Starke Werkstoffforschung für eine starke Industrie: Fraunhofer-Verbund legt Positionspapier vor

»Im verarbeitenden Gewerbe in Deutschland entfallen 35 bis 55 Prozent der Kosten auf Materialien. Wenn man diese Größenordnung bedenkt, ist die Werkstoffforschung in der Forschungspolitik unterrepräsentiert«, sagt Prof. Peter Elsner, Vorsitzender des Fraunhofer-Verbunds MATERIALS. Zum Vergleich: Der Energiekostenanteil liegt lediglich bei 2 bis 8 Prozent. »Die Steigerung der Materialeffizienz hat also eine fast zehnmal höhere ökonomische Hebelwirkung als die so häufig diskutierte Energieeffizienz. Das zeigt, wie viel mit innovativen Lösungen aus der Materialforschung für die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen erreicht werden kann. Auch die Digitalisierung, etwa mit dem Bedarf an Werkstofflösungen für die Industrie 4.0, bringt erheblichen Forschungsbedarf mit sich«, so Elsner.

Im Positionspapier »Ideen MATERIALisieren! – Zukunft der Werkstoffforschung« stellt der Fraunhofer-Verbund die Leistungsfähigkeit der Werkstoffforschung heraus und benennt wichtige Handlungsfelder, um die Industrie in Deutschland und Europa weiter mit zukunftsweisenden Lösungen unterstützen zu können. Dazu gehören etwa das Erarbeiten einer digitalen Werkstoffagenda für Deutschland, die Unterstützung industrieller und wissenschaftlicher Netzwerke und vertikaler Werkstoff-Plattformen bei der Digitalisierung sowie der Aufbau von grundständigen Materialinformatik-Studiengängen und Weiterbildungsmaßnahmen.

»Deutschland hat mit den vorhandenen Kompetenzen in der Werkstoffforschung das Potenzial, die de facto-Standards bei der Digitalisierung von Werkstoffen für die kommenden Jahre zu setzen und damit die Wettbewerbsposition unserer Unternehmen entscheidend zu stärken. Dabei zu unterstützen, ist eine eminent wichtige politische Aufgabe«, betont Elsner.

In den Instituten des Fraunhofer-Verbunds MATERIALS sind rund 2400 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in den Anwendungsfeldern Energie und Umwelt, Mobilität, Gesundheit, Maschinen- und Anlagenbau, Bauen und Wohnen, Mikrosystemtechnik sowie Sicherheit tätig. Das Positionspapier wird von der Bundesvereinigung Materialwissenschaften und Werkstofftechnik (BV MatWerk), der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde e.V. (DGM), dem Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau VDMA, der Carl Zeiss AG, Robert Bosch GmbH, Schott AG sowie weiteren Unternehmen und Einrichtungen unterstützt.

Über den Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile – MATERIALS

Der Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile – MATERIALS bündelt die Kompetenzen der materialwissenschaftlich orientierten Institute der Fraunhofer-Gesellschaft. Mit über 2.500 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern und einem Gesamthaushalt von jährlich ca. 500 Mio € im Leistungsbereich Vertragsforschung ist er der größte Verbund innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft.

Das Kompetenz- und Leistungsangebot des Verbundes umfasst die gesamte Wertschöpfungskette, von der Entwicklung neuer und der Verbesserung bestehender Materialien und Werkstoffe über die passenden Verarbeitungs- und Fertigungsverfahren im quasi-industriellen Maßstab, die Charakterisierung der Eigenschaften bis hin zur Bewertung des Einsatzverhaltens. Entsprechendes gilt für die aus den Werkstoffen hergestellten Bauteile und Produkte und deren Verhalten in den jeweiligen Anwendungssystemen.

Neben den experimentellen Untersuchungen in Labors, Technika und Pilotanlagen werden gleichrangig skalenübergreifend Verfahren der numerischen Simulation und Modellierung.

Stofflich deckt der Fraunhofer-Verbund MATERIALS den gesamten Bereich der metallischen, anorganisch-nichtmetallischen, polymeren und aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugten Werkstoffe sowie Halbleitermaterialien ab. Eine große Bedeutung haben auch hybride Materialien und Verbundwerkstoffe.

Mit der 2015 gegründeten Initiative Materials Data Space© (MDS) legt der Verbund eine Roadmap zu industrie-4.0-tauglichen Werkstoffen vor. In der Digitalisierung von Werkstoffen entlang ihrer gesamten Wertschöpfungskette sieht der Verbund eine wesentliche Voraussetzung für den nachhaltigen Erfolg von Industrie 4.0. Mit dem Materials Data Space© verbindet sich das Konzept einer neuen Plattform, die unternehmensübergreifend digitale Informationen zu Materialien und Werkstoffeigenschaften entlang der gesamten Wertschöpfungskette bereitstellt.

Verbundvorsitzender:
Prof. Dr.-Ing. Peter Elsner
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7 · 76327 Pfinztal

Stellv. Verbundvorsitzender:
Prof. Dr. Ralf B. Wehrspohn, Fraunhofer IMWS Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen
Walter-Hülse-Straße 1 · 06120 Halle

Geschäftsführung:
Dr. phil. nat. Ursula Eul
Phone: +49 6151 705 – 262 · ursula.eul@lbf.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Bartningstraße 47 · 64289 Darmstadt
www.materials.fraunhofer.de