Innovationswettbewerb Industrie.IN.NRW

Durch eine Beschichtung für Implantate aus Nickel-Titan-Werkstoffen (z.B. Stents) soll die Freisetzung von Ionen verhindert sowie der Röntgenkontrast erhöht werden. Die Ergebnisse dienen als Basis für neue Produkte und Anwendungen. Sie sollen Risiken für Patienten und Umwelt reduzieren und neuen gesetzlichen Regularien gerecht werden.

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung recyclingfähiger, halogenfreier Kunststoffpulver mit brandschutzhemmenden Eigenschaften für den 3D-Druck. Hierzu soll ein recyclingoptimierter Kunststoff mit einem prozessstabilen Flammschutzmittel kombiniert werden.

In diesem Projekt soll die Produktion von hoch präzisen optischen Komponenten optimiert werden. Die technologische Innovation des Vorhabens liegt in der zeitweisen Trennung der Temperaturführung von Glas und Formwerkzeug. Durch die Anwendung einer speziellen Temperaturführung während der Heizphase kann diese um bis zu 70 Prozent gegenüber der bisherigen Technik reduziert werden.

Es werden neuartige Elektroden für Elektrolyse- (Anode) bzw. Brennstoffzellen (Kathode) entwickelt. Ziel ist eine signifikante Steigerung des Wirkungsgrads für die Herstellung von grünem Wasserstoff im Hinblick auf eine klimaneutrale Wirtschaft.

Das Projekt entwickelt eine Prozesskette zur Produktion von Photokatalysator- und Anti-Soiling-Folien. Ziel sind möglichst fein strukturierte, poröse Schichten, um bei der Photokatalyse die Effizienz der Wasserstoffherstellung zu erhöhen. Durch Anti-Soiling-Folien, die die Haftung von Wasser und Schmutzpartikeln auf den Oberflächen von PV-Modulen verhindern, wird die Solarenergie effizienter.

In diesem Vorhaben soll ein Anlagenkonzept entwickelt werden, das es ermöglicht, breite Schweißnähte mit einer konstanten Höhe und pulverförmigem Zusatzmaterial effizienter auf andere Materialen aufzutragen.

Die Projektpartner arbeiten daran, die Formierung von Batteriezellen mittels digitaler Methoden effizienter zu gestalten. Zum einen soll somit der Zeit- und Energieaufwand bei der Behandlung signifikant reduziert und zum anderen im Rahmen der Datenanalyse direkt eine Qualitätsabstufung der Zellen vorgenommen werden.

Ziel des Vorhabens ist, einen Rahmen für die dezentrale Entwicklung von Künstlicher Intelligenz (KI) unter Verwendung von digitalen Zwillingen und Technologien der „fluiden Logistik“ (FL-Technologien) zu erstellen.

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer neuartigen Prozesskette für die Herstellung von elektronischen Hochleistungsbauelementen (zum Beispiel LEDs), bei der die bisher anfallenden Logistikschritte entfallen.

Das Projekt will neuartiges Acrylglas (PMMA) aus biobasierten Monomeren mit industriegeeigneten Prozessen herstellen. Dabei sollen mit Fermentationsprozessen in Bioreaktoren biotechnologisch optimierte Organismen erstmalig biogenes MA/MMA in technisch relevantem Maßstab erzeugen. So soll aufgezeigt werden, dass biobasiertes PMMA vergleichbare Eigenschaften wie bislang in chemischen Prozessen hergestelltes PMMA aufweist.

Das Vorhaben soll entlang der Wertschöpfungskette eines typischen Warmbandwerkes von thyssenKrupp Steel Europe einen Beitrag zur Digitalisierung von bestehenden Fertigungsanlagen leisten. Mit der Entwicklung einer radarbasierten Mess¬technologie für raue Umgebungsbedingungen soll erstmalig eine solche Datenqualität und -quantität für Warmbandwerke erreicht werden, dass Methoden der künstlichen Intelligenz zur Optimierung der Produktion angewendet werden können.

Ziel des Vorhabens ist die Integration eines aktiven Elements in eine Schraubverbindung, mit dem die Schraubverbindung bei besonders kritischen Anwendungen zusätzlich gesichert wird (z. B. im Luftfahrtbereich).

Das Vorhaben soll die Nachteile der hohen Sensorkosten und der mangelnden Zuverlässigkeit von bisherigen optischen Terahertz-Technologien lösen, die einem breiten Einsatz bislang entgegenstehen. Durch Integration in Mikrochip-Technologie soll erstmals ein robuster und kostengünstiger vollelektronischer Terahertz-Sensor entstehen.

Das Vorhaben zielt auf die Entwicklung grüner Geschäftsmodelle bei der Entwicklung auf Basis grüner   digitaler Zwillinge, ab, d.h. digitaler Zwillinge, die zusätzliche Informationen darüber liefern, wie viel Energie und wie viele Ressourcen die Herstellung des jeweiligen Bauteils benötigen.

Das Vorhaben entwickelt eine Prozesskette für die Großserien-Herstellung energie-effizienter, schadstoffarmer Bauteile aus innovativen Zinkknetlegierungen. Hierfür werden Technologien entwickelt, um Drähte aus Zinklegierungen mit kleinem Durchmesser wirtschaftlich herzustellen und zu verarbeiten.

Im Vorhaben soll die Herstellung von Farben und Lacken unter Einsatz moderner Messmethoden verbessert werden. Dabei soll eine optimierte, prozessbegleitende Analytik bei der Adaption von Lackformulierungen unter Einsatz moderner Methoden der Datenauswertung bis hin zu einer tiefgreifenden Potentialanalyse für die Anwendung von KI entwickelt werden und zum Einsatz kommen.

Im Vorhaben wird eine kontinuierlichen Präge- und Bandbeschichtungsanlage im Demonstrator-Maßstab zur Fertigung von Bipolarplatten für die PEM-Elektrolyse entwickelt und aufgebaut. Dabei wird auch ein erstes Konzept für ein mögliches Upscaling betrachtet.

Ziel des Vorhabens ist die Reduzierung des Ausschusses bei der Herstellung von Silikondichtungen. Hierzu soll eine KI-basierte Bauteilerkennung entwickelt werden, die direkten Einfluss auf den Fertigungsprozess besitzt.

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung edelmetallfreier Katalysatoren für die AEM-Elektrolyse, durch die die Rohstoffabhängigkeit sowie die Kosten deutlich reduziert werden. Zusätzlich wird ein geeigneter Prozess entwickelt, der eine Großserienherstellung der neuartigen Elektrolysekomponenten ermöglicht.

Im Vorhaben wird ein direkt in Maschinen integrierbares Messsystem zur KI-basierten, echtzeitfähigen Flammen- und Gasanalyse in Erwärmungsöfen entwickelt. Das Messsystem ermöglicht eine optimierte Prozessführung bei der wasserstoffbasierten Herstellung von metallischen Werkstoffen.

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Systems zur adaptiven, zerstörungsfreien Prüfung von Faserverbundwerkstoffen mittels KI-gestütztem Radar. Beispielhaft wird das System für Anwendungen im Bereich der Rotoren von Windenergieanlagen ausgelegt.

Ziel des Vorhabens die Entwicklung neuartiger Trigger-Schalter (z.B. für Power Tools) auf Basis einer superelastischen Formgedächtnislegierung. Zusätzlich wird ein Produktionsprozess entwickelt, der es ermöglicht, die mit intelligenten Elektroniken versehenen Trigger-Schalter wettbewerbsfähig herstellen zu können.

Bei der Pyrolyse von Kunststoffen werden die Polymere zu niedermolekularen Kohlenwasserstoffen (Pyrolyseöle) abgebaut und als Grundstoff in die chemische Industrie zurückgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, neben Pyrolyseöl gleichzeitig auch Koppelprodukte mit höherem Wert zu erzeugen, diese aus dem Pyrolyseprozess abzutrennen und als Produkt in einen späteren Abschnitt der chemischen Wertschöpfungskette zu verwerten.

Im Vorhaben soll ein Verfahren entwickelt werden, mit dem es möglich ist, auch großformatige Bipolarplatten auf Basis eines Spritzgießprozesses herzustellen. Schwerpunkt der Entwicklung ist das gasdichte Verschweißen von graphitbasierten Zelleinlegern mit Kunststoffrahmen.

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines selbstoptimierenden Systems zur Ausschussvermeidung und kundenorientierter Verpackung in der Stanz- und Umformtechnik. Realisiert werden soll dies durch flexible Nachbearbeitung und sensorgestützte Handlingsysteme. Damit soll vor allem der Verschrottung von Ausschussteilen in der Produktion von umgeformten Metallbauteilen entgegengewirkt werden.

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer Qualitätsabschätzung der Schweißnaht beim Laserdurchstrahlschweißen von Polymeren. Dabei werden während des Prozesses ermittelte Messwerte mit KI ausgewertet und das Ergebnis für den Maschinenbediener aufbereitet.

Ziel des Vorhabens ist die Integration bionischer Strukturen in Kunststoffbehälter, um deren Stabilität zu erhöhen und Einsparungen an Material, Energie und Abfall zu erreichen.

Im Vorhaben soll ein Werkstoff für auf Polymeren basierende Leiterbahnen entwickelt und verarbeitet werden. Der Werkstoff soll in dielektrischen Wellenleitern für die Sensorik und Kommunikationstechnik Anwendung finden. Durch die Umsetzung eines Nahfeldsensors und einer Signalübertragungsleitung soll die Funktionalität der neuartigen Signalübertragung nachgewiesen werden, die ohne Metalle und seltene Erden auskommt.

Ziel des Vorhabens ist die Substitution klassischer zementhaltiger Bindemittel und Primärrohstoffe in dampfgehärteten Baustoffen (Porenbeton, Kalksandstein) durch Schlacken aus der Stahlproduktion und Sanden aus der Bauschuttaufbereitung.

Im Rahmen von RaDime soll ein auf MIMO basierendes Radarverfahren umgesetzt werden, welches in der Lage ist, im Vergleich zum Stand der Technik (isotopenstrahlungsbasierte Messsysteme) einen größeren Bereich des Walzguts abzubilden und so auch Welligkeiten und Schieflagen des Walzguts zu erfassen. Durch KI-basierte Methoden soll eine hohe Zuverlässigkeit des Systems, vor allem gegenüber Störungen, erreicht werden.

Im Rahmen des Vorhabens soll die Entwicklung von Wachstumsfaktoren für die synthetische Produktion von Fleisch mit der bestehenden Technologie „Numaswitch“ erarbeitet und skaliert werden.

Im Vorhaben wird die Integration von Graphen in die CMOS-Halbleiterfertigung vorangetrieben. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Einführung von Germanium als kostengünstige Alternative zu Silizium für Photonik im Infrarotbereich, wobei die Entwicklung photonischer Schaltkreise und Graphen/Germanium-Photodetektoren eine zentrale Aufgabe ist.

Im Projekt soll ein KI-gestütztes Assistenzsystem für die Ultraschallprü- fung von Schweißnähten entwickelt werden. Diese Lösung soll eine umfassende Qualitätskontrolle sicherheitsrelevanter Bauteile ermöglichen. Hierzu werden unter anderem KI-Modelle eingesetzt, die die Fehlererkennung in Echtzeit verbessern sollen.

Ziel des Projekts ist die Herstellung edelmetallfreier Katalysatoren für PEM-Brennstoffzellen. Im Fokus stehen die Entwicklung eines kontinu- ierlichen, skalierbaren Produktionsprozesses, die Integration in die Fertigung und die Anwendung in Brennstoffzellensystemen.

Im Projekt soll die vorausschauende Wartung von Maschinen und Anlagen in der Industrie durch multimodale Analysemodelle und zugehörige Entscheidungsalgorithmen verbessert werden. Die Erkennung von Ano- malien soll dabei mit mobiler Sensorik erfolgen. Aus den erkannten Anomalien sollen zugehörige Wartungsempfehlungen abgeleitet werden.

Ziel des Projekts ist, die Auswirkung von kritischen Produktionsfehlern auf die Sicherheit und Leistungsfähigkeit von Lithium-Ionen-Batterien quantitativ zu bewerten, um Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge zu ermitteln. Hierzu werden großformatige Batterien in unterschiedlichen Zellformaten mit definierten Fehlerbildern sowie entsprechende Referenzzellen elektrochemisch analysiert.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines neuartigen Batteriegehäuses, welches mehr Bauraum für Batteriezellen aufweist. Durch den Einsatz neuer Fertigungsverfahren und Multi-Materialsysteme sollen dabei Kosten und Gewicht reduziert werden. Hierdurch soll eine höhere Reichweite von batteriebetriebenen Fahrzeugen ermöglicht und zugleich eine hohe Recyclingfähigkeit gewährleistet werden.

In DIMANENT soll eine KI-basierte Software entwickelt werden, die es ermöglicht, digitale dynamische Bedienungsanleitungen aufwandsarm und zuverlässig zu erstellen. Hierzu wird ein Methodenbaukasten entwickelt, der ein Wissensmanagementsystem, einen Konfigurator für die di- gitale Darstellungsform oder Sprachmodelle zur Erstellung von neuen maschinenspezifischen Texten enthält.

Das Projekt zielt mittels der Entwicklung innovativer Katalysatormaterialien darauf ab, die Anionenaustauschmembran-Elektrolyse (AEM-EL) als kostengünstige und skalierbare Technologie für die grüne Wasser- stoffproduktion zu etablieren. Hierzu sollen innovative Katalysatormaterialien entwickelt werden, die einen Verzicht auf kritische Rohstoffe (Nickel, Kobalt) ermöglichen.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Seilroboters, der ohne infrastrukturelle Maßnahmen in bestehende Produktionsstraßen integriert werden kann. Durch die vollständige Automatisierung der Programmierung soll der Seilroboter ohne Programmierkenntnisse betrieben werden können. Durch das gesteigerte Automatisierungsniveau soll die Wettbe- werbsfähigkeit von kleinen und mittelständischen Schmiedeunternehmen gesteigert werden.

Das Projekt zielt darauf ab, Optimierungsprobleme der industriellen Pro- duktion durch ein Chatsystem zu identifizieren. Diese sollen durch eine mathematische Formalisierung des zugrundeliegenden Optimierungsproblems aus einem natürlich-sprachlichen Dialog mit dem Benutzer abgeleitet werden.

Das Projekt zielt darauf ab, industrielle Produktionsprozesse durch den Einsatz von KI und innovativen Messtechniken zu optimieren. Die Kombination dieser Technologien soll eine kontinuierliche Überwachung und Steuerung von Plasmaproduktionsprozessen ermöglichen, die in verschiedenen Oberflächenbehandlungen genutzt werden.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer modularen Flechtanlage mit elektrischen, kraftgeregelten Klöppeln und unabhängigen Trajektorien der Klöppel, was erstmals ein Flechten von keramischen Fasern mit variablen 3D-Flechtmustern auch innerhalb eines Bauteiles ermöglicht.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Verfahrens zur einstufigen Erzeugung von Titan(vor)legierungen unter Zugabe von bisher nicht-recycelbarem Titanpulver aus dem 3D-Druck. Die Innovation liegt in der Kombination von aluminothermischen Reaktionen (selbstausbreitende Hochtemperatursynthese zur Aufschmelzung und Homogenisierung von Titanerz und Legierungskomponenten) mit zentrifugalen Fliehkräften zur beschleunigten Trennung von Schlacke und Legierung.

Im Projekt soll ein optimierter Fertigungsprozess für lange, biegesteife Wellen entwickelt werden, mit dem relevante Marktsegmente im maritimen Bereich erschlossen werden können. Zusätzlich soll ein hoch automatisierbares, kostengünstiges Fertigungsverfahren entwickelt werden, das (basierend auf neuen Materialkombinationen) einen Einstieg in den industriellen Massenmarkt ermöglicht.

In diesem Projekt soll ein neues, innovatives Tiefbohrverfahren entwickelt werden, mit dem die Qualität, die Geschwindigkeit und die Genauigkeit beim Tieflochbohren deutlich verbessert werden, da das traditionelle Tiefbohren durch bestimmte Durchmesser- und Tiefenverhältnisse in seiner Genauigkeit eingeschränkt ist.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung neuer Materialien und Verfahren, um katalysatorbeschichtete Membranen ressourcenschonend und kostengünstig im industriellen Maßstab herzustellen. Im Mittelpunkt steht ein nachhaltiges Decal-Transferverfahren, bei dem eine galvanisch abgeschiedene Katalysatorschicht zunächst auf elektrisch leitfähige Sup- portmaterialien und anschließend auf eine Membran übertragen wird.

In FGL-MEX soll eine neue Prozesstechnologie entwickelt werden, um Formgedächtnislegierungen bei additiver Fertigung bereits im Druckprozess mechanisch und elektrisch in ein Aktorgehäuse einzubinden. Hierzu soll ein bestehender Fertigungsprozess, das Crimpen, vollständig substituiert werden. Dies dient dazu, diese Aktortechnologie für breitere industrielle Anwendungen markt- und wettbewerbsfähig zu machen.

Im Projekt ReduFaWeIn wird eine innovative, neue Oberflächenstrukturierung in Kombination mit moderner Beschichtungstechnologie entwickelt, welche einen beschleunigten Farbwechsel in Extrusions-Blasformprozessen ermöglichen soll.

In AutoSim soll ein System entwickelt werden, welches die effiziente, automatisierte Erstellung von Simulationsmodellen für die Industrie ermöglicht. Hierzu werden 3D-Scans von Produktionsstandorten verwendet, die durch KI-basierte Analysen in Segmentierung und Klassifikation der Maschinen und Anlagen mündet. Ziel ist es, den Modellierungsprozess zu beschleunigen und so Produktionsplanung, Optimierung und Automatisierung zu ermöglichen.

Im Projekt sollen neue Legierungen zur Hartstoffbeschichtung von Bremsscheiben entwickelt werden. Diese sollen einen verringerten Abrieb ermöglichen, sodass längere Standzeiten erreicht werden und Bremsstaub reduziert wird.
 

Ziel des Projekts ist die Erarbeitung von Prozessstrukturen und Workflows, die eine Ausweitung des Remanufacturing-Geschäfts im Bereich von LKW ermöglichen. Die technischen und wissenschaftlichen Aufgabenstellungen befinden sich im Bereich der dynamischen Prozessabbildung, der Digitalisierung und Automatisierung von Prozessschritten sowie der qualitativen Gebrauchtteilbeurteilung und Gebrauchtteilreinigung.

Im Projekt soll ein KI-Modell entwickelt werden, mit dem CAD-Rohgeometrien aus 3D-Scans automatisiert bereinigt werden können. Hierdurch soll manueller Aufwand deutlich reduziert werden. Das Modell soll in eine kollaborative B2B-Plattform eingebettet werden, um branchenspezifische Geschäftsmodelle umzusetzen.

Das Projekt SmartBMS hat das Ziel, das neuartige Verfahren des Eta- Levelings in bestehende Batteriemanagementsysteme zu integrieren. Dabei soll auch validiert werden, welche Steigerung der Produktions- und Betriebseffizienz hierdurch erreicht werden kann. Zudem soll durch die Entwicklung eines Ursache-Wirk-Modells ermittelt werden, inwieweit Toleranzfenster bei der Batteriezellfertigung vergrößert werden können.

Im Projekt soll ein neuartiges, innovatives und auf Thermografie basie- rendes Prüfsystem für die Beschichtungs- und Trocknungsprozesse in der Elektrodenproduktion entwickelt, erprobt und validiert werden. Hierfür wird zunächst ein umfangreicher Fehlerkatalog entwickelt und ein Lastenheft erarbeitet, um die produkt- und prozessseitigen Anforderungen an das Prüfsystem zu definieren. Anschließend werden physische Grenzmuster in Form von realen Defekten durch gezielte Anpassung der Prozessparameter erzeugt.