Slogan

Werkstoffe und Fertigungstechnologien für die Kernfusion – zuverlässig, effizient, zukunftsweisend

Profil

Das Fraunhofer IWS entwickelt Systemlösungen in Laser- und Werkstofftechnik – von einfach integrierbaren Individuallösungen bis hin zu industrietauglichen Komplettlösungen. Mit Laserprozessen, funktionalisierten Oberflächen sowie Werkstoff- und Prozessinnovationen adressieren wir Branchen wie Energie- und Umwelttechnik, Luft- und Raumfahrt, Automobil, Medizintechnik, Maschinenbau, Elektrotechnik, Mikroelektronik und Photonik. Unser Ziel: Forschung schnell in die industrielle Praxis überführen.

Informationen

Die sichere und nachhaltige Energiegewinnung durch Kernfusion stellt eine große technologische Herausforderung dar. Nach dem Nachweis, dass mehr Energie erzeugt werden kann, als zum Start der Reaktion benötigt wird, stehen technologische Voraussetzungen für den Bau von Fusionskraftwerken im Fokus. Hierfür werden Werkstoffe benötigt, die extremen thermischen, mechanischen und chemischen Belastungen standhalten, sowie Fertigungstechnologien, die eine Skalierung in die Industrie ermöglichen. Wir entwickeln Schlüsseltechnologien, die zur Realisierung langlebiger, leistungsfähiger Komponenten für Fusionskraftwerke beitragen. Der Fokus liegt auf hochspezialisierten Werkstoffen, Beschichtungen und Fertigungsprozessen für Bauteile unter Bedingungen von Fusionsreaktoren. Dabei werden Querschnittstechnologien für Magneteinschluss- und Trägheitsfusion adressiert. Kontinuierliche Materialcharakterisierung und Expertise trägt zur Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit künftiger Fusionsanlagen bei.

Technologie / Forschung

• Hochleistungsfähige Werkstoffe und Beschichtungen:
  Entwicklung innovativer Tritium Barriere Schichten – z. B. hochdichte ta C Beschichtungen im Projekt "TritiumStopp" – um den Verlust von Tritium und anderen Wasserstoffisotopen in Fusionsanlagen zu minimieren. Parallel wird im Rahmen des Projekts "ORCHESTER" Materialdesign mit Fertigungstechnologien gekoppelt: Mithilfe innovativer Düsen Systeme mit vielfacher Pulverzufuhr kann das Legierungsdesign während der additiven Fertigung gezielt an unterschiedliche Einsatzbedingungen angepasst werden.
• Skalierbare, sichere Prozesse:
  Additive Fertigung von Großbauteilen und Multimaterial-Komponenten aus Hochleistungswerkstoffen – darunter High Entropy Alloys, Titan Aluminide, Titan  und Nickelbasislegierungen sowie Kupferlegierungen wie CuCrZr – die extremen Belastungen durch Temperaturen, Magnetfelder und Neutronenstrahlung widerstehen. Ergänzend werden umfassende Werkstoffcharakterisierungen durchgeführt: Tests zur Materialermüdung, Mikrostruktur und Langzeitverhalten unter realistischen Betriebsbedingungen sichern die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Komponenten.