Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTSInsbesondere in der Raumfahrt ist die Integrität von Struktur- und Funktionsbauteilen entscheidend – sowohl beim Start als auch im Orbit. Auf Grundlage einer umfangreichen Werkstoff-, Prozess- und Analysekompetenz unterstützt und berät das Fraunhofer IKTS bei der Entwicklung neuer Werkstoffe und Produkte, der Bestimmung von Kennwerten, der Klärung komplexer Versagensmechanismen sowie beim Erreichen gesetzlicher und qualitativer Standards. Neben allen notwendigen Standardanalysemethoden stehen spezielle, zum Teil weltweit einzigartige Untersuchungsmöglichkeiten zur Verfügung.
Darüber hinaus entwickeln wir hochpräzise zerstörungsfreie Prüfverfahren (NDT) und Systeme zur strukturellen Zustandsüberwachung (SHM) – essenziell für die Qualitätssicherung und Lebensdauerüberwachung von Luft- und Raumfahrtkomponenten. Die Technologien ermöglichen die frühzeitige Erkennung von Defekten, Materialermüdung und strukturellen Veränderungen – ohne Bauteile zu beschädigen.
Materialprüfungen unter extremen Bedingungen
- Hochtemperaturprüfungen bis 1600 °C (Luft, Vakuum)
- Heißgaskorrosionsuntersuchungen von Werkstoffen und Bauteilen (bis 1500 °C, 40 m/s bis 100 m/s, Erdgas, H2 und Erdgas/H2-Gemische, Wasserdampfgehalt im Brenngas 12 % bis 30 %)
- Keramische Hochtemperatur-Sondenköpfe für die Strömungsmesstechnik
- Thermomechanische In-situ-Analysen z. B. für additiv gefertigte oder hierarchische Strukturen
- Elektrische, thermische und mechanische Ermüdungstests
- Fraktografie und Fehlerursachenanalyse (z. B. mittels SEM, TEM, µ- und Nano-Röntgenmikroskopie, In-situ-Mikroskopie für Strukturverhalten unter Last)
- Auslegung und Test von Komponenten basierend auf den tatsächlichen thermischen, mechanischen und chemischen Belastungen während der Mission
- Langzeit-Zuverlässigkeitstests zur Bewertung der Lebensdauer (> 25 Jahre), inklusive Medienbeständigkeit
Simulation, digitale Technologien und KI
- Materialcharakterisierung für präzise Materialmodelle in der Simulation (z. B. zur Beschreibung von Alterung oder Ermüdung)
- Augmented Reality zur Echtzeit-Visualisierung komplexer 3D-Daten bei der Inspektion von Raumfahrtbauteilen
- KI und Machine Learning zur automatisierten Auswertung von ZfP-Daten (z. B. bei CFK-Komponenten)
- Machine-Learning-gestützte Prognosemodelle für Ausfallwahrscheinlichkeiten
- Digitale Zwillinge zur Echtzeitüberwachung und Zustandsbewertung von Raumfahrtsystemen
- DICONDE-Standards und Datenfusion (z. B. HF-Wirbelstromverfahren) für die strukturierte Datennutzung in der Raumfahrt
