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Megatrends wie Globalisierung, Werte- und Demographiewandel, die spürbare Ressourcenbegrenztheit aber auch der technologische Fortschritt bilden den Rahmen für die wirtschaftlichen, gesellschaftlichen und politischen Entwicklungen des 21. Jahrhunderts. Stimmen aus Industrie, Forschung und Politik messen dabei vor allem dem Thema Umweltschutz, Globalisierung und der Ressourcenschonung in nächster Zukunft höchste Bedeutung bei. Am Beispiel der Automobilindustrie zeigt sich die enge Wechselbeziehung zwischen Ressourceneinsatz und Produktion. Lösungsansätze für die ressourceneffiziente Automobilproduktion liegen dabei nicht nur in der effizienten Gestaltung der Komponenten und Fertigungsprozesse. Vielmehr ist aus ganzheitlicher Sicht auch die effiziente Gestaltung von Komponenten hinsichtlich der späteren Funktion im Betrieb zu betrachten. Beispielsweise sind beim Verbrennungsmotor vor allem der Komponenten-Leichtbau, das Downsizing sowie die Reibungsreduzierung und Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades ausschlaggebende Ansatzpunkte zur Effizienzsteigerung. Ein Beispiel wie neue Technologien die Effizienz von Verbrennungsmotoren steigern können zeigt das "Adaptronische Formbohren", das von Forschern am Fraunhofer IWU entwickelt wurde.

Politische Forderungen nach Senkung der Emissionen und Selbstverpflichtungen der Automobilindustrie sind wesentliche Triebkräfte für die Entwicklung von energie- und ressourceneffizienten Produkten und Prozessen. In der Automobilindustrie sind dafür Leichtbau und Funktionsintegration die zentralen Strategien. Die Antriebskonzepte der Elektromobilität erfordern u. a. Leichtbaukonzepte für die Karosserien. Etwa 35% des Einsparpotenzials an Gewicht liegen im Bereich der Karosserie, und zur Erschließung dieses Potenzials sind Hochleistungstechnologien notwendig. Das Ziel ist die Entwicklung von Fertigungstechnologien für modularisierbare und hinsichtlich der Stückzahl skalierbare Karosseriekonzepte. Lösungsansätze in den Bereichen Fachwerk- und Sandwichstrukturen im Unterboden, geometrieflexible Fertigungstechnologien für Schweller, Stoßfänger und andere Teile, Tiefziehen thermoplastischer Organobleche und Fertigungs- und Fügetechnologien für hybride Bauteile werden vorgestellt. Die hohe Komplexität von Elektroantrieben erfordert eine Integration von Überwachungs- und Sicherheitsfunktionen in Baugruppen. Intelligente Materialien wie Piezokeramiken und Formgedächtnislegierungen ermöglichen die Integration von Sensor- und Aktorfunktionen in Bauteile, z. B. in Stellantriebe, ohne Verwendung von zusätzlichen Komponenten. Hier sind Methoden zur Einstellung und Sicherung der Reproduzierbarkeit der Bauteilfunktionen im Prozess der Großserienfertigung zu entwickeln. Auch die Funktionen Schadensüberwachung (structural health monitoring) und Selbstheilung lassen sich realisieren.

Politik, Wirtschaft und Wissenschaft werden in Zukunft immer stärker gefordert sein, trotz Ressourcenverknappung und Klimawandel das zunehmende Bedürfnis nach Mobilität der Menschheit zu befriedigen. Weitere Megatrends, die diese Entwicklungen forcieren werden, sind z. B. die demografische Entwicklung, d. h. das Durchschnittsalter der Bevölkerung steigt, die Verstädterung des Lebensraumes aber auch die Trennung von Leben und Arbeiten, das heißt von Wohn- und Arbeitsort. Diese Entwicklungen führten bereits in letzten Jahren zu einer grundlegenden Mobilitätsdiskussion. Im Hinblick auf die Forderungen zur drastischen Reduzierung der Treibstoffverbräuche und der Emissionen stellt im Individualverkehr die Integration von elektrischen Antrieben, entweder als Hybridantrieb oder als reiner E-Antrieb, unbestritten eine der Zukunftsvision dar. Trotzdem muss eingeschätzt werden, dass sich insbesondere Elektrofahrzeuge bis heute am Markt noch nicht entscheidend behaupten konnten. Dafür gibt es vielfältige Ursachen. Einerseits können nach wie vor Handlungsbedarfe im Bereich der Energieerzeugung festgestellt werden, denn die Elektromobilität wird sich nur dann durchsetzen, wenn die erforderliche Energie aus regenerativen Quellen gewonnen werden kann. Andererseits stellt auch die immer noch begrenzte Leistungsfähigkeit, das heißt hier insbesondere die Reichweite der Fahrzeuge, eine Herausforderung dar, der sich die Automobilhersteller stellen müssen. Aber auch in anderen Verkehrsbranchen wie dem Schienen-, Schiffs- oder Luftverkehr kann heute die Verbrauchs- bzw. Emissionssenkung als eine der Herausforderungen für die Zukunft angesehen werden, was natürlich auch auf konventionelle Verbrennungsfahrzeuge im Bereich des Individualverkehrs.

Aktive Maschinenkomponenten können durch das Anpassen ihrer Eigenschaften an die jeweilige Situation dazu beitragen, die Prozessbedingungen zu verbessern oder die Lebensdauer der beteiligten Systembestandteile zu erhöhen. Dieser Beitrag stellt den Entwurf einer Profilschienenführung vor, welche mittels integrierter Piezoaktoren zwischen unterschiedlichen Vorspannungsklassen wechseln und damit den eigenen Verschleiß minimieren kann.
 
By adapting their properties to the respective situation, active machine components can contribute to improving process conditions or increasing the service life of the system components involved. This article presents the design of a profile rail guide that can switch between different preload classes by means of integrated piezo actuators and thus minimise its own wear.

Additive Manufacturing methods are considered as key technologies regarding the demands of global trends like sustainable and individualized production processes. Increase of efficiency of individualized production processes can only be achieved by digitalizing the whole value chain. To this effect the German government promotes the computerization of production technologies under the term "Industry 4.0" within the scope of a new High-Tec Strategy. The goal: "Smart Factories". In this regard additive manufacturing methods and technologies can make a huge contribution towards efficient manufacturing of individualized products. The Fraunhofer Additive Manufacturing Alliance encompasses thirteen institutes which are located throughout Germany to form the entire additive manufacturing process chain, comprising the development, application and implementation of additive manufacturing methods and processes. Coordinated by the Fraunhofer-Istitute for Machine Tools and Forming Technology the alliance is currently focusing on industrial solutions in five areas of application: - Bio-medical engineering - Micro-system engineering - Automotive engineeering & aerospace - Tool making - Handling and assembly Innovative project examples highlighting the potentials and challenges that come with a digitalizatioin of process chains within these business areas will be shown in the presentation.

The German manufacturing industry is forced to evolve its processes, techniques, and organizations due to increasing global competition and progressive sustainability requirements. In this context, the soaring possibilities of bio- and information technology have recently let few authors develop the vision of a biological transformation of manufacturing, a concept that to date has been barely concrete to politicians, scientists, and managers. In this paper, we present results of the first systematic assessment of the biological transformation of the German manufacturing industry. We chose a combination of the Delphi method and scenario planning in order to assess key technologies, determine the status quo of Germany and provide a forecast of potential developments. Thereupon, we identify ten fields of action for setting the course for a sustainable industrial value creation. We conclude with a summary and recommendations for decision makers in politics, industries and research.