Aus der Branche

• Bundesregierung muss anwendungsorientierte Industrieforschung bedarfsgerecht finanzieren
• Haushaltsentwurf für 2022 bleibt dahinter deutlich zurück  
• Herausforderungen für Gesellschaft sind nur mit deutlich intensivierter Forschung und Innovationen zu bewältigen
• Nachhaltige Anreizsysteme für Mittelstand zur Steigerung der Innovationskraft schaffen

„Die Kürzung der Budgets für Industrieforschung und das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) auf Vor-Corona-Niveau ist ein verstörendes, desaströses Signal in Richtung der forschungsaffinen mittelständischen Unternehmen und der Industrieforschungseinrichtungen“, kommentiert Prof. Dr. Martin Bastian, Präsident der Deutschen Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V. (Zuse-Gemeinschaft) den Regierungsentwurf für den Bundeshaushalt 2022. Er fordert die Bundesregierung auf, ihre Zusagen aus dem Koalitionsvertrag einzuhalten und die anwendungsorientierte Industrieforschung bedarfsgerecht zu finanzieren: „Nach unseren Berechnungen sind für eine bedarfsgerechte Finanzierung der anwendungsorientierten Forschung insgesamt pro Jahr gut 1,15 Milliarden Euro anzusetzen. Analog zum Pakt für Forschung und Innovation muss auch dies unbedingt regelmäßig überprüft und angepasst werden.“
 
Dr. Klaus Jansen, Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, ergänzt: „Eine wirklich bedarfsgerechte Finanzierung läge nach unseren Berechnungen für INNO-KOM und IGF bei mindestens 350 Mio. Euro, für ZIM sollten wenigstens 800 Mio. Euro angesetzt werden. Der aktuelle Haushaltsentwurf zeigt jedoch in eine ganz andere Richtung. Er steht in eklatantem Widerspruch zu den vollmundigen Versprechungen des Koalitionsvertrages.“ Laut Regierungsentwurf sinken die eingeplanten Mittel für die anwendungsorientierte Industrieforschung insgesamt um gut sechs Prozent von 905,5 Mio. Euro auf nur noch 855 Mio. Euro – ein Minus von 50,5 Mio. Euro. Dazu weiter Dr. Jansen: „Die Praxis hat bereits in den Vorjahren gezeigt, dass die anwendungsorientierte Industrieforschung – ein zentraler Träger für Transfer und Innovation in Deutschland – chronisch unterfinanziert ist. Die stark gesunkene Innovatorenquote im deutschen Mittelstand unterstreicht das eindrucksvoll.“
 
Die Zuse-Gemeinschaft sieht angesichts dieser Kürzungen für die anwendungsorientierte Forschung den gesellschaftlichen Transformationsprozess hin zur sozial-ökologischen Marktwirtschaft sowie die erfolgreiche Bewältigung der anstehenden Aufgaben der Mobilitäts-, Energie-, Produktionswende und des Klimawandels in Gefahr, so Prof. Bastian weiter: „Mit Blick auf diese immensen Herausforderungen, denen sich unsere Gesellschaft stellen muss, sind solche Einschnitte in ohnehin viel zu knappe Budgets als dramatisch zu bewerten. Diese können nur durch deutlich intensivierte Forschung und die so zu erreichenden Innovationen bewältigt werden. Das erfordert zwingend eine ausreichende, verlässliche und bedarfsgerechte finanzielle Förderung.“ Dazu müsse die Bundesregierung unbedingt auf Anreizsysteme für den Mittelstand setzen, betont der Präsident der Zuse-Gemeinschaft: „Wenn es gelingt, dessen Innovationskraft zu steigern, lassen sich die Mehraufwendungen für die anwendungsorientierte Industrieforschung durch die so erzielten Steuermehreinnahmen deutlich überkompensieren.“

• Kohlenstoff mit mehreren Leben

Geht es um die Zukunft der motorisierten Mobilität, reden alle vom Antrieb: Wie viel E-Auto, wie viel Verbrenner verträgt die Umwelt und braucht der Mensch? Zugleich stellen neue Antriebe erhöhte Anforderungen nicht nur an den Motor, sondern auch an dessen Gehäuse und die Karosse: Für solch anspruchsvolle Anwendungen kommen häufig Carbonfasern zum Einsatz. Wie der Antrieb der Zukunft, sollten auch die Werkstoffe am Fahrzeug umweltfreundlich sein. Deshalb ist Recycling von Carbonfasern gefragt. Lösungen dafür haben Institute der Zuse-Gemeinschaft entwickelt.

Carbonfasern, auch als Kohlenstofffasern oder verkürzt als Kohlefasern bekannt, bestehen fast vollständig aus reinem Kohlenstoff. Sehr energieaufwändig wird er bei 1.300 Grad Celsius aus dem Kunststoff Polyacrylnitril gewonnen. Die Vorteile der Carbonfasern: Sie haben kaum Eigengewicht, sind enorm bruchfest und stabil. Solche Eigenschaften benötigt man z.B. am Batteriekasten von E-Mobilen oder in Strukturbauteilen der Karosserie. So arbeitet das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) aktuell gemeinsam mit Industriepartnern daran, statisch-mechanische Stärken der Carbonfasern mit Eigenschaften zur Schwingungsdämpfung zu verknüpfen, um die Gehäuse von E-Motoren im Auto zu verbessern. Angedacht ist in dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt die Entwicklung sogenannter Hybridvliesstoffe, die neben der Carbonfaser als Verstärkung weitere Faserstoffe enthalten. „Wir wollen, die Vorteile unterschiedlicher Faserstoffe verbinden und so ein optimal auf die Anforderungen abgestimmtes Produkt entwickeln“, erläutert Marcel Hofmann, STFI-Abteilungsleiter Textiler Leichtbau.

Damit würden die Chemnitzer Forschenden bisherige Vliesstoff-Lösungen ergänzen. Sie blicken auf eine 15-jährige Geschichte in der Arbeit mit recycelten Carbonfasern zurück. Der globale Jahresbedarf der hochwertigen Fasern hat sich im vergangenen Jahrzehnt fast vervierfacht, laut Angaben der Industrievereinigung AVK auf zuletzt rd. 142.000 t. „Die steigende Nachfrage hat das Recycling immer stärker in den Fokus gerückt“, betont Hofmann. Carbonfaserabfälle sind ihm zufolge für etwa ein Zehntel bis ein Fünftel des Preises von Primärfasern erhältlich, müssen aber noch aufbereitet werden. Dreh- und Angelpunkt für den Forschungserfolg der recycelten Fasern sind konkurrenzfähige Anwendungen. Die hat das STFI nicht nur am Auto, sondern auch im Sport-Freizeitsektor sowie in der Medizintechnik gefunden, so in Komponenten für Computertomographen. "Während Metalle oder Glasfasern als potenzielle Konkurrenzprodukte Schatten werfen, stört Carbon die Bilddarstellung nicht und kann seine Vorteile voll ausspielen“, erläutert Hofmann.

Papier-Knowhow nutzen
Können recycelte Carbonfasern nochmals den Produktkreislauf durchlaufen, verbessert das ihre CO2-Bilanz deutlich. Zugleich gilt: Je kürzer die Carbonfasern, desto unattraktiver sind sie für die weitere Verwertung. Vor diesem Hintergrund entwickelten das Forschungsinstitut Cetex und die Papiertechnische Stiftung (PTS), beide Mitglieder der Zuse-Gemeinschaft, im Rahmen eines Forschungsvorhabens ein neues Verfahren, das bislang wenig geeignet erscheinende Recycling-Carbonfasern ein zweites Produktleben gibt. „Während klassische Textilverfahren die ohnehin sehr spröden Recycling-Carbonfasern in Faserlängen von mind. 80 mm trocken verarbeiten, beschäftigten wir uns mit einem Verfahren aus der Papierindustrie, welches die Materialien nass verarbeitet. Am Ende des Prozesses erhielten wir, stark vereinfacht gesprochen, eine flächige Matte aus recycelten Carbonfasern und Kunststofffasern“, erläutert Cetex-Projektingenieur Johannes Tietze das Verfahren, mit dem auch 40 mm kurze Carbonfasern zu attraktiven Zwischenprodukten recycelt werden können. Das danach in einem Heißpressprozess entstandene Erzeugnis dient als Grundmaterial für hochbelastbare Strukturbauteile. Zusätzlich wurden die mechanischen Eigenschaften der Halbzeuge durch die Kombination mit endlosfaserverstärkten Tapes verbessert. Das Recyclingprodukt soll, so die Erwartung der Forschenden, glasfaserverstärkten Kunststoffen, Konkurrenz machen, z.B. bei Anwendungen im Schienen- und Fahrzeugbau. Die Ergebnisse fließen nun in weiterführende Forschung und Entwicklung im Kooperationsnetzwerk Ressourcetex ein, einem geförderten Verbund von 18 Partnern aus Industrie und Wissenschaft.

Erfolgreiche Umsetzung in der Autoindustrie
Industriereife Lösungen für die Verwertung von Carbonfaser-Produktionsabfällen werden im Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) entwickelt. Mehrere dieser Entwicklungen wurden mit Partnern beim Unternehmen SGL Composites in Wackersdorf industriell umgesetzt. Die Aufbereitung der so genannten trockenen Abfälle, hauptsächlich aus Verschnittresten, erfolgt nach einem eigenen Verfahren. „Dabei führen wir die geöffneten Fasern verschiedenen Prozessen zur Vliesherstellung zu“, sagt die zuständige Abteilungsleiterin im TITK, Dr. Renate Lützkendorf. Neben den Entwicklungen für den Einsatz z.B. im BMW i3 in Dach oder Hintersitzschale wurden im TITK spezielle Vliesstoffe und Verfahren für die Herstellung von Sheet Molding Compounds (SMC) etabliert, das sind duroplastische Werkstoffe, die aus Reaktionsharzen und Verstärkungsfasern bestehen und zum Pressen von Faser-Kunststoff-Verbunden verwendet werden. Eingang fand dies z.B. in einem Bauteil für die C-Säule des 7er BMW. „In seinen Projekten setzt das TITK vor allem auf die Entwicklung leistungsfähigerer Prozesse und kombinierter Verfahren, um den Carbonfaser-Recyclingmaterialien auch von den Kosten her bessere Chancen in Leichtbauanwendungen einzuräumen“, betont Lützkendorf. So liege der Fokus gegenwärtig auf dem Einsatz von CF-Recyclingfasern in thermoplastischen Prozessen zur Platten- und Profilextrusion. „Ziel ist es, die Kombination von Kurz- und Endlosfaserverstärkung in einem einzigen, leistungsfähigen Prozess-Schritt zu realisieren.“

Premiere mit starker Politik-Präsenz aus Bund und Ländern

Die privatwirtschaftlich organisierten Forschungsinstitute in Deutschland leisten einen zentralen Beitrag für den Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in Mittelstand und Industrie hinein. Das wurde bei den hochkarätigen Veranstaltungen des ZUSE-TAG REGIONAL deutlich, die am 20.9.2018 bundesweit an rund 30 Standorten mit Beteiligung von mehr als 60 Instituten der Zuse-Gemeinschaft stattfanden. Neben der Präsentation von Innovationen bildete der Austausch mit der Politik aus Bund, Ländern und Kommunen einen Schwerpunkt des ZUSE-TAG REGIONAL, der erstmals in diesem Rahmen stattfand.

„Unsere Forschungseinrichtungen haben am ZUSE-TAG REGIONAL den hohen Wert und die große Vielfalt ihrer Innovationen eindrucksvoll erlebbar gemacht. Im Gegenzug haben wir viel Wertschätzung erfahren. Darauf können wir in unserer Forschungsarbeit an den Instituten ebenso wie für unsere politischen Anliegen aufbauen“, erklärt der Präsident der ZuseGemeinschaft, Dr. Ralf-Uwe Bauer, in einer ersten Bilanz. Zu den Veranstaltungen in elf Bundesländern hatte sich viel Polit-Prominenz eingefunden, so aus dem Bundestag, von Länderregierungen, aus Landtagen und Schlüsselpositionen in Kommunen und Regionen.

Dr. Reiner Haseloff: Stärkung heimischer Wirtschaftskreisläufe
In Sachsen-Anhalt besuchte Ministerpräsident Dr. Reiner Haseloff die in Halle gemeinsam von drei Instituten ausgerichtete Veranstaltung. Anlässlich des ZUSE-TAG REGIONAL erklärte Ministerpräsident Haseloff: „Die Forschungsinstitute der Zuse-Gemeinschaft in Sachsen-Anhalt sind wichtige Projektpartner für zahlreiche kleine und mittlere Unternehmen. Sie tragen zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit regional bedeutsamer Branchen bei und stärken die heimischen Wirtschaftskreisläufe.“  

Andreas Lämmel: Förderung erleichtern
Bei der Gemeinschaftsveranstaltung von sechs Instituten der Zuse-Gemeinschaft In Dresden ging der CDU-Bundestagsabgeordnete Andreas Lämmel auf die Rahmenbedingungen privatwirtschaftlich organisierter Forschung für den Mittelstand ein. „Die hohe Kompetenz der in der Zuse-Gemeinschaft vereinten Institute wirkt positiv in verschiedenste Industriebranchen hinein. Die Förderung und Finanzierung von Forschungsinnovationen für den Mittelstand, wie sie die Institute der Zuse-Gemeinschaft hervorbringen, kann noch erleichtert werden“, sagte Lämmel.  

Yasmin Fahimi: Wichtige Ergänzung der deutschen Forschungslandschaft
Als „wichtige Ergänzung der deutschen Forschungslandschaft“ würdigte die SPD-Bundestagsabgeordnete Yasmin Fahimi die Zuse-Gemeinschaft. „Am Zuse-Tag REGIONAL haben die Mitgliedseinrichtungen bundesweit gezeigt, wie Innovation und Leistungsfähigkeit aussieht. Ich konnte mir persönlich ein Bild davon machen, wie die Mitglieder der Zuse-Gemeinschaft mit ihrer Arbeit zwischen den Hochschulen und der Industrie als ein Motor für den Mittelstand wirken“, sagte Fahimi bei einer Veranstaltung am IPH in Hannover. Ihr Fraktionskollege und Vorsitzende der SPD-Landesgruppe Baden-Württemberg, der Tübinger Dr. Martin Rosemann erklärte am NMI in Reutlingen: „Gerade in einer Arbeitswelt, die sich im Wandel befindet, brauchen wir neue Ideen und innovative Ansätze, um den starken Mittelstand bei uns in Baden-Württemberg zu unterstützen. Da sind Ideengeber wie die Zuse-Gemeinschaft von enormer Bedeutung. Hier in Reutlingen entstehen spannende Projekte und ich bin sicher, dass die eine oder andere uns bald auch in unserem Alltag begegnen wird."

Beate Müller-Gemmeke: Nachhaltige Produkte und zukunftsfähige Arbeitsplätze
Ebenfalls in Reutlingen betonte die Bundestagsabgeordnete Beate Müller-Gemmeke (Bündnis 90/Die Grünen) den Stellenwert der Forschungsarbeit an Instituten der Zuse-Gemeinschaft für Beschäftigung und Unternehmertum. „Wissenschaft und Forschung sind wichtige Ressourcen für eine zukunftsfähige Gesellschaft. Die Institute in Baden-Württemberg schaffen auch über die Region hinaus nachhaltige Produkte und zukunftsfähige Arbeitsplätze", erklärte die Arbeitsmarktexpertin der Bündnisgrünen bei der Veranstaltung des Naturwissenschaftlichen und Medizinischen Instituts an der Universität Tübingen (NMI).  

Dr. Petra Sitte für verstärke Förderung wissenschaftlicher Exzellenz
Die Bundestagsabgeordnete Dr. Petra Sitte, Die Linke, hob die wichtige Funktion der Forschungseinrichtungen für den Technologietransfer hervor: „Projekte von Forschungsinstituten der Zuse-Gemeinschaft leben vom wirtschaftlichen Erfolg der Technologieentwicklungen. Für einen auch künftig erfolgreichen Technologietransfer von der Forschung in die Industrie bietet sich eine verstärkte Förderung der wissenschaftlichen Exzellenz in den privatwirtschaftlich organisierten Instituten an“, sagte Sitte.

Nicola Beer: Zuse-Gemeinschaft als Bindeglied zwischen Wirtschaft und Wissenschaft
Die FDP-Abgeordnete Nicola Beer erklärte anlässlich des ZUSE-TAGES REGIONAL: „Die Sicherung unseres Wohlstandes wird entscheidend von der Entwicklung und der Anwendung innovativer Technologien abhängen. Die Zuse-Gemeinschaft als Zusammenschluss von privatwirtschaftlich organisierten Forschungsinstituten bildet die dritte wichtige Säule neben den Hochschulen und Großforschungsverbünden. Sie ist ein wichtiges Bindeglied zwischen Wirtschaft und Wissenschaft und wirbt als starker Verbund gegenüber der Politik um die Bedeutung von Forschung und Entwicklung für unsere Zukunft hier in Deutschland.“

Auch über den ZUSE-TAG REGIONAL hinaus zeigt die Zuse-Gemeinschaft ihre Innovationen. Neue Highlights aus der Forschungswelt der Institute werden online im Pressebereich laufend präsentiert, die Themen reichen von Biotechnologie und Ernährungsforschung über Gesundheits- und Medizintechnik, Textilien, Kunststoffe und Metalle bis hin zu Mikrosystem- und Werkzeugtechnik.