Aus der Branche

• Ausschreibung UMSICHT-Wissenschaftspreis 2022: Gesellschaft mit Vertrauen in die Wissenschaft

Nachhaltigkeit ist untrennbar mit gesellschaftlichen Veränderungen verknüpft. Dabei stellt die Wissenschaft Basis und Rahmen zur Verfügung, um nachhaltiges Handeln zu etablieren. Das kann wiederum nur gelingen, wenn die Beteiligten auf Augenhöhe miteinander kommunizieren und sich gegenseitig vertrauen. Mit dem UMSICHT-Wissenschaftspreis werden Menschen ausgezeichnet, die mit ihrer Arbeit das Vertrauen zwischen Wissenschaft und Gesellschaft stärken. Der Preis wird in den Kategorien Wissenschaft und Journalismus verliehen und ist mit insgesamt 10 000 Euro dotiert. Bewerbungen können ab sofort und bis zum 28. Februar 2022 eingereicht werden.

Die aktuellen Diskussionen über die Sicherstellung von Nachhaltigkeit für die nächsten Generationen zeigen, dass Deutschland in vielen Bereichen umwelt- und klimafreundlicher werden muss. Um das zu erreichen, bedarf es einer breiten Akzeptanz in der Gesellschaft. Denn: Die damit einhergehenden gesellschaftlichen Veränderungen – etwa durch die Vermeidung von Plastik, den Kohleausstieg oder die Mobilitätswende – haben direkten Einfluss auf unseren Alltag. Der Wissenschaft wird in dem Zusammenhang eine bedeutende Aufgabe zugeschrieben, indem sie eine vielfältige und verständliche Auseinanderset­zung mit Forschungsergebnissen und neuen Technologien ermöglicht.

Forschungsthemen verständlich kommunizieren

Um den Dialog zwischen Wissenschaft und Gesellschaft zu unterstützen, hat der UMSICHT-Förderverein den UMSICHT-Wissenschaftspreis initiiert. Seit 2010 werden Menschen ausgezeichnet, die Forschungsergebnisse aus den Bereichen Umwelt-, Verfahrens- und Energietechnik – den Kernthemen des Fraunhofer UMSICHT – auf eine herausragende Weise der Gesellschaft zugänglich machen. Das Preisgeld verteilt sich auf einen mit 8000 Euro dotierten Preis in der Kategorie Wissenschaft und einen mit 2000 Euro dotierten Preis für journalistische Arbeiten.

Jetzt online bewerben

Zugelassen sind sämtliche veröffentlichte Arbeiten, die sich mit den Themen Umwelt-, Verfahrens- oder Energietechnik beschäftigen. Die Arbeiten dürfen nicht älter als zwei Jahre sein und können auf Deutsch oder Englisch eingereicht werden. Reine Konzepte, Fotoarbeiten, Bücher sowie nicht veröffentlichte Arbeiten können für den UMSICHT-Wissenschaftspreis nicht angenommen werden. Bei Gemeinschaftsarbeiten ist darauf zu achten, dass die Haupt-Anteilsträgerin bzw. der Haupt-Anteilsträger die Arbeit einreicht.

Bewerbungen sind schnell und unkompliziert über das Online-Formular möglich. Bewerbungsschluss ist der 28. Februar 2022.

Die Hochschule Niederrhein hat erfolgreich an einer Ausschreibung des Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) teilgenommen. Im Rahmen der Förderlinie „HAW.International“ werden die Projekte „ThinkGlobal“ sowie „Edu4SmartTex“ mit insgesamt 1,5 Millionen Euro gefördert. „Das ist ein toller Erfolg für unsere Bemühungen, die Hochschule Niederrhein internationaler aufzustellen“, so Hochschul-Präsident Dr. Thomas Grünewald.

Im Projekt „Edu4SmartTex“ wird die Hochschule Niederrhein gemeinsam mit den Partnerhochschulen in Boras (Schweden), Hasselt (Belgien) und Bandung (Indonesien) die Entwicklung eines Double Degree Bachelorstudiums im Bereich Smart Textiles / Textile Electronics vorantreiben. Hierfür hat der DAAD eine Summe von einer Million Euro genehmigt. „Wir freuen uns sehr, dass wir mit Hilfe der DAAD-Förderung unsere Lehrkompetenzen im Bereich Smart Textiles international bündeln können. So können wir wichtige Synergien mit anderen Hochschulen nutzen, um Studierende an einem zukünftig wirtschaftlich-relevanten und interdisziplinären Anwendungsfeld auszubilden“ so Professorin Anne Schwarz-Pfeiffer vom Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik, die diese Skizze gemeinsam mit ihrer Kollegin Professorin Ekaterina Nannen vom Fachbereich Elektrotechnik und Informatik eingereicht hatte.

Rund eine halbe Million Euro entfällt auf das Projekt „ThinkGlobal“, das zu einer Internationalisierung der Hochschule führen soll. Mit Hilfe der finanziellen Mittel sollen die institutionellen und strukturellen Rahmenbedingungen verbessert und die Netzwerke mit den ausländischen Partnern ausgebaut werden. Auch die Studierenden werden von der Umsetzung profitieren. So soll es vermehrt Angebote etwa im Bereich der interkulturellen Kompetenzen geben.

Der DAAD fördert mit dem Programm „HAW.International“ innovative Projekte, die zum Ausbau der Internationalisierung der Hochschulen für angewandte Wissenschaften beitragen. In der diesjährigen dritten Förderrunde wurden 30 neue Projekte an 27 Hochschulen für angewandte Wissenschaften ausgewählt, die bis 2025 rund 21 Millionen Euro aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung erhalten.

Kai-Chieh Kuo, Doktorand am Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen, wurde für seine Masterarbeit mit dem Titel „Modifikation des Schlauchwebprozesses feiner Garne zur Herstellung von gewebten ultra-low profile Stentgrafts“ mit dem Förderpreis beste Masterarbeit des Deutschen Textilmaschinenbaues 2021 ausgezeichnet. Der Preis ist mit 3.500€ dotiert. Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, hat den Preis anlässlich der ADD International Textile Conference am 9. November 2021 virtuell überreicht.

Die minimalinvasive endovaskuläre Aortenreparatur (EVAR) mit textilen Stentgraftsystemen ist heutzutage ein klinisch etabliertes Therapieverfahren zur Behandlung von abdominalen Aortenaneurysmen (AAA) – krankhaften Aussackungen der Hauptschlagader. Aufgrund zu großer Profilstärken der gefalteten Stentgraftsysteme besteht aktuell bei der Implantation ein hohes Risiko, verengte oder stark angulierte Zugangsgefäße von innen zu verletzen. Abhilfe sollen Stentgraftsysteme mit kleinerer Profilstärke schaffen, die durch geringere Biegesteifigkeiten komplizierte Zugangswege überwinden sollen. Ein möglicher Lösungsansatz zur Reduktion der Systemprofile ist der Einsatz dünnwandiger Schlauchgewebe aus hochfeinen Multifilamentgarnen (≤20 dtex) als Graftmaterial.

Bislang ist es textiltechnisch nicht möglich, die feinen Garne mit der geforderten hohen Fadendichte (>200 Fäden/cm) und der verfügbaren Webtechnik zu verarbeiten, um eine ausreichende Dichtigkeit gegenüber Blut zu gewährleisten. In seiner Masterarbeit hat Kai-Chieh Kuo durch geeignete Modifikationen einer Schützenbandwebmaschine sowie Anpassungen in der Webereivorbereitung erstmals eine hochdichte Schlauchwebverarbeitung von Feinstfilamentgarnen ermöglicht. Dabei entwickelte er unter anderem eine neuartige innovative Riettechnologie, die die Kettfadenreibung im Fachwechsel reduziert und so die Prozessstabilität des dichten Schlauchwebprozesses feiner Garne verbessert.

Durch die Prozessmodifikation wurden daraufhin hochdichte, dünnwandige Schlauchgewebe hergestellt, die sich zur Herstellung eines Stentgrafts eignen. Das Potential dieser Schlauchgewebe steckt vor allem im höchst dünnwandigen Gewebeprofil, das gleichzeitig gut gegenüber Blut abdichtet. Durch den Einsatz dieser neuartigen Schlauchgewebe als Graftmaterial von Stentgrafts kann das Systemprofil des gefalteten Stentgraftsystems verringert werden, ohne Einbußen in der Blutdichtigkeit des Implantats eingehen zu müssen.

Die von Herrn Kuo entwickelte Technologie kann nicht nur für Stentgraftsysteme verwendet werden, sondern bietet große Einsatzmöglichkeiten in sämtlichen weiteren endovaskulären Implantaten wie bspw. Transkatheterherzklappen, gecoverte Stents und kleinlumigen Gefäßprothesen.

Die Verleihung der Förder- und Kreativitätspreise 2021 der Walter Reiners-Stiftung des VDMA, Fachverband Textilmaschinen an Studierende und Nachwuchswissenschaftler:innen deutscher Universitäten für Spitzenleistungen in Studium und Promotion fand am 09. November 2021 im Rahmen der Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference 2021 statt. Die bundesweit ausgeschriebenen Förder- und Kreativitätspreise wurden erneut online durch Herrn Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, verliehen.

Frau Dipl.-Ing. Irina Kuznik vom Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden wurde mit dem 3.000 EUR dotierten Kreativitätspreis des Deutschen Textilmaschinenbaues 2021 für ihre exzellente Diplomarbeit „Entwicklung zur umweltfreundlichen Herstellung neuartiger Chitosanfasergarne unter Einsatz von ionischen Flüssigkeiten" ausgezeichnet.

In ihrer Diplomarbeit entwickelte Frau Kuznik einen völlig neuen Ansatz zur ökologischen und ökonomischen Herstellung von Chitosangarnen. Unter Nutzung ionischer Flüssigkeiten als gut geeignetes, neuartiges Lösungsmittel für Chitosan lässt sich Chitosan mit geringen Deacetylierungsgraden sowie reines Chitin erfolgreich auflösen. In einem Nassspinnverfahren können damit erzeugte Spinnlösungen zu neuartigen Chitosan- bzw. Chitinmonofilamenten mit sehr guten morphologischen Eigenschaften hergestellt werden. Des Weiteren lässt sich die ionische Flüssigkeit mittels eines Verdampfungsverfahrens aus dem Abwasser zurückgewinnen und wiederaufbereitet werden.

Die DILO-Gruppe dankt allen Kunden und Interessenten für ihren Besuch auf dem DILOMessestand in Genf. Trotz der weiterhin weltweit anhaltenden Covid Einschränkungen durften wir eine Vielzahl bekannter Gesichter sowie neuer Interessenten auf unserem Stand begrüßen; darunter die bedeutendsten Vliesstoffhersteller der Welt aus allen Fachgebieten: Hygiene und Leichtvliesstoffe, technischen Textilien und Nadelvliesstoffe mit den Branchen Geotextilien, Filtermedien sowie allgemeine technische Textilien und Automobil. Großes Interesse besteht weiterhin beim Einsatz von ressourcenschonender Anlagentechnik, Energieeinsparungen und Naturfaserverarbeitung.

DILO konnte auf der INDEX seine neuesten Entwicklungen im Bereich der Industrie 4.0 präsentieren. Durch eine gezielte Anlagenüberwachung und die Auswertung der vorhandenen Maschinendaten sind eine vereinfachte Bedienung und eine effektivere Produktion realisierbar. Das smarte System wurde anhand einer Live-Analyse der Leistungs-, Qualitäts- sowie Verfügbarkeitsparameter der Technikumsanlagen verdeutlicht. Die neuen Produktionsverfahren Hyperpunch Alpha, HyperTex und 3D-Lofter wurden videogestützt erläutert und erzielten damit eine sehr positive Resonanz bei unterschiedlichsten Herstellern, die zur Vertiefung des Themas ihr Interesse an Versuchen im DILO-Technikum bekundeten. Diese Themen und weitere Neuentwicklungen sind auch die Grundlage für weitere Gespräche.

• Herr Dr.-Ing. Moniruddoza Md. Ashir vom ITM wurde am 12. Oktober 2021 für seine Dissertation "Entwicklung von neuartigen textilbasierten adaptiven Faserkunststoffverbunden mit Formgedächtnislegierungen“ mit dem Innovationspreis des Industrieclubs Sachsen 2020 ausgezeichnet.
• Der Preis ist mit 5.000 EUR dotiert und wird jährlich an einen Absolventen der TU Dresden verliehen.

Die Entscheidung zur Vergabe des Innovationspreises des Industrieclubs Sachsen 2020 erfolgte im Sommer 2021 durch ein Preisgericht. Die Verleihung des Innovationspreises erfolgte im Rahmen einer Veranstaltung des Industrieclubs Sachsen im Schloss Eckberg in Dresden am 12. Oktober 2021.

In der Dissertation werden alternative Ansätze auf Basis von innovativen textilbasierten adaptiven Faserkunststoffverbunden (FKV) mit strukturintegrierten Formgedächtnislegierungen konzipiert, umgesetzt, erprobt und im Vergleich mit konventionellen technischen Lösungen evaluiert. Daher galt es, eine Vielzahl bisher ungelöster konzeptioneller sowie textil- und materialspezifischer Fragestellungen zu bearbeiten und tiefgreifend zu analysieren. Hierzu zählen die Entwicklung neuartiger Ansätze und technologischer Lösungen sowohl zur reproduzierbaren Einstellung einer anforderungsgerechten Grenzschicht zwischen der Formgedächtnislegierung in Drahtform sowie dem umgebenden Faserverbundwerkstoff, als auch zur vollautomatischen Integration des textilverarbeitbaren Aktors in die Verstärkungsstruktur. Weitere Zielstellungen bestanden in der Ermittlung von Struktur-Funktionseigenschaftsbeziehungen, dem Nachweis der funktionalen Langzeitstabilität sowie der Konzeptionierung und Erprobung von industrierelevanten Funktionsdemonstratoren. Hier wurden adaptive FVK als bionisch inspirierter Flug-, Nachgiebigkeits-, Greif-, Spann-, gezielter Flüssigkeitssteuerungs-, Wisch- und Fortbewegungsmechanismus konzipiert. Diese Demonstratoren repräsentieren alle wesentlichen Funktionalitäten der adaptiven FVK-Kinematik und lassen sich leicht auf andere industrielle Anwendungsbereiche übertragen, wie z. B. die Flugzeug-, Automobil-, Medizin-, Soft-Robotik-, Bau- oder Industrietechnikbranche.

Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten erfolgten in enger Zusammenarbeit mit der Industrie, wie z. B. thoenes Dichtungstechnik GmbH und Elbe Flugzeugwerke GmbH und werden zukünftig am ITM intensiv fortgesetzt. Die neu entwickelte Technologie und Strukturen werden dem Leichtbau insbesondere als Knotenelemente für Rahmentragwerke im Fahrzeugbau, in der Luft- und Raumfahrt, im Maschinenbau sowie auch in der Architektur neue Impulse verleihen. Gegenwärtig wird forschungsseitig die Anwendung dieser Strukturen für medizinische Bereiche, insbesondere orthopädische oder prothetische Hilfsmittel, vorangetrieben.

Artenschutz ist das Thema der Abschlussarbeit „Sorry“ von Eva Viola Emmermann, Textil-Studentin an der Hochschule Niederrhein. Am 8. September wird sie ihre Kollektion vor professionellem Publikum und internationaler Presse auf der Mercedes-Benz-Fashion-Week in Berlin präsentieren. Eine Jury bestehend aus Mitgliedern der Industrie und der Hochschule wählten die Outfits der Doppelstudentin aus insgesamt sieben Kollektionen aus.
 
Eva Viola Emmermann setzt sich mit ihrer Kollektion „Sorry“ kritisch mit dem Thema Artenschutz auseinander. Musterungen und Strukturen der Kollektion sind inspiriert von in Deutschland gefährdeten Arten, sowohl Tieren als auch Pflanzen. Um die Kollektion möglichst nachhaltig zu gestalten, wurden biologisch abbaubare oder recycelte Materialien ohne Fasermischungen verwendet.
 
Die Doppelstudentin in den Studiengängen Textile Technologien und Design-Ingenieur Textil hat sich mit der Flächengestaltung im Strick, Gewebe, in der Lasertechnologie und besonders dem Printdesign beschäftigt. „Der Fokus meiner Arbeiten lag während meiner gesamten Studienzeit auf dem Thema Nachhaltigkeit. Hier wurden vorwiegend Kritiken in Musterungen versteckt, mit dem Ziel einer positiven und nachhaltigen Wirkung beim Betrachter“, sagt Eva Viola Emmermann.
 
Ihre Abschlussarbeit wird zusätzlich zusammen mit sechs weiteren Kollektionen, die Studierende aus dem Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik entworfen haben, auf der Berliner NEOFASHION gezeigt. Die NEOFASHION ist Teil der Berliner Fashionweek und bietet eine Modenschau für Mode-Absolventen aller Hochschul-Ausbildungsstätten in Deutschland.
 
Aktuell beteiligen sich 13 Ausbildungsstätten an der Show. Alle Studierenden, die für die Hochschule Niederrhein ins Rennen gehen, haben sich mit dem Thema Nachhaltigkeit befasst. „Die Branche muss sich ändern, die Jungdesigner rufen zum Umdenken auf und stoßen auf taube Ohren“, so Professorin Jutta Wiedemann, die die Teilnahme der Hochschule Niederrhein organisiert hat.

• Diplome und Preise für Design-, Film- und Kunst-Absolventinnen

Am 3. Juli 2021 erhielten 203 Absolventinnen und Absolventen ihre Bachelor- oder Masterdiplome in den Bereichen Design, Film und Kunst. Elf Abschlussarbeiten wurden prämiert: von experimentellen Bauanleitungen für Kassettengeräte über künstlerisch verarbeitete Geschichten von Frauen, denen das Schwimmenlernen verwehrt wurde, bis zu surrealistischen Comics über desillusionierte Gurus.

In diesem Jahr haben 170 Absolventinnen und Absolventen ein Bachelordiplom erhalten in den Bereichen Animation, Video, Camera Arts, Graphic Design, Illustration (Fiction und Nonfiction), Objektdesign, Textildesign, Kunst & Vermittlung, XS Schmuck, Design Management, Inter-national sowie Digital Ideation (gemeinsames Angebot mit dem Departement Informatik). 33 Studierende schlossen ein Masterstudium in Design, Film oder Kunst ab. Die Diplomfeier fand im Rahmen der Werkschau Design & Kunst 2021 statt. Dabei wurden Förderpreise für elf herausragende Abschlussarbeiten vergeben:

Der Förderpreis Master of Arts in Design ging an Alexandra Gurtner aus Rotkreuz ZG für ihre Arbeit «(in)visible mind – Psychische Gesundheit an der Hochschule». Gurtner kreierte ein Arbeitstool, das Hochschulen helfen soll, die psychische Gesundheit von Studierenden ganzheitlich und effektiv zu adressieren. Basis dafür war eine Untersuchung der Angebote und Maßnahmen an der Hochschule Luzern und Feedbacks von betroffenen Studierenden. Der Förderpreis ist mit 5’000 Franken dotiert. Er wird gemeinsam von den beiden Vereinen «Luzern Design» und «Swiss Design Transfer» sowie der Hochschule Luzern vergeben.

Der ebenfalls mit 5’000 Franken dotierte Preis der Max von Moos-Stiftung geht an Sebastian Haas, Absolvent des Master Kunst aus Köniz BE, für seine Werkserie «Das sich bildende Dritte».
Die von Haas mit der Technik der Hinterglasmalerei bemalten und durch Hitze verformten Glasscheiben spiegeln so stark, dass sich die Betrachterinnen und Betrachter selbst als amorphe Figur darin erkennen können. Ändert man den Blickwinkel, entstehen stets neue situative und virtuelle Bilder, die das rätselhafte Dritte darstellen.

Die zeugindesign-Stiftung zur Förderung der visuellen Gestaltung verlieh fünf mit je 4’000 Franken dotierte Förderpreise an:

• Petra Baumann, Absolventin Bachelor Illustration Nonfiction aus St. Gallen. Sie kreierte für ihre Diplomarbeit «Von Bryum bis Sphagnum» eine Website über die wundersame und vielfältige Welt der Moose im Botanischen Garten St. Gallen.
• -Sandro Ramseier, Absolvent Bachelor Illustration Fiction aus Interlaken BE. Sein surrealistisches Comicprojekt «Shantiland» handelt von den Sehnsüchten eines desillusionierten Nachwuchsgurus in einer Welt zwischen Yogamatten, Räucherstäbchen, Nihilismus, Transzendenz und Ausverkauf.
• Jonathan Müller, Absolvent Master Film aus Rehetobel AR. In seinem Abschlussfilm «Eduardo Spelterini» erforscht er das Leben des Schweizer Luftfahrtpioniers, Opernsängersund Lebemanns, der mit einem Ballon die Alpen überquerte. Müller kombinierte für seinen Film Bewegtbild-Sequenzen mit Archivfotos.
• Dan Wenger, Absolvent Bachelor Animation aus Basel. Der Film «Screen Time» beginnt harmlos: Ein Daumen berührt den Bildschirm eines Smartphones. Was als unschuldiger Zeitvertreib beginnt, entwickelt sich zu einem Dauerkonsum, angetrieben von unaufhörlichen Wisch-und-weg-Bewegungen…-Yvee Nogara, Absolventin Bachelor Textildesign aus Zürich. Sie wirft in ihrer Abschlussarbeit «TYvee Shopping» einen satirischen Blick auf den Konsumwahn. Ihre aus gebrauchten Stoffen und Restmaterialien hergestellten textilen Objekte bietet Nogara in einer medialen Inszenierung an, die mit ihrer übertriebenen Ästhetik an die Teleshopping-Sendungen der 90er-Jahre erinnert.

Der mit 3’000 Franken dotierte Preis der Stiftung Alan C. Harris und Else Harris geb. Treumann wird an eine Absolventin oder einen Absolventen des Master Kunst verliehen. Er geht heuer an Anđela Rončević. Die gebürtige Kroatin hat im leeren Schwimmbecken des Kulturlokals Neubad Luzern die audiovisuelle Installation «I Will Swim» eingerichtet. Besucherinnen und Besucher hören darin die mit Wassergeräuschen unterlegten Geschichten von 20 Frauen aus verschiedenen Ländern, die nicht schwimmen können. Rončević untersucht mit ihrem Werk, wieso das Recht, schwimmen zu lernen, weltweit immer noch zahlreichen Frauen vorenthalten wird.

Der Förderpreis Design & Kunst/Alumni Hochschule Luzern in Höhe von 2’021 Franken – die Preissumme ergibt sich aus der aktuellen Jahreszahl – geht an Jost Zeindler aus Bern für seine Abschlussarbeit «Tape Tech» im Bachelor Illustration Nonfiction. Zeindler untersuchte darin, was es braucht, um eine gute Bedienungs- oder Bauanleitung zu gestalten. Er goss die so gewonnenen Erkenntnisse in ein Magazin für experimentelle Audio-Elektronik, in dem er diverse Anleitungen für Kassettengeräte visualisierte.

Der Preis der Swiss Design Association (SDA) honoriert hervorragende Diplomandinnen und Diplomanden der SDA-Partnerhochschulen. Die Preissumme beträgt 500 Franken sowie eine dreijährige Jungmitgliedschaft bei der SDA. Der Award geht an Martina Häusermann aus St. Gallen. Die Absolventin des Bachelor Objektdesign entwickelte für ihre Abschlussarbeit «Pressed Motion» bewegliche Aufsätze in der maschinellen Keramikextrusion, also der Produktion kontinuierlicher Keramikstränge. Diese eröffnen dank dynamischen Strukturen, Formübergängen und Durchdringungen neue Gestaltungsmöglichkeiten im Kunsthandwerk oder in der Architektur.

Die Auszeichnung Chapeau! Preis für Theorie BA-/MA-Arbeit ist mit je 500 Franken für herausragende theoretische Bachelor-, respektive Masterarbeiten dotiert:
-Den Preis für die beste Masterarbeit erhielt Sebastian Haas für seine Untersuchung zu spiegelnden Erscheinungen im Bildraum. Haas ist auch Träger des Max von Moos-Preises (siehe oben).
-Sophie Germanier aus Zürich erhielt den Preis für die beste Bachelorarbeit für «Welcome tomy MUD-dy World». Der Audioguide der Absolventin des Bachelor Kunst & Vermittlung führt in eine schlammige, von fressenden und defäkierenden Würmern bewohnte Welt. Der Guide und weitere Abschlussarbeiten des Bachelor Kunst & Vermittlung Luzern werden in der Ausstellung «Connection Requested» (18.–29. Juli 2021) im Kunstpavillon Luzern gezeigt.

Alle Arbeiten sind auf der Plattform wwwerkschau zu sehen.

Der Maschinenbau ist eine Stärke der deutschen Industrie. In Leitbranchen, deren Produkte in einem globalisierten Umfeld starker Konkurrenz ausgesetzt sind, kann der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) dazu beitragen, Industriekapazitäten und Knowhow in Deutschland zu halten, im Maschinenbau und nachgelagerten Branchen. Doch erst durch praxisnahe Anwendung in der Industrie kann KI seine Stärken für Unternehmen voll entfalten. Wie das mit dem Beitrag angewandter Forschung geht, zeigen Textilindustrie und -maschinenbau ebenso wie die Kunststoffbranche.

Mit der Corona-Krise sind Vliesstoffe über die Fachwelt hinaus bekannt geworden, denn sie bilden das Ausgangsmaterial für Schutzmasken. Die aufgetretenen Engpässe am Markt 2020 zeigten, wie stark Deutschland hier von Lieferungen aus dem Ausland abhängig ist. Zugleich ist Deutschland in anderen Vliesstoff-Segmenten und bei Maschinen für die Vliesstoffherstellung eine wichtige Größe auf den Weltmärkten. Damit das so bleibt, arbeitet die Branche an Innovationen. Ein zentraler Baustein dafür: Die Nutzung Künstlicher Intelligenz (KI).

Das Auge auf der lernenden Maschine

Am ITA Augsburg hat man dafür Grundlagen in einem Projekt gelegt, auf denen sich nun aufbauen lässt. Die Vision: Die Maschine zur Vliesstoffproduktion passt die Parameter entsprechend den Erfordernissen im laufenden Betrieb autonom an. Etwaig auftretende Fehler werden von der Maschine selbstständig diagnostiziert, die Drehzahlen entsprechend angepasst. „Wir haben im Projekt EasyVlies gezeigt, wie sich mit der Nutzung von Algorithmen für die Vliesstoffproduktion Material- und Energiekosten einsparen lassen. Zusammen mit Partnern aus der Industrie haben wir erreicht, dass die Maschine zentrale Parameter wie Drehzahlen und Abstände, von denen eine große Kombinationsmenge für das Erreichen der gewünschten Produktqualität notwendig sind, durch das entwickelte KI-Modell vorhergesagt werden. „Die Abstände der bis zu 40 Arbeitselemente in der Maschine bestimmen dabei in Kombination mit den Drehzahlen der beteiligten Walzen die Öffnung der Faserflocken bis zur Einzelfaser und die Bildung des Vlieses“, erläutert ITA-Augsburg Geschäftsführer Prof. Stefan Schlichter. Die naturwissenschaftlichen Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen den Drehzahlen und den Qualitätsparametern der Vliesstoffproduktion sind nicht eindeutig bekannt. Gerade deshalb kann KI hier seine Vorteile ausspielen. „Denn Künstliche Intelligenz kann auch diffuse Zusammenhänge modellieren und simulieren“, betont Schlichter. Die Algorithmen dafür hat Maschinenbauingenieur Dr. Frederik Cloppenburg aus dem Aachener ITA-Stammhaus entwickelt, 280 Versuche wurden im Zusammenspiel mit der KI-Entwicklung durchgeführt.

In der unternehmerischen Praxis lernen die Algorithmen nun hinzu. Das zeigt  bei einem Vliesstoffbetrieb der Fahrzeugbranche bereits erste Erfolge in der betrieblichen Praxis. Im nächsten Schritt arbeiten die ITA-Forschenden daran, Messtechnik wie Kamerasysteme und strahlungsbasierte Messsysteme für die Gleichmäßigkeit des Vliesstoffs in die Maschinen zu integrieren. Ziel: Fehler so prognostizieren, dass sie gar nicht erst auftreten. Das Aufkommen an Vliesstoff-Ausschuss soll so um 30 bis 50 Prozent sinken. Angesichts von bislang jährlich allein in Deutschland anfallender Ausschussware im Wert von 150 Mio. Euro, das entspricht 10 Prozent des Branchenumsatzes, ein erheblicher Anreiz. „Die hoch qualifizierten Facharbeiter beaufsichtigen sozusagen die lernende Maschine“, erklärt Schlichter.

Industrie 4.0 wird in der Kunststoffbranche künftig auch benötigt, um das Ziel höherer Recyclingquoten zu erreichen. Denn eine weniger einheitliche Rohstoffbasis macht lernende Maschinen noch wertvoller. Das ist auch Ausgangspunkt des vom Bundesforschungsministerium (BMBF) geförderten Verbundprojekts CYCLOPS des Kunststoff-Zentrums (SKZ) und namhaften Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Durch den Einsatz von KI sollen Materialströme automatisiert klassifiziert werden, damit sie sich optimal verwenden lassen. „Die Maschinen sollen künftig eigenständig erkennen, in welche Anwendungen produzierte Materialien eines bestimmten Typs gehen können“ erläutert SKZ-Gruppenleiter Digitalisierung, Christoph Kugler. Ein Faktor: Die Fließfähigkeit des Kunststoffs, seine Viskosität. Je kürzer die Polymerketten des Materials, desto größer, vereinfacht gesagt, ihre Fließfähigkeit. Für diese Fließfähigkeit spielt andererseits auch das Druckniveau in der Maschine eine Rolle. Hier kommt wiederum die KI ins Spiel: „Durch Künstliche Intelligenz können Materialeigenschaften und selbst lernende Maschinensteuerungen sehr gut ineinanderwirken, so unsere Erwartung“, erklärt Kugler. Grundlage für die angewandte Forschung im Projekt CYCLOPS sind sowohl Prozessdaten aus den Maschinen, welche die Materialqualität beschreiben können, als auch Daten entlang des Lebenswegs von Material und Produkt. Im Rahmen des Projektes werden damit die Transparenz und die Informationsdichte erhöht, welche nach wie vor einige der größten Hemmnisse der Kreislaufwirtschaft sind.

Neue Expertisefelder wie Erklärbare KI erschlossen

Das SKZ baut mit dem Projekt auf KI-Expertise auf, die über abgeschlossene und noch laufende Projekte erarbeitet wurde. In der Vergangenheit lag der Schwerpunkt in der Entwicklung sogenannter Softsensoren aus Prozessdaten zur Berechnung komplexer Qualitätskennwerte wie z.B. Viskosität oder Vernetzungsgrad des Kunststoffs. Durch die Weiterentwicklung der Technologie werden neue Expertisefelder erschlossen, so z.B. Optimierung der Prozessmodellierung durch KI, Prognose von Materialverhalten unter Last oder auch erklärbare KI (XAI), sie beschreibt den Weg, auf dem Algorithmen zu ihren Ergebnissen gelangen. In den letzten Jahren wurde ebenfalls der Einsatz von digitalen Technologien und KI im Kontext der Kreislaufwirtschaft am SKZ forciert, so in den noch jeweils bis ins nächste Jahr hinein laufenden Projekten Di-Plast und DiLinK. Während Di-Plast ein EU-Projekt ist, wird DiLink ebenfalls vom BMBF gefördert. Mit dem FIR e.V. ist ein weiteres Institut der Zuse-Gemeinschaft im DiLink-Projektkonsortium vertreten, mit dem Fokus auf dem Thema Geschäftsmodelle. Denn diese verändern sich durch das Vordringen der KI in immer mehr Aspekten des Maschinenbaus.

Todd Zimmerman ist der neue Vice President und General Manager im Bereich Display Graphics von Electronics For Imaging, Inc. Er verfügt über viele Jahre Erfahrung als Führungskraft in der Werbetechnik und kann beachtliche Erfolge bei der Umsetzung von fortschrittlichen Technologie-Initiativen für die Druckindustrie vorweisen.

Bis zum Wechsel zu EFI™ war er 15 Jahre lang in verschiedenen Führungsrollen bei Fujifilm® USA tätig, zuletzt als Bereichsleiter und Unternehmens-Vizepräsident von Fujifilm Global Graphic Systems. Vor Fujifilm arbeitete Todd Zimmerman im Vertrieb von Kodak Polychrome Graphics.

Zimmerman übernimmt seine Rolle zu einem Zeitpunkt, an dem viele EFI Kunden ihre Unternehmen ausbauen, um den Geschäftsanforderungen des Aufschwungs nach der Pandemie gerecht zu werden, insbesondere in den wichtigsten Anwendungsbereichen wie Point-of-Purchase-Drucken, Beschilderungen für Fachmessen und Veranstaltungen sowie umweltfreundliche Beschilderungen und Dekor. Während das Druckgeschäft wieder an Fahrt aufnimmt, wird Zimmerman die Führung des Geschäftsbereichs Display Graphics und damit das größte Inkjet-Geschäftssegment von EFI übernehmen. Dieses zählt zu den weltweit größten Entwicklern von UV-LED-Inkjet-Druckern im Super-Großformat sowie Sublimations-Inkjetdruckern und den jeweiligen Tinten.