Aus der Branche

Die AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe hat 2021 erneut Innovationspreise an Unternehmen, Institute und deren Partner vergeben. Jeweils drei Composites-Innovationen aus den drei Kategorien „Produkte und Anwendungen“, „Prozesse und Verfahren“ sowie „Forschung und Wissenschaft“ wurden während des neuen Events JEC Forum DACH am 23. November 2021 ausgezeichnet, das in seiner ersten Ausgabe in Frankfurt stattfand.

„Auch in diesem Jahr waren wieder viele sehr interessante und vielversprechende Produkte und Verfahren dabei. Der Innovationspreis zeigt, wie leistungsfähig, wirtschaftlich und nachhaltig sich Faserverstärkte Kunststoffe und mit ihnen die Firmen und Institute präsentieren,“ erklärte AVK-Geschäftsfüher Dr. Elmar Witten. Die hochkarätig besetzte Fachjury ehrte in diesem Jahr u.a. folgende Innovationen:

Kategorie Forschung und Wissenschaft
Den 1. Platz in der Kategorie „Forschung und Wissenschaft“ erhielt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit der Bondline Control Technologie (BCT). Das innovative Verfahren dient der Qualitätskontrolle und -sicherung von Klebverbindungen. Kernelement ist ein poröses Gewebe, das mittels Epoxidklebstoff oder Matrixharz auf eine Fügefläche appliziert wird. Das Abschälen des Gewebes erzeugt eine chemisch reaktive und hinterschnittige Oberfläche und kann gleichzeitig als Adhäsionstest zum Untergrund dienen Die BCT bietet verschiedene Anwendungsmöglichkeiten. Zum Beispiel können Abreißgewebe durch das BCT-Gewebe ersetzt werden, um Verbundbauteile mit optimierter Fügefläche herzustellen. Der kostengünstige Schältest kann in der Couponprüfung und zur Prozesskontrolle genutzt werden. Außerdem kann die kombinierte Haftprüfung und Oberflächenvorbehandlung zur Qualitätssicherung geklebter Reparaturen an Faserverbundstrukturen eingesetzt werden.

Den 2. Platz erhielt das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University und seinen Partnern AEROVIDE GmbH, Altropol Kunststoff GmbH, Basamentwerke Böcke GmbH, TechnoCarbon Technologies GbR mit „StoneBlade - Leichtbau mit Granit für die Windindustrie“. Die Innovation ermöglicht die Reduzierung von nicht-recyclefähigem Material im Rotorblattbau. Gleichzeitig wird das Gewicht reduziert und die mechanischen Eigenschaften zur Standsicherheit von Windkraftanlagen erhöht. Hierzu wird glasfaserverstärkter Kunststoff in den Blattkomponenten durch Hartgestein als naturbasiertes, kostengünstiges und verwertbares Leichtbaumaterial ersetzt. Die auf wenige Millimeter Dicke geschliffenen Gesteinsplatten werden in ein Faserverbund-Laminat mit Carbonfasern eingebracht und so für wechselnde Lastfälle stabilisiert. Das vorgespannte Material ist im Verbund druckstabil und kann ohne einen Verlust von Steifigkeit Zugkräfte im Dauerwechsellastfall aufnehmen.

Platz 3 ging an die Technische Universität Dresden – Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) mit dem Partner Mercedes Benz AG mit der interdisziplinären Entwicklung eines hochintegrierten induktiven Lademoduls für Elektrofahrzeuge. Das ultra-dünne Lademodul sollte dabei den Raum im Fahrzeugunterboden optimal ausnutzen ohne die Bodenfreiheit zu verringern. Dafür wurde ein interdisziplinärer Entwicklungsprozess angewendet und eine übergreifende elektrische, mechanische und prozesstechnische Charakterisierung von Hochfrequenzlitzen, ferromagnetischer Folie und Metalldrahtgeweben durchgeführt und ein Simulationsmodelll erstellt. Das Ergebnis ist ein Demonstrator für ein Ladesystem mit  einer Aufbauhöhe von 15 mm und einem Gesamtgewicht von 8 kg. Es erreicht eine Übertragungseffizienz von bis zu 92 Prozent bei 7,2 kW Nennleistung und aktiver Luftkühlung. Der Hardware-Demonstrator wurde in einem 3-stufigen Prozess unter Nutzung des RTM- und VARI-Verfahrens hergestellt.

Übersicht aller Preisträger in den drei Kategorien:
Kategorie „Innovative Produkte und Anwendungen“
1. Platz: „Verkehrsschilder von Nabasco (N-BMC)“ – Nabasco Products BV und Lorenz Kunststofftechnik GmbH, Partner: Pol Heteren BV und NPSP BV
2. Platz: „Neuentwickeltes ultratoughes Vinylesterharz für den Großschiffbau“ Evonik Operations GmbH
3. Platz: „Lufteinlassgehäuse in Multi-Material-Design für Gasturbinen“ – MAN Energy Solutions SE, Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH und Leichtbau-Systemtechnologien KORROPOL GmbH
Kategorie „Innovative Prozesse und Verfahren“
1. Platz: „In-Mould Wrapping“ werkzeugfallende, folierte Faserverbundbauteile für Exterieur-Anwendungen– BMW Group, Partner: Renolit SE
2. Platz: „Adaptive automatisierte Reparatur von Composite-Strukturkomponenten in der Luftfahrt“ – Lufthansa Technik AG, Partner: iSAM AG
3. Platz: „Automatisierte Oberflächenvorbehandlung mittels VUV-Excimer Lampen – CTC GmbH
Kategorie „Forschung und Wissenschaft“
1. Platz: „Bondline Control Technologie (BCT)“ – Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
2. Platz: „StoneBlade - Leichtbau mit Granit für die Windindustrie“ – Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University, Partner: AEROVIDE GmbH, Altropol Kunststoff GmbH, Basamentwerke Böcke GmbH, TechnoCarbon Technologies GbR
3. Platz: „Interdisziplinäre Entwicklung eines hochintegrierten induktiven Lademoduls für Elektrofahrzeuge“ – Technische Universität Dresden – Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK), Partner: Mercedes Benz AG

Die Ausschreibung für den nächsten Innovationspreis startet Ende Januar 2022.

Der Vorsitzende der Walter Reiners-Stiftung des VDMA Fachverbands Textilmaschinen, Peter D. Dornier hat drei erfolgreiche Nachwuchsingenieure ausgezeichnet. Die prämierten Arbeiten liefern praktische Lösungen zum Thema Kreislaufwirtschaft. Etwa zum Recycling von Carbonfasern, aus denen Leichtbauteile für die Automotive-Industrie entstehen. Oder die umweltfreundliche Produktion von Garnen aus Krabbenschalen. Ein weiteres Thema betraf medizinische Anwendungen: Die Verarbeitung hochfeiner Garne zu Stents für die Aortenreparatur. Die Preisverleihung fand am 9. November online im Rahmen der Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference statt.  

Mit einem Kreativitätspreis, dotiert mit 3.000 Euro, würdigte die Stiftung die Diplomarbeit von Irina Kuznik, TU Dresden. Sie hat mit einem kreativen Ansatz Lösungen zur Verarbeitung von Chitosan zu Fasergarn realisiert.

Mit dem Förderpreis Diplom-/Masterarbeiten in Höhe von 3.500 Euro wurde Herr Kai-Chieh Kuo ausgezeichnet. Mit seiner Masterarbeit, die an der RWTH Aachen entstand, liefert Herr Kuo einen Beitrag für die Produktion lebenswichtiger Bauteile, die in der Medizin eingesetzt werden. Die Stents aus hochfeinen Garnen werden durch eine innovative Modifikation des klassischen Schlauchwebprozesses möglich.

Mit dem Förderpreis in der Kategorie Dissertationen, dotiert mit 5.000 Euro, belohnte die Walter Reiners-Stiftung die Doktorarbeit von Dr. Martin Hengstermann. Die Arbeit befasst sich mit der Herstellung rezyklierter Carbonfasern. Aus diesen können Leichtbauteile für den Kraftfahrzeug- und Flugzeugbau oder die Windenergiebranche produziert werden.

Neuer Preis Nachhaltigkeit / Kreislaufwirtschaft
Die Umfeldbedingungen der Textilbranche und des Maschinebaus ändern sich. Themen wie Klimaschutz und Kreislaufwirtschaft werden zentral. Der Vorstand der Walter Reiners-Stiftung hat sich vor diesem Hintergrund entschlossen, das Preissystem der Stiftung weiter zu entwickeln.

2022 wird die Stiftung erstmals einen Preis mit dem Fokus Design / Nachhaltigkeit ausloben. Der Stiftungsvorsitzende Peter D. Dornier erklärte hierzu: „Bereits im Design kann man die Stellschrauben dafür stellen, dass ein textiles Produkt nach dem Gebrauch wieder zu einer hochwertigen Verwendung in den Wirtschaftskreislauf eingebracht werden kann. Zum Beispiel durch entsprechende Materialverwendung und Ausrüstung. Gesucht werden Lösungen für ressourcenschonendes Design, Technologie und Fertigungsprozesse.“   

Das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Textil vernetzt begleitet mittelständische Unternehmen bereits im vierten Jahr bei der Umsetzung von Digitalisierungsstrategien. Seit seinem Start im November 2017 hat Textil vernetzt 62 Praxis-Projekte mit 60 Mittelständlern umgesetzt und davon im letzten Jahr 14 Projekte erfolgreich abgeschlossen. Wie gemeinsam die digitale Transformation gemeistert werden kann, wurde auf der vierten, hybrid durchgeführten Fachtagung des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Textil vorgestellt.

Das Corona-Virus wirkt als Technologie-Turbo. Unternehmen und Beschäftigte sind technisch deutlich besser ausgestattet als vor der Krise. Das ist das Fazit des Resilienz-Checks, einer GfK-Befragung im Auftrag von Microsoft Deutschland und der Bundesvereinigung der Deutschen Arbeitgeber (BDA). Demnach sagen 48 Prozent der Befragten, dass die Software-Ausstattung in ihrem Unternehmen ausgebaut wird. Aufgrund der Krise mussten 67 Prozent der Organisationen sich an neue Arbeitsweisen gewöhnen, was auch dazu führte, dass 53 Prozent der Unternehmen insgesamt flexibler arbeiteten.

„Die Digitalisierung ist gekommen, um zu bleiben und verändert den Alltag in Unternehmen enorm. Die veränderte Arbeitswelt verlangt Arbeitnehmern wie Arbeitgebern in ihrer Dynamik und Komplexität viel Flexibilität ab. Wie in vielen Lebensbereichen ist auch an dieser Stelle Zusammenhalt gefragt.“, so Anja Merker, Geschäftsführerin des Kompetenzzentrums Textil vernetzt.

Wie Unternehmen von der digitalen Transformation wirtschaftlich profitieren, Chancen erkennen und Herausforderungen meistern, diskutierten die Unternehmer Olaf Thiel von Delta T. und Jan Baden von druckprozess gemeinsam mit Frederik Cloppenburg, Leiter des Textil vernetzt-Schaufensters am Institut für Textiltechnik an der RWTH Aachen und Frank Siegel, Leiter Funktionsdruck und kundenindividuelle Fertigung am Sächsischen Textilforschungsinstitut. Neugierig bleiben, aktiv Unterstützung suchen und damit zusätzliche Innovationskraft ins Haus holen, ist das Fazit der Gesprächsrunde.

„Cloud Computing und Cyber Security sind wesentliche Bestandteile einer guten Digitalisierungsstrategie“, so Roland Hallau, Fachkoordinator IT-Sicherheit im Mittelstand-Digital Zentrum Chemnitz. Besonders für kleine und mittlere Unternehmen gehe es darum, zukunfts- und widerstandsfähig zu bleiben. Welche Hilfe hierbei Künstliche Intelligenz bietet, welche Daten Unternehmen für ihre ersten KI-Anwendungen nutzen können und was die Daten wert sind, wurde zum Abschluss der Fachtagung gezeigt.

• Preisverleihung des Digital Pioneer Awards in der digitalCHURCH
• Die ITA Academy GmbH durfte am 09. Juni 2021 auf dem Digital Summit Event in Aachen den Digital Pioneer Award entgegennehmen.

Der Digital Pioneer Award wird an Unternehmen vergeben, die die Digitalisierung mit digitalen Geschäftsmodellen, Prozessen oder digitalen Produkten vorantreiben. Die ITA Academy GmbH wurde aufgrund des Digital Capability Centers (DCC) Aachen und dessen Unterstützung der Unternehmen bei der digitalen Transformation ausgezeichnet.

Mittels neuester didaktischer Methoden, anspruchsvollen Lösungskonzepten und modernsten Technologien werden Menschen vom DCC Aachen dabei unterstützt, in der digitalen Zukunft mitzuhalten und Vorreiter bei der digitalen Transformation zu werden. Damit innovative Lösungen, wie KI und digitale Assistenzsysteme, begreifbar werden, hat die ITA Academy 2017 das Digital Capability Center (DCC) Aachen zusammen mit McKinsey & Company gegründet. Das DCC ist eine Modellfabrik 4.0, in der digitale Applikationen am Beispiel einer realitätsgetreuen Fabrik demonstriert und gelehrt werden. Somit bietet das DCC eine Lernumgebung für Unternehmen, in der die Teilnehmenden in Form von praxisnahen Workshops beim Kompetenzaufbau zum Thema digitale Transformation unterstützt werden.

Die digitalen Pioniere sollen als Best-Practice-Beispiele bekannt gemacht werden, um regionale KMU für das Thema Digitalisierung zu sensibilisieren. Rund um die Auszeichnung der digitalen Pioniere rollt der digitalHUB Aachen e.V. ein wirkkräftiges Marketing aus. Die Pioniere erreichen durch die verschiedenen geplanten Kampagnen und Werbemöglichkeiten eine hohe Sichtbarkeit.

• WISO-Publikation der Friedrich-Ebert-Stiftung zeigt Chancen und Potenziale

Berlin - Die nächste Generation der drahtlosen Konnektivität, 5G, entwickelt sich in der Industrie zu einem allgegenwärtigen Thema. Gleichzeitig gilt es für einen Erfolg der Technologie noch einige Aufgaben zu lösen. Das wird in dem Papier „5G für die vernetzte Industrie“ der Friedrich-Ebert-Stiftung in der Reihe „WISO Direkt“ deutlich, das maßgeblich am FIR an der RWTH Aachen entstand, einem Mitgliedsinstitut der Zuse-Gemeinschaft.

Die neue FES-Publikation rückt 5G aus der Perspektive der angewandten Forschung in den aktuellen gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Kontext und zeigt industrielle Anwendungsfälle von 5G auf. Chancen von 5G für fahrerlose Transportsysteme (FTS) in der Intralogistik werden ebenso vorgestellt wie vorausschauende Wartung, die sogenannte „Predictive Maintenance“ und Möglichkeiten zur Nutzung von Augmented Reality, einer Technologie, welche die Sicht des Nutzers auf die reale Welt mit computergenerierten Bildern anreichert. „5G kann den Übergang zu Industrie 4.0 vereinfachen und intensivieren, doch ist die Übernahme der Technologie in Unternehmen kein Selbstläufer. Denn noch ist der Markt relativ intransparent. Anwender wissen häufig noch nicht, wofür sie 5G einsetzen können und welche Kosten mit den Netzen verbunden sind“, erklärt Lead-Autor Vasco Seelmann, Gruppenleiter am FIR.

Einen eigenen Weg geht Deutschland mit dem Vorhalten von 5G-Frequenzen für die Industrie, was sogenannte Campus-Netze ermöglicht. Unternehmen und andere Organisationen können so unabhängig von einem Mobilfunkan-bieter auf ihrem Gelände ein eigenes Netz betreiben. Allerdings stellt die Nutzung der neuen Technologie gerade Mittelständler vor erhebliche Hürden. „Gemeinnützige, angewandte Forschung aus der Zuse-Gemeinschaft unter-stützt Unternehmen darin auszutesten, ob 5G für sie eine sinnvolle Option ist. Im internationalen Rahmen kann die praxisorientierte Forschung bei der Gestaltung von Standards als Scharnier zwischen Großunternehmen und Mittelstand wirken“, erklärt die Geschäftsführerin der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Annette Treffkorn.

Seit drei Jahren unterstützt das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Textil vernetzt erfolgreich kleine und mittlere Unternehmen beim Thema Digitalisierung. Knapp 50 Praxis-Projekte hat das Kompetenzzentrum umgesetzt und weit über 3 000 KMU mit seinen Angeboten erreicht. Vielen Unternehmen hat das Netzwerk bereits beim Sprung in die Zukunft geholfen, wie die Teilnehmer der dritten Fachtagung hautnah erleben konnten.

Es war die erste Online-Fachtagung. Gastgeber und Organisator war das Sächsische Textilforschungsinstitut e. V. (STFI) in Chemnitz mit dem Thema: „Textil neu denken: Wie Digitalisierung und KI die vernetzte Produktion ermöglichen“. Die Fachtagung stand ganz im Zeichen der vernetzten Produktion, der Digitalisierung und Automatisierung von Produktionsprozessen. So ging es beispielsweise um die durchgängige digitale Auftragsabwicklung. Oder darum, welche Vorteile Bilderkennung und Barcode bei der Lagerortbestimmung haben. Der Einsatz von Sensortechnik eignet sich zum Sammeln und Auswerten großer Datenmengen: So kann die Wartung von Maschinen vorausgesagt werden. Das spart Kosten und Arbeitskraft.

„Die Unternehmer haben sehr offen darüber geredet, vor welchen digitalen Herausforderungen sie standen, wie Textil vernetzt unterstützen konnte und welche weiteren Schritte geplant sind“, zieht Geschäftsführerin Anja Merker nach der Veranstaltung Bilanz. „Durch Corona hat die Digitalisierung einen Schub erfahren. KI-Anwendungen werden von unserem textilen Mittelstand bei den Textil vernetzt-Partnern zunehmend nachgefragt“, so Merker. Gerade unkonventionelle und KMU-orientierte Herangehensweisen sind es, die von den Unternehmern geschätzt werden, so die Quintessenz der Veranstaltung. „In unserem neu eröffneten EscapeROOM können Unternehmen spielerisch KI erleben“, resümiert Claudia Feith vom Textil vernetzt-Partner Hahn-Schickard.

An die Partner Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung (DITF), Hahn-Schickard, Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen sowie Sächsisches Textilforschungsinstitut (STFI) unter Leitung des Gesamtverbandes textil+mode wenden sich kleine und mittlere Firmen aus Industrie und Handwerk. Die Unternehmer kommen dabei mit individuellen Fragestellungen auf Textil vernetzt zu und werden von den Projektpartnern bei der Digitalisierung unterstützt.

Kohlenstoffdioxid-basierte Faser für den Klimaschutz und interdisziplinäre Ausbildung mit neuartigem Smart Textiles-Prüfstand

Die Wilhelm-Lorch-Stiftung mit Sitz in Frankfurt am Main zeichnet am 25. Juni 2020 ein Projekt des Instituts für Textiltechnik der RWTH Aachen University, kurz ITA, aus und vergibt einen Förderpreis an die ITA-Absolventin Ricarda Wissel. Sie wird für ihre herausragende Bachelor-Arbeit „Anwendung von elastischen Garnen aus thermoplastischem Polyurethan auf Kohlenstoffdioxid-Basis in Strümpfen“ mit einem Förderpreisgeld für eine fachspezifische Weiterbildung prämiert. Das ITA erhält den Projektförderpreis für das Projekt „Smart Textiles – eine interdisziplinäre Ausbildung zur Förderung wissenschaftlicher Nachwuchskräfte in Zukunftstechnologien“, das der ITA-Promovend Simon Kammler bei der Wilhelm-Lorch-Stiftung eingereicht hatte.
 
Kohlenstoffdioxid-basierte Faser aus Industrieabfällen trägt zum Klimaschutz bei

Der ITA-Wissenschaftler Dr.-Ing. Pavan Manvi hat am ITA einen Schmelzspinnprozess zur Herstellung eines Garns aus kohlenstoffdioxid-basiertem thermoplastischem Polyurethan entwickelt. Die ITA-Studentin Ricarda Wissel setzte in ihrer Bachelorarbeit erstmals das am ITA ausgesponnene Garn erfolgreich in einem textilen Endprodukt ein. In Zusammenarbeit mit der Firma FALKE und Dr. Manvi, die Frau Wissels Arbeit betreut haben, wurde mithilfe des Garns eine Socke hergestellt (s. Abbildung „FALKE-Socke mit Kohlenstoffdioxid-Filamenten“).

Durch die Wiederverwendung von Kohlenstoffdioxid aus Industrieabfällen als Rohstoff für Textil- und Bekleidungsprodukte wird die Kohlenstoffdioxid-Bilanz verbessert und trägt so direkt zum Klimaschutz bei. Der Förderpreis der Wilhelm-Lorch-Stiftung ist mit 6.000 € für die fachspezifische Weiterbildung von Frau Wissel dotiert.

Interdisziplinäre Ausbildung mit Entwicklung eines neuartigen Messstandes für zukunftsweisendes Forschungsfeld „Smart Textiles“

Die Entwicklung von Textilien mit digitalen Zusatzfunktionen, sogenannten „Smart Textiles“, gelten als zukunftsweisendes Forschungsfeld. ITA-Doktorand Simon Kammler hat in seine Projekteinreichung ein Konzept für eine Vorlesungsreihe zu Smart Textiles am ITA vorgestellt und entwickelt einen neuartigen Messstand zur Messung der Kapazität und Leitfähigkeit von Fasern. Das Projekt wird von der Wilhelm-Lorch-Stiftung mit einem Preisgeld in Höhe von 10.000 Euro gefördert.

Smart Textiles ermöglichen die Interaktion des Textils mit der Umgebung und dem menschlichen Anwender. Daher sind sie heute in vielen Bereichen des Alltags wie Sport, Gesundheit, Wohnen, Leben und Mobilität gefragt und bieten völlig neue praktische Lösungsansätze. In Kombination mit digitalen vernetzten Diensten versprechen Smart Textiles Unterstützung und Innovation in fast allen Situationen des täglichen Lebens.

Mit der Konzeption einer neuen Vorlesungsreihe unterstützt Simon Kammler das ITA in seinem Ziel, den wissenschaftlichen Nachwuchs bestmöglich auszubilden. Im Vordergrund steht dabei das Vermitteln von weitreichenden interdisziplinären Kompetenzen, um Herausforderungen aktueller Forschungsfelder meistern zu können.

Hintergrund:

Die Wilhelm-Lorch-Stiftung fördert besonders begabte Nachwuchskräfte aus allen Bereichen der Textil- und Modebranche. Ihr Zweck ist die Förderung der fachspezifischen Aus- und Weiterbildung sowie die Förderung von Projekten an Hochschulen, Akademien und Berufsschulen, die sich durch nachhaltige Vermittlung innovativer Lerninhalte in Wissenschaft und Forschung auszeichnen. Insgesamt wurden in 2020 dreizehn Förderpreise vergeben. Aufgrund der Corona-Krise musste das Forum der TextilWirtschaft, in dessen Rahmen die Förderpreisverleihung sonst stattfindet, in 2020 leider ausfallen.

Forschende aus aller Welt diskutierten Zellkonzepte von elektrochemischen Reaktoren

Eine Plattform bieten für den interdisziplinären Austausch auf dem Gebiet elektrochemischer Zellen – mit dieser Zielsetzung startete Jan Girschik die Planung für das erste »E3C – Electrochemical Cell Concepts Colloquium«. Dieses Ziel hat der Wissenschaftler des Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT definitiv erreicht: Über 130 Forschende aus 13 Ländern – darunter Kanada, die USA, Uruguay, Indien, Griechenland, Großbritannien und sieben weitere europäische Nationen – nahmen an der Online-Veranstaltung am 14. Mai teil. Ihre Vorträge und Diskussionen drehten sich um Gemeinsamkeiten und potenzielle Kombinationsmöglichkeiten von Zellkonzepten und Fluidführungen für Flow-Batterien, Brennstoffzellen, Elektrolyse-, Elektrosynthese- und Elektrodialysezellen.

In welche Richtung die weitere Entwicklung in Zukunft gehen könnte, verdeutlichte Edward Roberts von der University of Cagliary am Beispiel einiger »wacky ideas«, an denen sein Team und er aktuell arbeiten. Dazu gehören komplexe Zellen mit beweglichen Festbettelektroden, eine oszillierende Fluidführung sowie Modifikationen mit magnetischen Feldern.

Neue Wege zur Gestaltung von Elektroden
Innovative Ideen stellte auch Prof. Matthias Wessling vor. Der Wissenschaftler der RWTH Aachen hielt die zweite Keynote mit dem Titel »Free form fabrication of electrochemical membrane reactors« und betonte: »Die Integration von Reaktions- und Trennsystemen für Elektroden ist ein wunderbarer, wissenschaftlicher Spielplatz für elektrochemische Ingenieurinnen und Ingenieure.“ Auf dem Aachener Spielplatz sind u. a. nickelbasierte Anoden für die Oxidation von Lignin entstanden – und zwar in Gestalt keramischer Membranrohre. Diese können z. B. per 3D-Druck, selektivem Lasersintern und laserloser additiver Fertigung hergestellt werden, so Matthias Wessling.

Um die Kreativität der Teilnehmenden mit Blick auf die Gestaltung von Elektroden anzuregen, stellte er zudem verschiedene Formen vor, mit denen sein Team und er arbeiten. Abschließend thematisierte er Röhrenreaktoren sowie den Einsatz von Durchfluss- und Slurry-Elektroden.

Auf die Keynotes folgten weitere Vorträge in drei Sessions: Im Fokus von »Cell design and fluid flow« standen Zellkonzepte und innovative Strömungsführungen unterschiedlicher Reaktorarten. In der Session »Functional components« ging es u. a. um Membranen und poröse Elektroden, während sich die Session »Stack design, testing and sealing technology« primär um den bipolaren Aufbau von elektrochemischen Reaktoren drehte. Die Vortragenden kamen u. a. von dem Institut für Mikrosystemtechnik IMTEK, dem Karlsruher Institut für Technologie, dem DECHEMA-Forschungsinstitut, der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg, der TU Clausthal, der ZBT GmbH sowie dem Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB und dem UMSICHT.

Neue Wertschöpfungsmöglichkeiten für die Region

»Vom Braunkohle- zum BioökonomieREVIER«: Im Rahmen des Strukturwandels soll das Rheinische Revier zu einer Modellregion für ressourceneffizientes und nachhaltiges Wirtschaften werden. Insgesamt 15 Innovationslabore entstehen gerade an der Schnittstelle zwischen (Land-)Wirtschaft und Wissenschaft, beteiligt sind Vertreter aus Wirtschaft, Wissenschaft, Politik und Gesellschaft. Die Innovationslabore sollen den schnellen Transfer neuer Verfahren in die Praxis ermöglichen, um Wertschöpfung und neue Arbeitsplätze zu generieren. Das Fraunhofer UMSICHT ist gemeinsam mit weiteren Partnern für das Projekt »AZUR« verantwortlich, das den Anbau und die Verwertung von Heil- und Medizinpflanzen am Beispiel von Arnika untersucht.

Aus den Händen von Forschungsstaatssekretär Thomas Rachel MdB (3.v.l.) nahmen Prof. Wolfgang Marquardt (Vorstandsvorsitzender Forschungszentrum Jülich), Prof. Ulrich Schurr (Forschungszentrum Jülich), Prof. Ulrich Schwaneberg (RWTH Aachen), Dr. Georg Schaumann (Sense up) und Prof. Volker Sander (FH Aachen) die Förderurkunden entgegen. Die Fraunhofer-Gesellschaft und YNCORIS GmbH & Co. KG sind weitere Partner des Konsortiums.

Aus den Händen von Forschungsstaatssekretär Thomas Rachel MdB (3.v.l.) nahmen Prof. Wolfgang Marquardt (Vorstandsvorsitzender Forschungszentrum Jülich), Prof. Ulrich Schurr (Forschungszentrum Jülich), Prof. Ulrich Schwaneberg (RWTH Aachen), Dr. Georg Schaumann (Sense up) und Prof. Volker Sander (FH Aachen) die Förderurkunden entgegen. Die Fraunhofer-Gesellschaft und YNCORIS GmbH & Co. KG sind weitere Partner des Konsortiums.

Das Rheinische Revier ist stark von der Nutzung fossiler Rohstoffe geprägt. Ein zentraler Pfeiler der Energiewende ist jedoch der Kohleausstieg, weshalb die Region besonders vom Strukturwandel betroffen ist. Die Gestaltung dieses Strukturwandels ist Kern des Projekts »BioökonomieREVIER Rheinland«, das Ziel: eine Modellregion für nachhaltiges Wirtschaften zu schaffen. Insgesamt stellt die Bundesregierung bis Mitte 2021 rund 25 Millionen Euro für das Vorhaben zur Verfügung. »Mit der Förderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung wollen wir die Bioökonomie in die Anwendung bringen und so zu neuen Produkten, neuen Produktionsverfahren und neuen Arbeitsplätzen kommen. Das Rheinische Revier bietet dafür beste Voraussetzungen und wird einer der Eckpfeiler sein, um die jüngst beschlossene, neue Bioökonomiestrategie der Bundesregierung mit Leben zu füllen«, so Forschungsstaatssekretär Thomas Rachel MdB zum Projektauftakt. Beste Voraussetzungen für eine erfolgreiche Umsetzung bringen auch die beteiligten Organisationen mit ein: Sie decken das gesamte Spektrum von der Grundlagenforschung bis hin zur praktischen Umsetzung ab.

Landwirtschaftliche Produktion erweitern: hochwertige pharmazeutische Inhaltsstoffe

Im ersten Teilprojekt wird eine Regionalstrategie ausgearbeitet. Parallel dazu entstehen sogenannte Innovationslabore und -plattformen an den Schnittstellen von Wissenschaft, Wirtschaft und Landwirtschaft. Sie gehen auf konkrete Probleme im Rheinischen Revier ein und sollen auch in der Fläche wirksame Maßnahmen umsetzen.

Das Fraunhofer UMSICHT bringt seine Expertise im Bereich nachhaltiger Landwirtschaft mit ein. Auf Basis der Forschungsarbeit soll die landwirtschaftliche Produktion in der Region ausgebaut werden. In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IME und dem Forschungszentrum Jülich betrachten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die nachhaltige biogene Wertschöpfung von Heil- und Medizinpflanzen am Beispiel von Arnika. »Im Laufe des Projekts `AZUR` wählen wir zum einen ertragreiche Arnikapflanzen aus Zuchtprogrammen für den Freilandbau aus, zum anderen entwickeln wir die sensorgesteuerte Kultivierung in Indoor-Systemen«, erklärt Volkmar Keuter, Leiter der Abteilung Photonik und Umwelt am Fraunhofer UMSICHT. Auch der Ernteprozess wird detailliert betrachtet, um mithilfe neuer Technologien gezielt die wirkstoffreichsten Blüten zu gewinnen.

Nach Abschluss einer umfangreichen Markt- und Technologieanalyse unter der Führung des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau (AZL) und des Instituts für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen (IKV) bestätigt das Konsortialprojekt das große Potential von Tape-Einlegern im Spritzgießprozess. Für geeignete Bauteile lassen sich Produktkosten sowie Bauteileigenschaften positiv beeinflussen.

In Kooperation mit 20 Industriepartnern haben die beiden Aachener Forschungsinstitute AZL und IKV über einen Zeitraum von insgesamt acht Monaten eine detaillierte Analyse zum Thema Tape-Einleger in Spritzgussbauteilen durchgeführt. Bei den wenige zehntel Millimeter dicken Tapes handelt sich um Endlosfasern, typischerweise aus Glas oder Carbon, die vollständig imprägniert in eine thermoplastische Matrix eingebettet sind. Einsatz finden die präzise entsprechend der Belastungen in einem Bauteil ausrichtbaren Tapes bisher vornehmlich in High-Performance Anwendungen mit dem Ziel der Gewichtsreduzierung. Ziel der jetzt durchgeführten Analyse war die Identifikation potenzieller Anwendungen und die Abschätzung einer breiteren Einsatzmöglichkeit.

Das Projekt gliederte sich in mehrere Phasen: Phase I diente zunächst der Bestandsaufnahme. In 20 Interviews mit für die Spritzgießbranche repräsentativen Verarbeitern erfassten die Forscher, warum Tape-Einleger bisher nur selten bei der Definition der zu analysierenden Werkstoffkonzepte Berücksichtigung finden. Als wesentliche Herausforderung wurde das Fehlen von Informationen über die Materialklasse, über das Vorgehen und die Tools für den Entwicklungsprozess sowie über die notwendigen Produktionstechnologien genannt. Hier wird das Konsortium ansetzen und während des „Technology Information Day“ umfassend über den umfangreich aufbereiteten Stand der Technik sowie den hohen Reifegrad der Zulieferkette informieren. Aufbauend auf dem Status Quo entwickelten sie eine Methodik, mit der technologische und wirtschaftliche Potentiale von Tape-Einlegern in Spritzgussanwendungen analysiert werden können.

Sowohl die bisherigen Ergebnisse als auch die geplanten Folgeprojekte sind Gegenstand des „Technology Information Day“ auf der K 2019, zu dem die an der Studie beteiligten Firmen, das AZL und das IKV vom Rohstoffhersteller über den Spritzgießer bis zum OEM alle Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette einladen. (Termin: 18.10.2019, 10:00 bis 13:30 Uhr, Messe Düsseldorf CCD Süd, Raum 002).

Zu dem „Technology Information Day“ im Rahmen der K 2019 lädt das Konsortium, bestehend aus Asahi Kasei Europe GmbH, BASF SE, Borealis AG, BÜFA Thermoplastic Composites GmbH & Co. KG, ENGEL AUSTRIA GmbH, Huesker Synthetic GmbH, LG Hausys R&D Center, Mitsui Chemicals, Nippon Electric Glass, Polyscope Polymers BV, POLYTEC GROUP, Simcon kunststofftechnische Software GmbH, SABIC und Toray International Europe GmbH ein. Ziel ist es, über die Technologie zu informieren und Themen der zukünftigen Zusammenarbeit zu identifizieren.