Oberflächen und Schichten für zukunftsfähige Produkte sowie zugehörige Produktionssysteme sind die Welt des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig. Als international anerkannter Partner für Forschung und Entwicklung erschließt das Institut die Synergien der Prozess-, Verfahrens- und Fertigungstechnik. Ausgehend vom Leitbild der Nachhaltigkeit gestalten etwa 110 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter Systeme vom Werkstoff über den Prozess zum Bauteil sowie von der Prozesskette bis zur Fabrik und bis hin zum Recycling.

Aktuelle Schwerpunkte in den Geschäftsfeldern Maschinenbau, Werkzeuge und Fahrzeugtechnik, Luft- und Raumfahrt, Energie und Elektronik, Optik sowie Life Science und Umwelt sind:

  • Cyber-physische Systeme / Computational Surface Engineering & Science
  • Smarte Oberflächen
  • Sensorik / Industrie 4.0
  • Energiespeicher und Systeme
  • Multifunktionale Oberflächen
  • Präzisionsoptische Beschichtungen

Gemeinsam mit Kunden und Partnern aus Industrie und Forschung erarbeitet das Fraunhofer IST maßgeschneiderte Lösungen – vom Prototyp über Produktionsszenarien bis hin zur Skalierung auf industrielle Maßstäbe, und dies unter der Maßgabe der Wirtschaftlichkeit und ökologischen Nachhaltigkeit. Neben anwendungsorientierter Forschung  werden in Kooperationen mit Universitäten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen auch die wissenschaftlichen Grundlagen dazu erforscht. Neben direkter Auftragsforschung werden viele Projekte mit öffentlichen Mitteln des Landes Niedersachsen, des Bundes, der Europäischen Union und anderer Institutionen gefördert.

Die Schicht- und Oberflächentechnik ist eine Schlüsseltechnologie zur Herstellung neuartiger Produkte und Systeme: Durch Modifizierung, Strukturierung und Beschichtung von Oberflächen können dekorative Oberflächen, Schutzschichten, Oberflächen mit unterschiedlichsten Funktionen realisiert werden. Reibungsminderung, Verschleiß- und Korrosionsschutz, optische Eigenschaften bis hin zu smarten sensorischen Eigenschaften sind Beispiele hierfür.

Am Fraunhofer IST steht dazu eine umfangreiche Ausstattung zur Verfügung. Technologien sind u.a.:

  • Elektrochemische Verfahren, insbesondere Galvanik,
  • Atmosphärendruck-Plasmaverfahren,
  • Niederdruck-Plasmaverfahren mit den Schwerpunkten Magnetronsputtern, hochionisierte Plasmen und plasmaaktivierte Gasphasenabscheidung sowie
  • die chemische Gasphasenabscheidung mit dem Schwerpunkt Heißdraht-CVD und
  • die Atomlagenabscheidung (ALD).

Eine der besonderen Stärken des Instituts besteht darin, auf der Basis dieses breiten Spektrums an Technologien und Verfahren sowie Schichtwerkstoffen die für die jeweilige Aufgabenstellung optimale Prozesskette zu gestalten.

 

Dazu verfügt das Fraunhofer IST nicht nur über eine sehr gut ausgestattete Analytik, sondern auch über umfangreiche Erfahrungen in der Modellierung und Simulation sowohl von Produkteigenschaften als auch der zugehörigen Prozesse und Produktionssysteme.

Am Standort Braunschweig verfügt das Institut über 4000 m² Büro- und Laborfläche. Darüber hinaus stehen am Anwendungszentrum für Plasma und Photonik des Fraunhofer IST am Standort Göttingen weitere 1500 m² Labor- und Bürofläche zur Verfügung.

Gemeinsam mit den Fraunhofer-Instituten IKTS und IFAM ist das Fraunhofer IST eine tragende Säule im Fraunhofer-Projektzentrum für Energiespeicher und Systeme ZESS, das am 7. Februar 2019 eröffnet wurde. Der Fokus des Fraunhofer IST liegt zum einen auf der Entwicklung künftiger Energiespeicher sowie der Verfahrenstechnik zu deren Produktion und zum anderen auf den zugehörigen Fabriksystemen und dem Life Cycle Management. Der Bezug eines Forschungsneubaus für bis zu 100 Mitarbeitende am Forschungsflughafen Braunschweig ist für Ende 2023 geplant. In der Übergangsphase stehen den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern Laborflächen im Niedersächsischen Forschungszentrum Fahrzeugtechnik (NFF) und Büros im Lilienthalhaus am Forschungsflughafen Braunschweig zur Verfügung.

Darüber hinaus ist das Fraunhofer IST seit Ende 2019 Partner im Fraunhofer-Projektzentrum der Open Hybrid LabFactory (OHLF) in Wolfsburg. Bei den gemeinsamen Aktivitäten mit den Fraunhofer-Instituten IFAM, IWU und WKI und in Kooperation mit Instituten der TU Braunschweig stehen hybride und funktionsintegrierte Multi-Materialbauweisen im Mittelpunkt. Die Oberflächentechnik ist hier ein Schlüssel, um einerseits die Stabilität von Verbundwerkstoffen zu erhöhen und andererseits die Grenzschichten der hybriden Komponenten derart zu gestalten, dass dauerhafte, alterungsbeständige Verbindungen zu komplexen Bauteilen entstehen können. Insbesondere auch Fragestellungen zu aktiven Schichten (z. B. Selbstreinigung), Funktionsschichten, Schichten mit anti-adhäsiven Eigenschaften und zu den zugehörigen Produktionssystemen für Interieur und Exterieur im Automobilbereich werden durch das Fraunhofer IST adressiert.

 

Das Leistungsangebot des Fraunhofer IST wird ergänzt durch die Kompetenzen anderer Institute des Fraunhofer-Verbunds »Light & Surfaces« und durch die Kompetenzen der Institute für Oberflächentechnik IOT und für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik IWF der Technischen Universität Braunschweig, die die Institutsleiter des IST Prof. Dr. Günter Bräuer und Prof. Dr. Christoph Herrmann jeweils in Personalunion leiten.