congress on Ceramics (ICC6) in Dres- schaft und Gesellschaft zu innovationspolitischen Themen.
den trafen sich mehr als 650 Keramikexperten aus 47 Ländern, Dr. Mareike Wolter vom Fraunhofer IKTS stellte EMBATT vor,
um neuste Innovationen und wissenschaftliche Erkenntnisse ein zukunftsweisendes Batteriekonzept für Elektrofahrzeuge,
im Bereich der Hochleistungskeramik zu diskutieren. Unter dem mit dem eine Reichweite von 1000 Kilometern möglich wird.
Motto »From Lab to Fab« thematisierten rund 400 Referenten
in 16 parallelen Symposien aktuelle Forschungsergebnisse so- 17.–18. Januar 2017
wie deren vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der indus- Vision Keramik 2017
triellen Praxis. Begleitet wurde die ICC6 von einer Industrieaus-
stellung mit 20 Firmen und Institutionen sowie einer Poster- Auf der zehnten »Vision Keramik« diskutierten 110 Teilnehmer
präsentation mit 120 Beiträgen. Erstmalig fand die Konferenz im Thüringischen Hermsdorf neue keramische Entwicklungen
in Deutschland statt. Organisatoren waren das Fraunhofer und Anwendungstrends in Energie- und Umwelttechnik, Me-
IKTS und die Deutsche Keramische Gesellschaft e. V. (DKG) im dizintechnik sowie Mikro- und Nanotechnik. Die präsentierten
Namen der International Ceramic Federation (ICF). Applikationsfelder reichten von der Energieerzeugung und
-speicherung, Aufbereitung von Industrieabwässern, Effizienz-
24.–25. November 2016 steigerung von Verbrennungsprozessen, Sensorsystemen bis
Anodisieren – Oxidschichten von hart bis smart hin zu dentalkeramischen Komponenten. Darüber hinaus wur-
Anodische Oxidschichten können weit mehr als ein effizienter 1 Prof. Michael Stelter präsen-
Korrosionsschutz sein. Die Teilnehmer des Symposiums disku- tierte Sachsens Wirtschaftsminis-
tierten aktuelle Entwicklungen und Trends des Anodisierens ter Martin Dulig Energietechno-
für Medizin, Automobil, Luftfahrt, Energietechnik, Fassaden- logien aus dem Fraunhofer IKTS.
schutz und Umwelttechnik. Schwerpunkte waren u. a. funkti- 2 Sachsens Wissenschaftsminis-
onalisierte Oberflächen, Nanofiltrationsmembranen sowie terin Dr. Eva-Maria Stange am
plasmaelektrolytische Verfahren. Der Einladung nach Dresden IKTS-Stand zum Tag der Deut-
folgten 50 Teilnehmer aus Industrie und Forschung. schen Einheit.
3 ICC6-Kongress im Internatio-
10. Januar 2017 nalen Congress Center Dresden.
Perlen der Forschung – Zukunftsweisende Forschung im 4 Dr. Mareike Wolter stellt Bun-
Sieben-Minuten-Takt deskanzlerin Dr. Angela Merkel,
Bundesforschungsministerin Prof.
Zehn Forscherinnen und Forscher der Fraunhofer- und der Johanna Wanka und Wirtschafts-
Max-Planck-Gesellschaft präsentierten Bundeskanzlerin staatssekretär Dr. Rainer Son-
Dr. Angela Merkel, Bundesforschungsministerin Prof. Johanna towski die EMBATT-Batterie für
Wanka und Wirtschaftsstaatssekretär Dr. Rainer Sontowski zu- Elektrofahrzeuge vor (Copyright:
kunftsweisende Technologien und Konzepte. Die Idee für diese Ausserhofer/MPG).
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RETROSPEKTIVE
den die Potenziale der additiven Fertigung sowie von kerami- Björn Schwarz den mit 10 000 Euro dotierten »Biogas-Innova-
schen Fasern und Verbundwerkstoffen für neuartige Hightech- tionspreis der Deutschen Landwirtschaft 2016« in der Katego-
Produkte aufgezeigt. Im besonderen Maße war die »Vision rie »Wissenschaft«.
Keramik 2017« Dr. Bärbel Voigtsberger und ihrem visionären
Wirken für das Fraunhofer IKTS, den Keramikstandort Herms- 13. Juli 2016
dorf und die Deutsche Keramische Gesellschaft e. V. (DKG) 3D InCities Award 2016 für Fraunhofer-Cluster 3D-Integ-
gewidmet. Sie wurde für ihr Lebenswerk mit der Fraunhofer- ration
Medaille geehrt.
Das Fraunhofer-Cluster 3D-Integration wurde mit dem »3D In-
Preise Cities Award 2016« in der Kategorie »Research Institute of the
Year« ausgezeichnet. Mit diesem Preis werden die herausra-
14. April 2016 genden Forschungsleistungen im Bereich der 3D-Packaging-
Verleihung der NAThüringen-Dauermitgliedschaft an das Technologien des Clusters, in dem sich die Fraunhofer-Institute
Fraunhofer IKTS in Hermsdorf IKTS, IZM, ENAS, EAS und IPMS engagieren, auf internationaler
Ebene gewürdigt.
Am 14. April wurde das Fraunhofer IKTS im Thüringer Landtag
mit einer Dauermitgliedschaft des Nachhaltigkeitsabkommens 30. September 2016
Thüringen ausgezeichnet. »NAThüringen« ist eine freiwillige KGCCI Innovation Award 2016 für Fraunhofer IKTS-
Vereinbarung zwischen der Thüringer Landesregierung und Kooperation mit iBULe photonics
der Thüringer Wirtschaft, in der sich die Akteure zu definierten
Nachhaltigkeitszielen verpflichten. Ziel ist es, die wirtschaftli- Das koreanische Unternehmen iBULe Photonics erhielt den
che Entwicklung Thüringens auch unter dem Aspekt der Nach- »KGCCI Innovation Award« der Koreanisch-Deutschen Indus-
haltigkeit voranzutreiben. Im Jahr 2016 beteiligten sich 450 trie- und Handelskammer in der Kategorie »Wirtschaftsinnova-
Unternehmen. Das Fraunhofer IKTS in Hermsdorf nimmt seit tionen« für die kommerzielle Ultraschallprüfung von Sonder-
2005 jährlich am Nachhaltigkeitsabkommen Thüringen teil werkstoffen. Die eingesetzten Sensoren wurden in enger Zu-
und ist damit eines der ältesten Mitglieder. sammenarbeit mit dem Fraunhofer IKTS und der InfraTec
GmbH aus Dresden entwickelt.
11. Mai 2016
Biogas-Innovationspreis für die Entwicklung von Biogas- 24. Oktober 2016
pellets Prof. Michaelis wird ACerS Fellow of the Society
Stroh galt bislang als schwer verwertbar in Biogasanlagen auf- Die American Ceramic Society ACerS verlieh Prof. Alexander
grund störender Schwimmschichten und einem ungünstigen Michaelis, Institutsleiter des Fraunhofer IKTS, den Titel »Fellow
Masse-Raum-Verhältnis. Die am Fraunhofer IKTS entwickelten of the Society« für sein langjähriges Engagement und heraus-
Biogaspellets aus Stroh garantieren eine deutlich höhere Bio- ragende Beiträge für die angewandte Forschung und Entwick-
gasausbeute bei verbessertem Handling und guter Transport- lung technischer Keramik.
fähigkeit. Für diese erfolgreiche Entwicklungsarbeit im Rahmen
des BMWi-geförderten Forschungsprojekts »EFFIGEST« erhielt
2 0 Jahresbericht 2016/173 4
RETROSPEKTIVE
31. Oktober 2016 sen ermöglichen und damit die Umweltbilanz technischer Pro-
IEC 1906 Award für technische Standards zur Nutzung zesse verbessern.
von Nanomaterialien
23. Januar 2017
Für seine federführende Gestaltung der technischen Standards ACerS Best Paper Award für Publikation zu Partikelfil-
zur Nutzung von Nanomaterialien in nanobasierten elektro- tern
chemischen Speichern erhielt Dr. Mihails Kusnezoff den IEC
1906 Award der Deutschen Kommission Elektrotechnik Elek- Der Best Paper Award (1. Preis) der Engineering Ceramics Divi-
tronik Informationstechnik (DKE). Im Rahmen dieser Initiative sion der American Ceramic Society ACerS ging 2016 an Jörg
wurden drei Standards im Bereich »Nanofertigung-Schlüssel- Adler und Dr. Uwe Petasch vom Fraunhofer IKTS für ihre For-
merkmale« entwickelt und in technische Standard (IEC/TS) schungsarbeiten zur Optimierung von Partikelfiltern für Moto-
umgesetzt. renabgase. Der auf der International Conference on Advanced
Ceramics & Composites in Daytona Beach, Florida präsentierte
15. November 2016 Vortrag zeigt auf, wie optimal eingestellte Membranbeschich-
Dr. Klaus Seppeler Stiftungspreis für Masterarbeit tungen die Effizienz von Partikelfiltern verbessern können.
Für seine Masterarbeit zu Aluminiumknetlegierungen erhielt
Tobias Liebmann den diesjährigen Dr. Klaus Seppeler Stiftungs-
preis der Gesellschaft für Korrosionsschutz e. V. (GfKORR). Diese
Legierungen sind sehr fest und werden als Leichtbauwerkstoff 1 Fraunhofer-Vorstand
z. B. im Außenhautbereich von Flugzeugen genutzt. Mittels Prof. Alfred Gossner überreichte
Anodisieren können Metalle vor Korrosion geschützt oder für Dr. Bärbel Voigtsberger zur Vision
das Kleben bzw. Lackieren mit Legierungen vorbereitet werden. Keramik 2017 die Fraunhofer-
Mit den neu gewonnenen Kenntnissen ist man nun in der Medaille.
Lage, Anodisierverfahren noch gezielter anwenden zu können 2 Verleihung der NAThüringen-
und geeignete Parameter für einen optimalen Korrosions- Dauermitgliedschaft an Dr.
schutz von Werkstoffen zu generieren. Ingolf Voigt und Dr. Jürgen Böer.
3 ACerS-Präsident Dr. Mrityunjay
16. November 2016 Singh verleiht Prof. Alexander
Dissertation zu keramischen Thermoelektrika ausge- Michaelis den Titel »Fellow of
zeichnet the Society«.
4 Preisverleihung des IEC 1906
Dr. Bing Feng erhielt für seine Dissertation zu keramischen Awards, v.l.n.r.: Michael Teigeler
Thermoelektrika den »Nachwuchspreis der Deutschen Ther- (Geschäftsführer der DKE), Dr.
moelektrik-Gesellschaft (DTG)«. Die im Rahmen der Dissertation Mihails Kusnezoff (Fraunhofer
entwickelten keramischen Nano-TEG-Werkstoffe und Module IKTS) und Dr. Bernhard Thies
sind effizient und preiswert. Sie sollen perspektivisch eine wirt- (Sprecher der Geschäftsführung)
schaftlich attraktive Nutzung von Abwärme in Industrieprozes- (Quelle: DKE).
Jahresbericht 2016/17 211 2
RETROSPEKTIVE
MESSERÜCKBLICK 2016 –
WISSENSCHAFT TRIFFT MARKT
Zukunftsweisende Keramiktechnologien für Energiespeicher und tersuchung per Knopfdruck. Mittels Ultraschallwellen werden
-wandler, personalisierte Medizin und energieeffiziente Stoff- Risse und andere Fehlstellen aufgespürt.
trennverfahren: Das Fraunhofer IKTS präsentierte seine For-
schungshighlights 2016 auf 41 Messen im In- und Ausland. Ein weiterer Schwerpunkt bei den Messeauftritten des Fraun-
hofer IKTS war die Additive Fertigung. Digitalisierte Datensätze
Auf der Energy Storage in Düsseldorf wurde den Besuchern die werden seit Jahren von 3D-Druckern zu plastischen Metall- oder
kostengünstigste Batterie der Welt vorgestellt, die derzeit am Kunststoffbauteilen umgesetzt. Das Fraunhofer IKTS hat diesen
Fraunhofer IKTS entwickelt wird. Mit cerenergy® haben die For- Weg nun auch für biokompatible Hochleistungskeramiken geeb-
scher einen preiswerten und wartungsfreien Hochtemperatur- net und auf der MedTec in Stuttgart und der AMX in Luzern
akku entwickelt, der auch große Strommengen aus Windkraft- die Zukunft der personalisierten Medizin aufgezeigt. Mit ver-
anlagen, Solarparks oder Brennstoffzellen stationär speichert. schiedenen und zum Teil auch kombinierten additiven Verfahren
Mit der Kombination aus leicht verfügbaren Rohstoffen, wie lassen sich Knochenimplantate, Zahnersatz oder chirurgische
Tonerde oder Kochsalz, und modernen keramischen Verfahren Werkzeuge in beliebigem Design werkzeugfrei und ressourcen-
sind Systemkosten von weit unter 300 Euro/kWh realisierbar. effizient fertigen. Insbesondere der 3D-Druck bietet auch für
Auch auf der Hannover Messe wurde unter dem Leitthema Hartmetalle größte Gestaltungsfreiheit in einer Qualität, die sich
»Integrated Energy – das Energiesystem der Zukunft« die ge- mit konventionell gefertigten Komponenten vergleichen lässt.
samte energiewirtschaftliche Wertschöpfungskette betrachtet. Auf der WorldPM in Hamburg erfuhren Besucher, welche Mög-
Das Fraunhofer IKTS stellte in diesem Rahmen keramische ther- lichkeiten sich dadurch für den Werkzeugbau eröffnen.
moelektrische Generatoren (TEG) vor, die zum einen wirtschaft-
lich herstellbar und zum anderen sogar bei extrem hohen Tem- Die Aktivtäten des Fraunhofer IKTS im Bereich der Membranver-
peraturen von 1000 °C einsetzbar sind. Beim weltgrößten Indus- fahrenstechnik spielten auch bei den Messebeteiligungen 2016
trietreff in der niedersächsischen Landeshauptstadt hatte zudem wieder eine große Rolle. Die weltweit größten Ölreserven lagern
eine neue Entwicklung aus dem Bereich Zustandsüberwachung in Kanada und Saudi-Arabien. Das Öl ist dort in Sand gebunden
Premiere. Das Fraunhofer IKTS zeigte seine neuartige Sensor- und wird seit der Jahrtausendwende gefördert – ein aufwendiger
manschette für die permanente Überwachung von Offshore- Prozess, der den Einsatz großer Wassermengen erfordert. Auf
Windanlagen. Die Fundamente solcher Anlagen sind in bis zu der IFAT in München informierten IKTS-Forscher über einen
40 Metern Tiefe verankert. Dies verlangt den Tauchern, die in Ansatz zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit,
regelmäßigen Abständen die besonders gefährdeten Schweiß- indem das Abwasser mit keramischen Nanofiltrationsmembra-
nähte an den Verankerungen überprüfen müssen, einiges ab. nen für weitere Prozessschritte nutzbar gemacht wird. Aufgrund
Mit der neuen Sensormanschette ist dieser bisher mühselige und ihrer Resistenz gegenüber organischen Bestandteilen und Ölen,
langwierige Prozess unter Wasser innerhalb von wenigen Minu- ihrer Entsalzungseigenschaften und ihrer Temperaturstabilität
ten erledigt. Für die Messung koppelt der Taucher ein Handgerät sind diese Membranen bestens für die effiziente Ölaufbereitung
über eine Schnittstelle an die Manschette an und startet die Un- geeignet.
2 2 Jahresbericht 2016/173 4
RETROSPEKTIVE
European 3D Summit Powtech WCNDT Thüringer Unternehmertag
Grenoble, 18.–20. Januar Nürnberg, 19.–21. April München, 13.–17. Juni Erfurt, 9. November
Nanotech Hannover-Messe Actuator MEDICA
Tokio, 27.–29. Januar Hannover, 25.–29. April Bremen, 13.–15. Juni Düsseldorf, 13.–17. November
Photonics West Biogas-Innovationskongress Rapidtech Formnext
San Francisco, 16.–18. Februar Osnabrück, 26.–27. April Erfurt, 21.–23. Juni Frankfurt a. M.,
15.–18. November
FC Expo Control EFCF
Tokio, 2.–4. März Stuttgart, 26.–29. April Luzern, 5.–8. Juli Thüringen Erneuer!bar
Weimar, 17. November
Battery Japan Printed Electronics ICC6
Tokio, 2.–4. März Berlin, 27.–28. April Dresden, 21.–25. August ADeKo-Konferenz
Dresden, 17.–18. November
Essener Tagung ACHEMAsia Ostthür. Kooperationsbörse
Essen, 2.–4. März Peking, 9.–12. Mai Dornburg, 15. September Hagener Symposium
Hagen, 24.–25. November
JEC World Composites PCIM Europe AM Expo
Paris, 8.–10. März Nürnberg, 10.–12. Mai Luzern, 20.–21. September Composites
Stuttgart, 29. November –
Energy Storage Sensor+Test Innotrans 1. Dezember
Düsseldorf, 15.–17. März Nürnberg, 10.–12. Mai Berlin, 20.–23. September
ThEEN-Innovationsdialog
Electronica China Innovationsforum WorldPM Erfurt, 30. November
Shanghai, 15.–17. März SpreuStroh Hamburg, 9.–13. Oktober
Chemnitz, 19.–20. Mai 1 Dr. Matthias Schulz präsen-
Thür. Trinkwassertagung World Cancer Congress tiert cerenergy® in Hannover.
Jena, 6.–7. April IFAT Paris, 31. Oktober – 2 Fraunhofer-Präsident Prof.
München, 30. Mai – 3. Juni 3. November Reimund Neugebauer informiert
MedTec Europe sich bei Dr. Holger Neubert über
Stuttgart, 12.–14. April Woche der Umwelt FAD-Konferenz Zustandsüberwachungssysteme.
Berlin, 7.–8. Juni Dresden, 3.–4. November 3 Dr. Sylvia Gebhardt präsen-
Wind & Maritim tiert piezokeramische Bauteile
Rostock, 13.–14. April Cancer Diagnostics Electronica auf der Actuator.
Rom, 13.–15. Juni München, 8.–11. November 4 Stefan Rothe erklärt Brenn-
ThEGA-Forum stoffzellentechnologien auf dem
Weimar, 18. April European Fuel Cell Forum Luzern.
Jahresbericht 2016/17 23Sie können auch lesen
