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06.05.2021

Technologieatlas Nachhaltigkeit: Familienunternehmen prägen die wichtigsten Umwelttechnologien

Wie entwickeln und nutzen Familienunternehmen in Deutschland Umwelttechnologien, und welchen Beitrag leisten sie zum Umweltschutz? Das untersuchte das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT für die Stiftung Familienunternehmen in der heute veröffentlichten Studie »Technologieatlas Nachhaltigkeit«. Das Ergebnis: Familienunternehmen sind in den 15 wichtigsten Umwelttechnologien sehr aktiv und tragen in hohem Maße zum Klimaschutz, zur Ressourcen- und Energiewende, zur Digitalisierung oder auch zur nachhaltigen Mobilität bei.

Wie entwickeln und nutzen Familienunternehmen in Deutschland Umwelttechnologien, und welchen Beitrag leisten sie zum Umweltschutz? Das untersuchte das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT für die Stiftung Familienunternehmen in der heute veröffentlichten Studie »Technologieatlas Nachhaltigkeit«. Das Ergebnis: Familienunternehmen sind in den 15 wichtigsten Umwelttechnologien sehr aktiv und tragen in hohem Maße zum Klimaschutz, zur Ressourcen- und Energiewende, zur Digitalisierung oder auch zur nachhaltigen Mobilität bei.

Damit Europa bis 2050 der erste klimaneutrale Kontinent wird – so legten es die Staaten der EU im European Green Deal fest - , sind vielfältige Technologien im Bereich der Umwelttechnik notwendig. Welche Technologien und Branchen genau dazu gehören, wie sich diese priorisieren oder bewerten lassen, und wie Familienunternehmen diese voranbringen, untersuchte das Fraunhofer UMSICHT in einer Studie. Das Forschungsteam erstellte einen »Technologieatlas Nachhaltigkeit«, der den gegenwärtigen Stand der Umwelttechnik in Deutschland beschreibt. Hierin wurde speziell der Beitrag von Familienunternehmen identifiziert, und es wurden Perspektiven für zukünftige, nachhaltige Entwicklungen aufgezeigt.

Untersuchte Umwelttechnologien
Folgende Technologien wurden betrachtet: Photovoltaik, Windkraft, Recycling, Biotechnologie, Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung, Wärmepumpen, Batterien, Wärmedämmung (thermische Isolierung), Leichtbau, Smart Home, Wasserstofftechnologie, Luftreinhaltung, Biokunststoffe, E-Fuels und übergreifend die Digitalisierung.  

Die Wissenschaftler*innen erstellten zu jeder Technologie Steckbriefe, die unter anderem Märkte und Arbeitsplätze, spezifische Herausforderungen und Hemmnisse, Innovationen und Zukunftsperspektiven aufzeigen. Die Studie und die Steckbriefe beruhen auf einer intensiven Literaturrecherche, Interviews mit Expert*innen in den Unternehmen und dem Input aus einen Beiratstreffen mit Vertreter*innen aus Familienunternehmen und Vertretern aus der Politik.

Familienunternehmen tragen in großem Maß zur Ressourcenschonung bei
In den Technologiefeldern Photovoltaik und Windkraft sind die meisten Familenunternehmen tätig. Weiterhin weisen die Bereiche E-Fuels, Wasserstoff und Batterien perspektivisch ein starkes Wachstumspotenzial auf. Eins der übergreifenden Ergebnisse: Familienunternehmen übernehmen in der Entwicklung und Anwendung der wichtigsten Umwelttechnologien eine wichtige Rolle. »Sie erachten den Kampf gegen den Klimawandel und Ressourcenschonung als zentrale Aufgabe und leisten wesentliche Beiträge, um die damit verbundenen Herausforderungen zu bewältigen. Sie sind bereit, in Innovationen zu investieren«, erläutert Markus Hiebel, Leiter der Studie und Abteilungleiter Nachhaltigkeit und Partizipation des Fraunhofer UMSICHT.

Wasserstofftechnologien, E-Fuels und Batterien sind Schlüsseltechnologien zur Sektorenkopplung. Die Verbindung über Branchen hinaus erfordert eine hohe Flexibilität der beteiligten Unternehmen – eine Fähigkeit, die insbesondere Familienunternehmen zugesprochen wird. »Unsere Klimaziele werden wir nur mit einer Vielzahl verschiedener und sich ergänzender Aktivitäten und Technologien erreichen. Das Know-How der Familienunternehmen in ihren jeweiligen Nischen ist dafür der wesentliche Schlüssel zum Erfolg«, sagt Stefan Heidbreder, Geschäftsführer der Stiftung Familienunternehmen.

Entscheidend für den weiteren Erfolg ist, dass die Politik technologieoffen agiert. Alle relevanten Umwelttechnologien sollten gleichermaßen berücksichtigt und keine diskriminiert werden. Der politische Rahmen sollte zudem planbar, verlässlich und möglichst global sein. Es braucht auch eine leistungsfähige digitale Infrastruktur sowie eine höhere Verfügbarkeit von Expert*innen.

Wesentliche Innovationstreiber im Bereich der Umwelttechnik sind oft staatliche Regulierungen wie ein Preis für CO2 oder Mindestrecyclingquoten. Um eine verlässliche Steuerungswirkung zu entfalten, sollten diese länderübergreifend gültig sein.

Die Studie ist als PDF zum Download beigefügt.

 

Source:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

ITA
04.05.2021

2021 Aachen Reinforced! Symposium free of charge for all attendees

Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University has changed the format of the 2021 Aachen Reinforced! Symposium to an online only format. The programme was shortened to suit the new format, with presentations taking place on Monday 10th May and Tuesday 11th May.

Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University has changed the format of the 2021 Aachen Reinforced! Symposium to an online only format. The programme was shortened to suit the new format, with presentations taking place on Monday 10th May and Tuesday 11th May.

The conference program for Monday, 10th May:
The programme will begin with exciting presentations on glass chemistry and fibres. A talk by Dr Anne Berthereau (Owens Corning Composites) on the race for always higher modulus glass fibres will be followed by a talk from Dr Hong Li (Nippon Electric Glass) on the potential of new high-strength and high-modulus glass fibres.
After two further presentations on high modulus and bioactive glass fibres from Muawia Dafir and Julia Eichhorn (TU Bergakademie Freiberg), we will learn about furnace efficiency as well as process monitoring and digitalisation in glass fibre production from René Meulemann (CelSian), Hans Gedon (Gedonsoft) and Julius Golovatchev (Incotelogy) respectively.
A presentation by Felix Quintero Martínez (Universidade de Vigo) will explore a novel method to produce ultra-flexible glass nanofibers.
The afternoon will continue with two presentations by Dr Christina Scheffler (Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. (IPF)) and Professor James Thomason (University of Strathclyde) in the field of glass fibre sizings and fibre-matrix interfaces. Finally, a closing presentation by Steve Bassetti (Michelman) will conclude the first day of the Symposium.

The entire conference programme is available on the website https://aachen-fibres.com/aachen-reinforced/general-information.
To register for the Symposium, use the following link: https://aachen-fibres.com/aachen-reinforced/registration

(c) Fraunhofer UMSICHT
15.04.2021

Fraunhofer: Kompendium zu Kunststoff in der Umwelt

Was ist Mikroplastik genau? Welche Bewertungsverfahren für Kunststoffeintrag in die Umwelt gibt es? Worin unterscheiden sich Duroplaste, Thermoplaste und Elastomere? Das neu erschienene »Kompendium Kunststoff in der Umwelt« zielt darauf ab, solch grundlegende Fragen rund um Plastik in der Umwelt zu beantworten – völlig unabhängig von bestimmten Fachdisziplinen. Das Kompendium dient als Hilfsmittel, um den gesellschaftlichen und wissenschaftlichen Diskurs zu diesem Thema auf eine gemeinsame fachliche Basis zu stellen.

Was ist Mikroplastik genau? Welche Bewertungsverfahren für Kunststoffeintrag in die Umwelt gibt es? Worin unterscheiden sich Duroplaste, Thermoplaste und Elastomere? Das neu erschienene »Kompendium Kunststoff in der Umwelt« zielt darauf ab, solch grundlegende Fragen rund um Plastik in der Umwelt zu beantworten – völlig unabhängig von bestimmten Fachdisziplinen. Das Kompendium dient als Hilfsmittel, um den gesellschaftlichen und wissenschaftlichen Diskurs zu diesem Thema auf eine gemeinsame fachliche Basis zu stellen.

Das Themenfeld Plastik in der Umwelt ist für unterschiedliche Fachdisziplinen relevant. Definitionen und Fachtermini rund um Kunststoffe werden allerdings oft fachspezifisch bzw. kontextbezogen genutzt. Entsprechend existieren für einen Begriff zuweilen unterschiedliche Bedeutungsebenen. Um eine gemeinsame Basis im Diskurs zum Thema Plastikverschmutzung und seine Auswirkungen auf Mensch und Umwelt zu schaffen, haben Wissenschaftler*innen das 54 Seiten umfassende Kompendium »Kunststoff in der Umwelt« erstellt. »Für eine inter- und transdisziplinäre Zusammenarbeit zu Kunststoff in der Umwelt ist ein gemeinsames Grundverständnis unabdingbar«, erklärt der federführende Autor Jürgen Bertling des Fraunhofer UMSICHT.

Einheitliche Definitionen auf Deutsch und Englisch
Das im März auf Deutsch erschienene »Kompendium Kunststoff in der Umwelt« adressiert die Fachöffentlichkeit, beantwortet aber auch grundlegende Fragen rund um Plastik in der Umwelt. Somit kann es auch als Hilfsmittel für Behörden, Politik, Medien, Umweltorganisationen und die interessierte Öffentlichkeit genutzt werden. Die englische Version ist derzeit noch in Bearbeitung. Es wurde auch erarbeitet, um eine einheitliche Sprachregelung innerhalb des BMBF-Forschungsschwerpunkts »Plastik in der Umwelt« sowie in der Kommunikation nach außen zu unterstützten.

In insgesamt 13 Kapiteln werden die jeweils wichtigsten Begriffe und Definitionen benannt, erläutert und kontextualisiert. Das Kompendium arbeitet dabei vor allem mit bestehenden Definitionen (u. a. DIN/CEN/ISO-Normen oder rechtliche Definitionen aus der bundesdeutschen Gesetzgebung); eine eigene Definitionsarbeit wird nur sehr begrenzt geleistet. Dabei wird im Einzelfall verdeutlicht, wie Begriffe korrekt verwendet und welche Begriffe nicht gebraucht werden sollten. Das Kompendium beinhaltet zudem ein Stichwortverzeichnis, sodass die Erläuterungen zu gesuchten Begriffen schnell ausfindig gemacht werden können.

Das Kompendium »Kunststoff in der Umwelt« wurde im Rahmen des Querschnittsthemas »Begriffe und Definitionen« des BMBF-Forschungsschwerpunkts »Plastik in der Umwelt« erarbeitet. Wissenschaftler*innen aus den Verbundprojekten ENSURE, EmiStop, Innoredux, InRePlast, MaReK, MicBin, MicroCat»ch_Balt, MikroPlaTaS, PlastikBudget, PLASTRAT, RAU, ResolVe, RUSEKU, revolPET, SubµTrack und TextileMission haben sich aktiv an der Erstellung des Kompendiums beteiligt.

Source:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

25.03.2021

Fraunhofer-Institute entwickeln neue Technologien für eine grüne Chemie

Produktionsketten defossilisieren sowie eine zirkuläre, treibhausgasneutrale Stoff- und Energiewandlung etablieren – die chemische Industrie hat sich in Sachen Nachhaltigkeit ehrgeizige Ziele gesetzt. Unterstützung bei diesem Prozess leisten ab sofort neun Institute der Fraunhofer-Gesellschaft: Im Leitprojekt ShaPID wollen sie ihre Forschungsaktivitäten für das Erreichen der Nachhaltigkeitsziele bündeln und gleichzeitig ihre Beziehungen zur Branche stärken.

»Konkret wollen wir zeigen, dass eine nachhaltige, grüne Chemie durch praxisnahe technologische Innovationen möglich ist«, erläutert Prof. Ulf-Peter Apfel vom Fraunhofer UMSICHT, einem der beteiligten Institute. »Auf Grundlage der international anerkannten „12 Principles of Green Chemistry“ wollen wir gemeinsam neue Methoden und Technologien entwickeln.« Im Fokus der Forschende stehen dabei vier komplementäre Bereiche: (1) die Synthese-, Reaktions- und Katalysetechnik, (2) die kontinuierliche Prozess- und Verfahrenstechnik, (3) die Modellierung, Simulation und Prozessoptimierung sowie (4) die Digitalisierung und Automation.

Produktionsketten defossilisieren sowie eine zirkuläre, treibhausgasneutrale Stoff- und Energiewandlung etablieren – die chemische Industrie hat sich in Sachen Nachhaltigkeit ehrgeizige Ziele gesetzt. Unterstützung bei diesem Prozess leisten ab sofort neun Institute der Fraunhofer-Gesellschaft: Im Leitprojekt ShaPID wollen sie ihre Forschungsaktivitäten für das Erreichen der Nachhaltigkeitsziele bündeln und gleichzeitig ihre Beziehungen zur Branche stärken.

»Konkret wollen wir zeigen, dass eine nachhaltige, grüne Chemie durch praxisnahe technologische Innovationen möglich ist«, erläutert Prof. Ulf-Peter Apfel vom Fraunhofer UMSICHT, einem der beteiligten Institute. »Auf Grundlage der international anerkannten „12 Principles of Green Chemistry“ wollen wir gemeinsam neue Methoden und Technologien entwickeln.« Im Fokus der Forschende stehen dabei vier komplementäre Bereiche: (1) die Synthese-, Reaktions- und Katalysetechnik, (2) die kontinuierliche Prozess- und Verfahrenstechnik, (3) die Modellierung, Simulation und Prozessoptimierung sowie (4) die Digitalisierung und Automation.

Vom grünen Rohstoff zum grünen Produkt
Die Anwendung der neuen Technologien und Methoden soll im technischen Maßstab an drei Referenzprozessen demonstriert werden, die unterschiedliche Produktsparten der Chemie adressieren: Bei »Green Plastics« geht es um die Gestaltung neuer Polymere aus CO2 und biogenen Rohstoffquellen, während bei »Green Monomers« energieeffiziente Synthesen von Monomeren aus nicht-fossilen Rohstoffen beleuchtet werden. Last but not least wird bei »Efficient Building Blocks« der Einsatz hochreaktiver Moleküle für die atomeffiziente Synthese untersucht. »Alle drei Prozesse beschreiten den Weg vom grünen Rohstoff über eine grüne Prozessführung bis hin zu grünen Produkten«, so Ulf-Peter Apfel. »Die Entwicklung wird eng sowohl von Life Cycle Assessments und Systemanalysen als auch von REACh-Bewertungen und (Öko-)Toxizitätsvorhersagen begleitet.«

Die Forschenden des Fraunhofer UMSICHT konzentrieren sich im Rahmen von ShaPID auf die Etablierung von Demonstratoren im Bereich »Green Monomers«. »Dabei geht es vor allem um die alternative Synthese von 1,4-Butadien und Diolen – allesamt wichtige Verbindungen für die chemische Industrie – aus nachwachsenden Rohstoffen über neue thermische und elektrochemische Pfade«, erklärt Dr. Barbara Zeidler-Fandrich.

Source:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Nach rund 45 Jahren am Standort in der Spengergasse in Wien ist das OETI (Institut fuer Oekologie, Technik und Innovation GmbH) nun umgezogen! (c) OETI
Entwurf Forum Architekten
17.03.2021

OETI zieht um!

  • Nach rund 45 Jahren am Standort in der Spengergasse in Wien ist das OETI (Institut fuer Oekologie, Technik und Innovation GmbH) nun umgezogen!
  • In knapp vier-jähriger intensiver Planungs- und Bauzeit wurde ein Niedrigenergie-Neubau, der CO2 neutral betrieben wird, errichtet.

Ab 15.03.2021: Klimafreundlicher, vollwertiger Laborstandort innerhalb der TESTEX Gruppe

  • Nach rund 45 Jahren am Standort in der Spengergasse in Wien ist das OETI (Institut fuer Oekologie, Technik und Innovation GmbH) nun umgezogen!
  • In knapp vier-jähriger intensiver Planungs- und Bauzeit wurde ein Niedrigenergie-Neubau, der CO2 neutral betrieben wird, errichtet.

Ab 15.03.2021: Klimafreundlicher, vollwertiger Laborstandort innerhalb der TESTEX Gruppe

Das „OETI – Institut fuer Oekologie, Technik und Innovation GmbH“ wurde vor fast 55 Jahren gegründet und ist ein Prüfinstitut für Textilien, persönliche Schutzausrüstungen und Fußbodentechnik mit Hauptsitz in Wien und 13 weiteren Niederlassungen weltweit. Darüber hinaus ist das OETI Gründungsmitglied der Internationalen OEKO-TEX® - Gemeinschaft. Die Internationale Gemeinschaft für Forschung und Prüfung auf dem Gebiet der Textil- und Lederökologie bietet unabhängige Zertifizierungen und Produktlabels. Seit 1992 ermöglicht OEKO-TEX® Unternehmen entlang der textilen und Leder-Kette und allen Verbraucherinnen und Verbrauchern, verantwortungsvolle Entscheidungen für gesundheitlich unbedenkliche, umweltfreundliche und fair hergestellte Produkte zu treffen.

Passend zu diesem Nachhaltigkeitsfokus, war es dem OETI und seiner Muttergesellschaft, der Schweizer TESTEX AG, ein Anliegen das neue OETI-Hauptquartier in Niedrigenergiebauweise zu errichten und CO2-neutral zu betreiben. Um diese Ziele zu erreichen, wurden höchste Wärmedämmung und energietechnische Optimierung eingesetzt, während die CO2-neutrale Stromversorgung aus der hauseigenen Photovoltaikanlage und durch heimische erneuerbare Energie gespeist wird.

Das neue Hauptquartier bietet bis zu 75 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern auf 2.500m2 Platz und beeindruckt mit hellen und technisch bestens ausgestatteten Büroflächen. Auch die Laborbereiche, das analytisch/chemische Labor und das mechanische Labor, wurden nach den neusten Methoden und Techniken konzipiert. Damit wird das OETI, neben seiner Schweizer Muttergesellschaft TESTEX AG, zum zweiten vollwertigen Laborstandort innerhalb der gesamten, globalen TESTEX Gruppe.

Details zu Planung und Bau

Aufgrund des guten Geschäftserfolges entscheidet sich das OETI im Jahr 2017 den Hauptsitz in Wien auszubauen und erwirbt noch im selben Jahr ein Grundstück für den Bau eines eigenen Geschäftsgebäudes in Liesing, dem 23. Wiener Gemeindebezirk. Der Neubau soll dem innovativen Geist des Prüfinstitutes gerecht werden. Deshalb schreibt das OETI einen Wettbewerb aus und entscheidet sich aus zahlreichen Bewerbern für das österreichische Architekturbüro „Forum Architekten“. „Forum Architekten“ ist bekannt für seine kreativen Lösungsfindungen und hat bereits unterschiedlichste Gebäude vom Flughafenterminal, bis hin zum Hörsaal und privaten Wohnbauten entworfen.
Nach intensiver Planungsphase startet das Projekt im Oktober 2019 in die Bauphase. Um trotz anhaltender Pandemie den Zeitplan für den Einzug Mitte März 2021 halten zu können, arbeiten zeitweise rund 70 Handwerker auf der Baustelle.

Source:

Gerda Pongratz, Marketing & PR

Vötsch Industrietechnik GmbH: Infrarot für textile Prozesse (c) Vötsch Industrietechnik GmbH
07.01.2021

Vötsch Industrietechnik GmbH: Infrarot für textile Prozesse

In der Textilverarbeitung ist Infrarot-Strahlung eine bewährte Wärmequelle. Sie überträgt kontaktlos hohe Leistungen in kurzer Zeit. Dadurch kann Energie eingespart und die Produktionsgeschwindigkeit erhöht werden. Letztlich werden die Produktionskosten minimiert. Infrarotsysteme sind sehr kompakt und können eine hohe Leistungsdichte auf einer kleinen Fläche erzeugen. Daraus resultieren kleine Anlagenlayouts und ein geringer Platzbedarf in der Produktion.

  • Infrarot-Strahler übertragen Wärme kontaktfrei
  • Kurze Reaktionszeiten erlauben eine exakte Temperaturführung
  • Optimal abgestimmte Infrarot-Strahlersysteme erhöhen die Prozessgeschwindigkeit, verbessern die Qualität und sparen Energie

Fixierung von Teppich Bahnen bestehend aus Textilgewebe und Bitumen Laminierung
Durch die Verwendung von Infrarot wird stets eine konstante Bitumentemperatur beim Laminieren mit dem Textilsubstrat gewährleistet unabhängig von der Produktionsgeschwindigkeit (sogar nach Maschinenstillstand) und unabhängig von der Umgebungstemperatur. Dadurch wurde das Problem der Delamination gelöst.

In der Textilverarbeitung ist Infrarot-Strahlung eine bewährte Wärmequelle. Sie überträgt kontaktlos hohe Leistungen in kurzer Zeit. Dadurch kann Energie eingespart und die Produktionsgeschwindigkeit erhöht werden. Letztlich werden die Produktionskosten minimiert. Infrarotsysteme sind sehr kompakt und können eine hohe Leistungsdichte auf einer kleinen Fläche erzeugen. Daraus resultieren kleine Anlagenlayouts und ein geringer Platzbedarf in der Produktion.

  • Infrarot-Strahler übertragen Wärme kontaktfrei
  • Kurze Reaktionszeiten erlauben eine exakte Temperaturführung
  • Optimal abgestimmte Infrarot-Strahlersysteme erhöhen die Prozessgeschwindigkeit, verbessern die Qualität und sparen Energie

Fixierung von Teppich Bahnen bestehend aus Textilgewebe und Bitumen Laminierung
Durch die Verwendung von Infrarot wird stets eine konstante Bitumentemperatur beim Laminieren mit dem Textilsubstrat gewährleistet unabhängig von der Produktionsgeschwindigkeit (sogar nach Maschinenstillstand) und unabhängig von der Umgebungstemperatur. Dadurch wurde das Problem der Delamination gelöst.

Trocknung von Baumwollgewebe auf 2% Restfeuchte
Das System erzeugt eine konstante Restfeuchte bei variierender Produktionsgeschwindigkeit von 10-100m/min und über die vollständige Gewebebreite.
Der Trockenofen ist vertikal aufgebaut, wodurch sehr wenig Platz von nur 1m für 200kW benötigt wurde.

Vorwärmung von Nadelfilz Matten
Das Gewebe wird über die gesamte Produktionsbreite von 5000mm am Eingang des Umluftofens mit einer erhöhten Temperatur (± 60°C zusätzlich) angeliefert, und zwar unabhängig von der Produktionsgeschwindigkeit. Die Prozess Geschwindigkeit konnte auf 12m/min. erhöht werden.
Nahtlose Integration in den zur Verfügung stehenden Platz auf der Produktionsmaschine. Es waren lediglich 500mm in Durchlaufrichtung erforderlich.

Source:

AFBW - Allianz Faserbasierte Werkstoffe Baden-Württemberg e.V.

(c) Fraunhofer UMSICHT
17.12.2020

Fraunhofer: Buch »Prototype Nature« erschienen

Das frisch erschienene Buch »Prototype Nature« stellt die Biologie in den Mittelpunkt und geht der Frage nach, wie diese für die Wissenschaft, Technik, Wirtschaft und Gesellschaft als Vorbild fungieren kann, um neue Wege für eine nachhaltigere Welt zu ebnen. Aufbauend auf dem gleichnamigen Symposium, geben Wissenschaftler*innen und Designer*innen Einblicke in vielversprechende Ansätze der Bionik und der Biotechnologie und damit auch Denkanstöße für das eigene Handeln in einer bioinspirierten Welt.

Ein Blick ins Inhaltsverzeichnis: »Giftfreies Antifouling nach biologischem Vorbild«; »Von Tierhaut zu Bakterienhaut – von Modedesign zu Biodesign«; »Von der Natur lernen – eine Skizze zur Utopie des Sein-Lassens« - so lauten 3 der 31 vorgestellten Ansätze. Das Buch zeigt auf, welche Vielfalt es an Interaktionen zwischen Biologie, Technik und Design gibt und bietet die Möglichkeit, die Funktionsweise heutiger Organismen und Ökosysteme besser zu verstehen, und zeigt wie diese in analoge technische und gestalterische Lösungen überführt werden.

Das frisch erschienene Buch »Prototype Nature« stellt die Biologie in den Mittelpunkt und geht der Frage nach, wie diese für die Wissenschaft, Technik, Wirtschaft und Gesellschaft als Vorbild fungieren kann, um neue Wege für eine nachhaltigere Welt zu ebnen. Aufbauend auf dem gleichnamigen Symposium, geben Wissenschaftler*innen und Designer*innen Einblicke in vielversprechende Ansätze der Bionik und der Biotechnologie und damit auch Denkanstöße für das eigene Handeln in einer bioinspirierten Welt.

Ein Blick ins Inhaltsverzeichnis: »Giftfreies Antifouling nach biologischem Vorbild«; »Von Tierhaut zu Bakterienhaut – von Modedesign zu Biodesign«; »Von der Natur lernen – eine Skizze zur Utopie des Sein-Lassens« - so lauten 3 der 31 vorgestellten Ansätze. Das Buch zeigt auf, welche Vielfalt es an Interaktionen zwischen Biologie, Technik und Design gibt und bietet die Möglichkeit, die Funktionsweise heutiger Organismen und Ökosysteme besser zu verstehen, und zeigt wie diese in analoge technische und gestalterische Lösungen überführt werden.

Das 21. Jahrhundert gilt als das Jahrhundert der Biologie. Biotechnische und bioinspirierte Innovationen verändern heutige Produktionssysteme und unseren Alltag radikal. Gleichzeitig wandelt sich die Biologie selbst wie z. B. die Gentechnik oder die synthetische Biologie zeigen. Die vielfältigen Fortschritte in der Bionik und der Biotechnologie führen zu einem umfassenden Wandel der Mensch-Technik-Biologie-Verhältnisse. »Sie erfordert die Übernahme von Verantwortung in einem Maße, wie es uns Menschen in der Vergangenheit nur selten gelungen ist«, schreibt Mitherausgeber Jürgen Bertling des Fraunhofer UMSICHT in seiner Danksagung.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit verschiedener Fachdisziplinen
Ein weiterer wichtiger Aspekt des Buches ist die Interaktion zwischen den verschiedenen Wissenschaften, die sich teilweise ergänzen, aber auch an bestimmten Punkten widersprechen.

Wichtig für die vielfältigen Fortschritte in der Bionik und der Biotechnologie ist die interdisziplinäre Zusammenarbeit verschiedener Fachdisziplinen. Um die Biologie, die Natur als Vorbild für die Wirtschaft und die Gesellschaft zu nutzen, müssen Naturwissenschaftler und Ingenieure mit Fachleuten aus den Industriebereichen Produktion und Marketing, Gestaltung und Design auf offene Art und Weise zusammenarbeiten. »Warum trennt man beispielsweise immer die Funktion von der Schönheit? In der Natur ist Schönheit Funktion. Lasst uns von der Natur lernen«, sagt Mitherausgeberin Anke Bernotat, Design-Professorin an der Folkwang Universität der Künste. So können Lösungen für wettbewerbsfähiges und umweltverträgliches Produzieren und Wirtschaften entwickelt werden.

Herausgeber des Buchs sind Jürgen Bertling vom Fraunhofer UMSICHT und Anke Bernotat (Folkwang Universität der Künste). Das Projekt »Prototype Nature« wurde vom BMBF durch die Projektträgern DLR und BIOKON gefördert.

Source:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

SGL Carbon and Koller Kunststofftechnik manufacture composite windshield for BMW Group (c) Composites United
Skeletal windshield design based on injection molding with carbon fiber profiles
16.11.2020

SGL Carbon and Koller Kunststofftechnik manufacture composite windshield for BMW Group

  • Carbon fibers combined with injection molding replace conventional steel construction
  • SGL Carbon supplies innovative carbon fiber profiles
  • Serial use in a future high-volume model of BMW Group
  • Construction method offers great potential for use in other automotive projects

Already in August, SGL Carbon received a multi-year order from Koller Kunststofftechnik GmbH for the production of novel carbon fiber profiles for serial use in windshields for a future high-volume model of BMW Group.

The profiles are particularly flexible fiber tows, pre-impregnated with thermoplastic resin in various dimensions. They will be compiled by SGL Carbon on the basis of its own 50k carbon fiber at its site in Innkreis, Austria, and subsequently processed by the injection molding experts at Koller to form a skeletal plastic component. The composite component will replace the previous steel-based windshield. Production of the carbon fiber profiles will start in the remainder of 2020 and will then be ramped up gradually over the next few years for the BMW Group model launch.

  • Carbon fibers combined with injection molding replace conventional steel construction
  • SGL Carbon supplies innovative carbon fiber profiles
  • Serial use in a future high-volume model of BMW Group
  • Construction method offers great potential for use in other automotive projects

Already in August, SGL Carbon received a multi-year order from Koller Kunststofftechnik GmbH for the production of novel carbon fiber profiles for serial use in windshields for a future high-volume model of BMW Group.

The profiles are particularly flexible fiber tows, pre-impregnated with thermoplastic resin in various dimensions. They will be compiled by SGL Carbon on the basis of its own 50k carbon fiber at its site in Innkreis, Austria, and subsequently processed by the injection molding experts at Koller to form a skeletal plastic component. The composite component will replace the previous steel-based windshield. Production of the carbon fiber profiles will start in the remainder of 2020 and will then be ramped up gradually over the next few years for the BMW Group model launch.

In the vehicle, the windshield is a connecting element between the roof frames and thus has an important stabilizing function. The carbon fiber profiles add the required stiffness and crash safety to the component. At the same time, they help to significantly reduce the weight of the roof and thus also support the driving dynamics. The injection molding process also enables particularly complex and material-efficient structures. In the BMW Group model, this innovative component concept will cut weight by 40 percent compared to conventional steel designs of the component while creating important space for cable ducts and sensors.

The production of the carbon fiber profiles themselves is also particularly geared to material and process efficiency in large-scale production. The profiles consist of several smaller fiber strands, the so-called rods, and are manufactured using the modern continuous pultrusion process. During product and process development it was one key objective to ensure that material loss during production is almost completely avoided.

"At SGL Carbon, we have been working on the development of thermoplastic carbon fiber profiles for use in injection molding for some time already. This development work is now beginning to pay off. Due to the many advantages and competitive costs, we see a great potential for the technology to be used in other automotive projects too," explains Sebastian Grasser, Head of the Automotive Segment in the Business Unit Composites - Fibers & Materials at SGL Carbon.

"Innovative lightweight construction with hybrid designs has developed into a strategically conclusive concept for Koller Group's OEM customers," confirms Max Koller, CEO of Koller Group. "SGL Carbon's high level of material expertise, combined with the process know-how of KOLLER Kunststofftechnik and KOLLER Formenbau, create the basis for a promising future in innovative lightweight construction technologies. With this order, the BMW Group has confirmed its confidence in the successful cooperation between SGL and Koller; we are particularly pleased about this", said Max Koller.
 
The Koller Group is a globally operating technology company with plants in Europe and China, as well as NAFTA. The Koller Group develops and manufactures lightweight construction, tools and serial components, primarily for the automotive industry.

Source:

SGL CARBON SE

Anlagentechnik zum Carbonfaser-Recycling im Zentrum für Textilen Leichtbau am STFI, Foto: Dirk Hanus.
28.10.2020

Innovationen beim Recycling von Carbonfasern

  • 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.

  • 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.“

Source:

Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V.

Verleihung des UMSICHT-Wissenschaftspreis 2020 © Fraunhofer UMSICHT
Verleihung UMSICHT-Wissenschaftspreis 2020: Dr. Susanne Raedeker, stellv. Vorstandsvorsitzende des UMSICHT-Fördervereins, und Prof. Görge Deerberg, Geschäftsführer des UMSICHT-Fördervereins.
02.10.2020

Verleihung des UMSICHT-Wissenschaftspreis 2020

  • Wissenschaft im Fokus der Öffentlichkeit

Der vom UMSICHT-Förderverein ausgeschriebene UMSICHT-Wissenschaftspreis zeichnete zum 11. Mal Menschen aus, die den Dialog zwischen Wissenschaft und Gesellschaft fördern und komplizierte Sachverhalte verständlich kommunizieren. In der Kategorie Wissenschaft überzeugte Dr. Pattarachai Srimuk die Fachjury mit seiner Arbeit zum Thema Wasseraufbereitung. Adrian Lobe erhielt den Preis in der Kategorie Journalismus für seinen Artikel über die Umweltauswirkungen digitaler Dienste. Die Preisverleihung fand in diesem Jahr erstmalig virtuell statt.

  • Wissenschaft im Fokus der Öffentlichkeit

Der vom UMSICHT-Förderverein ausgeschriebene UMSICHT-Wissenschaftspreis zeichnete zum 11. Mal Menschen aus, die den Dialog zwischen Wissenschaft und Gesellschaft fördern und komplizierte Sachverhalte verständlich kommunizieren. In der Kategorie Wissenschaft überzeugte Dr. Pattarachai Srimuk die Fachjury mit seiner Arbeit zum Thema Wasseraufbereitung. Adrian Lobe erhielt den Preis in der Kategorie Journalismus für seinen Artikel über die Umweltauswirkungen digitaler Dienste. Die Preisverleihung fand in diesem Jahr erstmalig virtuell statt.

Am 2. Oktober wurde der UMSICHT-Wissenschaftspreis verliehen. Diesmal aufgrund der Corona-Pandemie nicht in gewohnter Umgebung am Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen, sondern virtuell. Die Preisträger waren online zugeschaltet und freuten sich aus der Ferne über die mit insgesamt 10 000 Euro dotierte Auszeichnung. »Wir freuen uns gemeinsam mit den Preisträgern, vor allem auch, dass so viele Gäste an der Verleihung teilgenommen und Dr. Pattarachai Srimuk und Adrian Lobe einen würdigen Rahmen bereitet haben«, so Prof. Görge Deerberg, Geschäftsführer des UMSICHT-Förderverein und stellv. Institutsleiter des Fraunhofer UMSICHT. Dem konnte Dr. Susanne Raedeker, stellv. Vorsitzende des Fördervereins, nur zustimmen. Sie überreichte gemeinsam mit Prof. Deerberg die beiden Preise.

Der Moderator der vergangenen Preisverleihungen und Schirmherr des UMSICHT-Wissenschaftspreis, Prof. Dietrich Grönemeyer, würdigte in einer Videobotschaft die herausragenden Arbeiten der Preisträger. Einmal mehr spiegelten die zahlreichen eingereichten Bewerbungen die aktuellen Themen und Trends in der Forschungslandschaft wider und zeigten den großen Stellenwert verständlicher Kommunikation von Wissenschaftsthemen auf.

Preisträger Kategorie Wissenschaft: Dr. Pattarachai Srimuk

Der UMSICHT-Wissenschaftspreis 2020 in der Kategorie Wissenschaft ging an Dr. Pattarachai Srimuk, der als Postdoc am Leibniz-Institut für Neue Materialien in Saarbrücken arbeitet. Er erhielt den Preis für seine Dissertation zum Thema »Sustainable water treatment and ion separation with battery materials: green energy meets blue water« (deutsch: »Nachhaltige Wasseraufbereitung und Ionentrennung mit Batteriematerialien: Grüne Energie trifft blaues Wasser«).

»Der Wasserverbrauch steigt mit zunehmendem Wachstum der Weltbevölkerung. Parallel dazu verschärfen sich in vielen Ländern die Probleme in Bezug auf Zugang und Verfügbarkeit von Trinkwasser«, erklärt Dr. Srimuk. Gefragt sind energieeffiziente Wasseraufbereitungstechnologien. Eine vielversprechende Technologie zur Entsalzung von Wasser ist die kapazitive Deionisierung, kurz CDI. Das Verfahren funktioniert bisher jedoch nur mit Brackwasser energieeffizient. Dr. Srimuk hat im Rahmen seiner Dissertation neue Faraday’sche Elektrodenmaterialien erforscht, die auch Meerwasser effizient und effektiv entsalzen. Seine Aktivitäten können somit einen wichtigen Beitrag zur weltweiten »Wasserwende« leisten.

Preisträger Kategorie Journalismus: Adrian Lobe

In der Kategorie Journalismus hat sich die Fachjury – ausgewählte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, Unternehmerinnen und Unternehmer, Selbständige, Journalisten sowie PR-Fachleute –  für Adrian Lobe ausgesprochen. Der freie Autor ist u. a. für Berliner Zeitung, Neue Zürcher Zeitung und Süddeutsche Zeitung tätig und schreibt eine Kolumne für Spektrum der Wissenschaft. In seinem Artikel »Cyberfossiler Kapitalismus«, erschienen in der Süddeutschen Zeitung, widmete er sich dem ökologischen Fußabdruck von digitalen Maschinen.

»In den seltensten Fällen dürfte beim Googlen der Gedanke an die negativen Umweltauswirkungen einer Suchanfrage präsent sein. Auch beim Streamen von Filmen ist einem nicht immer bewusst, dass im Hintergrund Rechenzentren laufen, die CO2 ausstoßen«, so Adrian Lobe. Dabei seien diese Emissionen nicht zu unterschätzen. Er zeigt in seinem Artikel die Umweltauswirkungen anhand von Studien und Analysen auf und nennt die Konsequenzen der rasant wachsenden Digitalisierung durch künstliche Intelligenz und Cloud Computing. Auch geht er auf die selbstverstärkende Wachstumsspirale ein, auf die bestimmte digitale Dienste angewiesen sind. Hierzu zählen z. B. Klimamodelle, die immer extremere Rechenleistung benötigen, je detaillierter sie werden: Sie vermehren ihren eigenen ökologischen Fußabdruck, den sie auf Gegenstandsebene erkennen wollen. Lobe ist sich sicher, dass es neben nachhaltigem Cloud Computing eine neue Ökologie der Intelligenz braucht, denn: »Es gibt nichts, was so umweltfreundlich ist wie eigenes Denken.«

UMSICHT-Wissenschaftspreis 2021

Bewerbungen für den UMSICHT-Wissenschaftspreis 2021 sind ab Ende 2020 möglich, den genauen Termin geben wir auf der Internetseite des Fraunhofer UMSICHT bekannt.

Source:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und
Energietechnik UMSICHT

 

Alten Bekannten auf der Spur: Tiny-House-Ausstellung startet Tour © Folkwang Universität der Künste
In der Tiny-House-Ausstellung werden die vielseitigen Facetten der Bioökonomie erlebbar gemacht.
19.08.2020

Alten Bekannten auf der Spur: Tiny-House-Ausstellung startet Tour

  • Die Tiny-House-Ausstellung »Wunderkammer der Bioökonomie« startet Ost-West-Tour im Wissenschaftsjahr.
  • Besucher*innen lernen »Alte Bekannte« - vergessene Pflanzen - neu kennen.

In der interaktiven Ausstellung dreht sich alles um Pflanzen, Böden, Mikroben und Kulturen. Fraunhofer UMSICHT koordiniert das Projekt und entwickelte zusammen mit der Folkwang Universität der Künste die Workshops und Partizipationsformate. Ziel: Allen interessierten Menschen die vielseitigen Themen der Bioökonomie näherbringen und erlebbar machen.

Vom 26. bis zum 30. August 2020 startet die interaktiven Tiny-House-Ausstellung »Wunderkammer der Bioökonomie« ihre Deutschlandtour in Oppenheim (Rheinhessen). Mithilfe der »Alten Bekannte«, alltäglichen oder in Vergessenheit geratenen Dingen wie Sauerkraut, Wein oder Kompost, schlägt das im Wissenschaftsjahr 2020/21 geförderte Projekt eine Brücke zur Bioökonomie. Das komplexe Thema wird so anschaulich und in Workshops, Touren und Debatten erlebbar gemacht. Beim ersten Tourstopp stehen Pflanzen und deren Relevanz für die Bioökonomie im Mittelpunkt.

  • Die Tiny-House-Ausstellung »Wunderkammer der Bioökonomie« startet Ost-West-Tour im Wissenschaftsjahr.
  • Besucher*innen lernen »Alte Bekannte« - vergessene Pflanzen - neu kennen.

In der interaktiven Ausstellung dreht sich alles um Pflanzen, Böden, Mikroben und Kulturen. Fraunhofer UMSICHT koordiniert das Projekt und entwickelte zusammen mit der Folkwang Universität der Künste die Workshops und Partizipationsformate. Ziel: Allen interessierten Menschen die vielseitigen Themen der Bioökonomie näherbringen und erlebbar machen.

Vom 26. bis zum 30. August 2020 startet die interaktiven Tiny-House-Ausstellung »Wunderkammer der Bioökonomie« ihre Deutschlandtour in Oppenheim (Rheinhessen). Mithilfe der »Alten Bekannte«, alltäglichen oder in Vergessenheit geratenen Dingen wie Sauerkraut, Wein oder Kompost, schlägt das im Wissenschaftsjahr 2020/21 geförderte Projekt eine Brücke zur Bioökonomie. Das komplexe Thema wird so anschaulich und in Workshops, Touren und Debatten erlebbar gemacht. Beim ersten Tourstopp stehen Pflanzen und deren Relevanz für die Bioökonomie im Mittelpunkt.

Seit jeher spielen Pflanzen für den Menschen eine besondere Rolle. Sie ernähren uns, versorgen uns mit Sauerstoff, wir bauen Möbel aus ihnen und verbrennen sie, um Wärme zu erzeugen. Pflanzen liefern uns Textilfasern und Biokunststoffe; sie sind für uns Stromquelle, Luftfilter und Schattenspender. Über Jahrtausende wurden diverse Pflanzen durch Zucht so verändert, dass wir sie vielfältig nutzen können. Doch der Klimawandel und der hohe Ressourcenverbrauch bringen neue Herausforderungen für die Pflanzenzucht mit sich. Können die »Alten Bekannten« einen Beitrag leisten, ihnen zu begegnen?

Alte und neue Pflanzenzuchtmethoden

Die »Wunderkammer der Bioökonomie« hält Antworten bereit und lässt Besucher*innen dabei selbst zu Entdecker*innen werden. In einem Workshop können mit altbekannten Methoden Zimmerpflanzen für zu Hause gezüchtet werden, die das Raumklima verbessern und anschließend auch mitgenommen werden dürfen. Expert*innen geben ihr Wissen über alte und neue Pflanzenzuchtmethoden weiter und debattieren anschließend mit dem Publikum, ob und wie diese zu einer nachhaltigen Gesellschaft beitragen können. Schließlich erwartet Interessierte eine Wanderung durch die Weinberge der Region Oppenheim, bei der sie erfahren, warum und wie Weinstöcke gezüchtet werden.

Nach dem einwöchigen Auftakt geht die Deutschlandtour des Projekts an drei weiteren Stationen weiter: Vom 22. bis zum 28. September dreht sich in Dresden alles um das Thema Boden, im Oktober werden in Thüringen Mikroorganismen unter die Lupe genommen und im November fragt die »Wunderkammer« in Dortmund, was Bioökonomie mit Kultur zu tun hat. Die Teilnahme an den Workshops ist kostenlos.

Wie können wir nachhaltiger leben, Ressourcen schonen und gleichzeitig unseren hohen Lebensstandard erhalten? Das Wissenschaftsjahr 2020|21 – Bioökonomie hält Antworten auf diese Frage bereit. Bürgerinnen und Bürger sind dazu eingeladen, im Dialog mit Wissenschaft und Forschung den Wandel hin zu nachhaltigen, biobasierten Produktions- und Konsumweisen zu diskutieren. In vielfältigen Formaten wird das Konzept der Bioökonomie mit all seinen Potenzialen und Herausforderungen erlebbar gemacht und aus unterschiedlichen Perspektiven beleuchtet. Die Wissenschaftsjahre sind eine Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gemeinsam mit Wissenschaft im Dialog (WiD).

Source:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und
Energietechnik UMSICHT

Wissenschaftliche Ergebnisse und Methoden für das Handwerk verfügbar machen © Wilfried Meyer, Pressefoto, Düsseldorf
Unterzeichnung des Memorandum of Understanding in Oberhausen (v.l.): Prof. Dr. Hans Jörg Hennecke (Hauptgeschäftsführer HANDWERK.NRW), Andreas Ehlert (Präsident HANDWERK.NRW), Erich Jelen (Zirkuläre und Biobasierte Kunststoffe, Fraunhofer UMSICHT), Prof. Dr.-Ing. Eckhard Weidner (Institutsleiter des Fraunhofer UMSICHT) und Gabriele Poth (Handwerkskammer Düsseldorf, Leiterin Zentrum für Umwelt, Energie und Klima).
07.07.2020

Wissenschaftliche Ergebnisse und Methoden für das Handwerk verfügbar machen

  • HANDWERK.NRW und das Fraunhofer UMSICHT gehen eine neue Kooperation ein, um wissenschaftliche Ergebnisse und Methoden besser für Dienstleistungen und Produkte des Handwerks verfügbar zu machen. Mit der Unterzeichnung eines Memorandum of Understanding am 6. Juli 2020 beim Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen startet diese nun offiziell.

Eine hohe technologische Entwicklungsdynamik oder Megatrends wie z. B. die Digitalisierung erfordern, dass Prozesse ständig angepasst und neues Wissen zielgerichtet transferiert werden. Wichtige Anwender von Forschungsergebnissen und Ideengeber für das Umgestalten von Prozessen oder Produkten sind Handwerksbetriebe. Um Expertenwissen weiterzugeben und Handwerkstechniken auf diesem Wege nachhaltig zu verbessern, intensivieren das Fraunhofer UMSICHT und HANDWERK.NRW daher ihre Zusammenarbeit. Am 6. Juli unterzeichneten die Partner ein Memorandum of Understanding.

  • HANDWERK.NRW und das Fraunhofer UMSICHT gehen eine neue Kooperation ein, um wissenschaftliche Ergebnisse und Methoden besser für Dienstleistungen und Produkte des Handwerks verfügbar zu machen. Mit der Unterzeichnung eines Memorandum of Understanding am 6. Juli 2020 beim Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen startet diese nun offiziell.

Eine hohe technologische Entwicklungsdynamik oder Megatrends wie z. B. die Digitalisierung erfordern, dass Prozesse ständig angepasst und neues Wissen zielgerichtet transferiert werden. Wichtige Anwender von Forschungsergebnissen und Ideengeber für das Umgestalten von Prozessen oder Produkten sind Handwerksbetriebe. Um Expertenwissen weiterzugeben und Handwerkstechniken auf diesem Wege nachhaltig zu verbessern, intensivieren das Fraunhofer UMSICHT und HANDWERK.NRW daher ihre Zusammenarbeit. Am 6. Juli unterzeichneten die Partner ein Memorandum of Understanding.

Die Kooperation adressiert insbesondere Technologien und Methoden für mehr Energieeffizienz, den Klimaschutz, den Umwelt- und Arbeitsschutz und die Materialentwicklung und -prüfung. Es sollen beispielsweise Materialien charakterisiert und ihr Verhalten in der Umwelt analysiert werden. Die Partner möchten neue Methoden der Aufklärung von Funktions- und Schadmechanismen und auch komplett neue Materialien und Techniken für das Handwerk entwickeln.

»Wir sind uns sicher, dass die Kooperation ideal ist, um Synergien zwischen beiden Organisationen herzustellen. Wir möchten als Forschungsinstitut innovative und nachhaltige Technologien entwickeln – und zwar passgenau für komplexe Fragestellungen der Anwender«, erklärt Prof. Eckhard Weidner, Institutsleiter des Fraunhofer UMSICHT. »Wir freuen uns sehr über die Kooperation, die es beiden Partnern ermöglicht, einen wertvollen Beitrag zu einer ressourcenschonenden Gesellschaft und Wirtschaft zu leisten. Das Handwerk als mittelständisch orientierter Wirtschaftsbereich wird durch die intensivierte Zusammenarbeit mit der Wissenschaft seine innovativen Kompetenzen ausbauen und noch stärker in den Dienst des Klimaschutzes stellen können. Diese intensivierte Zusammenarbeit wird unseren Betrieben aber auch Nutzen bringen, denn sie hilft unseren Unternehmen dabei, ihre betrieblichen Prozesse zu optimieren«, sagt Andreas Ehlert, Präsident von HANDWERK.NRW.

Gemeinsame Forschungsprojekte und neue Bildungskonzepte

Innerhalb der Kooperation sind bedarfsorientierte gemeinsame Forschungsprojekte auf nationaler und internationaler Ebene geplant. Aber auch die Entwicklung neuer Bildungskonzepte steht im Mittelpunkt. Im Rahmen von Workshops, Veranstaltungen – als Aus-, Fort- oder Weiterbildung – und Beratungen soll Expertenwissen transferiert werden, um so Technologien nachhaltig weiterzuentwickeln.

HANDWERK.NRW repräsentiert rund 190 000 mittelständische Handwerksunternehmen in Nordrhein-Westfalen. Diese sind wichtige Anwender, Dienstleister und Innovatoren bei der nachhaltigen Umgestaltung von Produkten, Prozessen und Serviceleistungen. Das Fraunhofer UMSICHT entwickelt Lösungen für eine nachhaltige Energie- und Rohstoffwirtschaft, stellt wissenschaftliche Ergebnisse bereit und transferiert sie in Unternehmen, Gesellschaft und Politik.

Source:

Public Relations Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Wilhelm-Lorch-Stiftung awards ITA graduate and a project at ITA with sponsorship prizes (c) Wilhelm-Lorch-Stiftung
Wilhelm-Lorch-Stiftung sponsorship award winner picture 2020 (Ricarda Wissel: row 1, first from right, Simon Kammler, row 4, first from right)
25.06.2020

Wilhelm-Lorch-Stiftung awards ITA graduate and a project at ITA with sponsorship prizes

Carbon dioxide-based fibre for climate protection and interdisciplinary training with novel Smart Textiles test rig

The Wilhelm-Lorch-Stiftung, based in Frankfurt am Main, Germany, honours a project of the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University, short ITA, and awards a sponsorship prize to the ITA graduate Ricarda Wissel on 25 June 2020. She is awarded for her outstanding bachelor thesis " Implementation of elastic yarns made from carbon dioxide based thermoplastic polyurethane in socks " with funding for a subject-specific continuation of her education. The ITA receives the project sponsorship prize for the project "Smart Textiles - an interdisciplinary training course to promote young scientists in future technologies", which was submitted to the Wilhelm-Lorch-Stiftung by ITA´s PhD candidate Simon Kammler.

Carbon dioxide-based fibre from industrial waste contributes to climate protection

Carbon dioxide-based fibre for climate protection and interdisciplinary training with novel Smart Textiles test rig

The Wilhelm-Lorch-Stiftung, based in Frankfurt am Main, Germany, honours a project of the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University, short ITA, and awards a sponsorship prize to the ITA graduate Ricarda Wissel on 25 June 2020. She is awarded for her outstanding bachelor thesis " Implementation of elastic yarns made from carbon dioxide based thermoplastic polyurethane in socks " with funding for a subject-specific continuation of her education. The ITA receives the project sponsorship prize for the project "Smart Textiles - an interdisciplinary training course to promote young scientists in future technologies", which was submitted to the Wilhelm-Lorch-Stiftung by ITA´s PhD candidate Simon Kammler.

Carbon dioxide-based fibre from industrial waste contributes to climate protection

ITA scientist Dr.-Ing. Pavan Manvi has developed a melt spinning process at ITA for the production of elastic yarn from thermoplastic polyurethane, in which carbon dioxide is used as one of the raw materials. In her bachelor thesis, Ricarda Wissel successfully developed a process chain for the CO2-based yarn in a textile end product for the first time. In cooperation with the company FALKE and Dr Manvi, who supervised Ms. Wissel's work, the yarn was used to produce a sock (see figure "FALKE sock with carbon dioxide filaments").

By reusing carbon dioxide from industrial waste as a raw material for textile and clothing products, the carbon dioxide balance can be improved and thus contributes directly to climate protection. The sponsorship prize of the Wilhelm-Lorch-Stiftung is endowed with 6,000 € for the specialist further training of Ms. Wissel.

Interdisciplinary training with development of a new type of measuring stand for the future-oriented research field "Smart Textiles

The development of textiles with additional digital functions, so-called "Smart Textiles", is considered a future-oriented field of research. In his project submission, ITA´s doctoral candidate Simon Kammler presented a concept for a lecture series on Smart Textiles at ITA and develops a new type of measuring stand for measuring the capacity and conductivity of fibres. The project is funded by the Wilhelm-Lorch-Stiftung with a prize money of 10,000 Euro.

Smart Textiles enable the textile to interact with the environment and the human user. Today they are therefore in demand in many areas of everyday life such as sport, health, living, life and mobility and offer completely new practical solutions. In combination with digital networked services, Smart Textiles promise support and innovation in almost all situations of daily life.

With the conception of a new lecture series, Mr. Simon Kammler is supporting ITA in its goal of providing the best possible training for young scientists. The focus is on imparting far-reaching interdisciplinary skills in order to master the challenges of current fields of research.

Background:

The Wilhelm-Lorch-Stiftung supports particularly talented young people from all areas of the textile industry. Its purpose is the promotion of subject-specific education and further education as well as the promotion of projects at universities, academic schools and vocational schools, which are characterised by the sustainable communication of innovative learning content in science and research. In total, thirteen sponsorship prizes were awarded in 2020. Due to the Corona crisis, the forum of TextilWirtschaft, which is normally the venue for the awards ceremony, unfortunately had to be cancelled in 2020.

Carbon reinforced concrete today: thin-walled curved barrel shells as roof elements at ITA (c) ITA. Carbon reinforced concrete today: thin-walled curved barrel shells as roof elements at ITA
05.06.2020

DFG funds Collaborative Research Centre / Transregio 280 on carbon reinforced concrete

  • Joint proposal of TUD and RWTH Aachen University

On 29 May, the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation) decided to fund the Collaborative Research Centre (CRC)/Transregio 280 "Carbon reinforced concrete" at Technische Universität Dresden, short TUD, and RWTH Aachen University with the participation of the Institut für Textiltechnik, short ITA, with 12 million euros over the next four years.

The CRC/Transregio 280 “Design Strategies for Material-Minimised Carbon Reinforced Concrete Structures - Principles of a New Approach to Construction” breaks with the traditional way of designing reinforced concrete plants. The interdependence of reinforcement and matrix is being investigated in depth and a completely new design and construction strategy for building with carbon reinforced concrete is being developed.

  • Joint proposal of TUD and RWTH Aachen University

On 29 May, the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation) decided to fund the Collaborative Research Centre (CRC)/Transregio 280 "Carbon reinforced concrete" at Technische Universität Dresden, short TUD, and RWTH Aachen University with the participation of the Institut für Textiltechnik, short ITA, with 12 million euros over the next four years.

The CRC/Transregio 280 “Design Strategies for Material-Minimised Carbon Reinforced Concrete Structures - Principles of a New Approach to Construction” breaks with the traditional way of designing reinforced concrete plants. The interdependence of reinforcement and matrix is being investigated in depth and a completely new design and construction strategy for building with carbon reinforced concrete is being developed.

Carbon reinforced concrete enables completely new design and construction possibilities in the building industry. The reasons for this are its very high strength and the possibility of a very low concrete overlay of only a few millimetres, as carbon, unlike structural steel, does not rust. However, the successful use of the new material, which was awarded the German Future Prize in 2016, requires completely new design and production strategies, which are being investigated in the CRC/Transregio.

Up to now, textile reinforcements have been coated and cured prior to component manufacture. This process is called offline consolidation. These stiff semi-finished products are not suitable for the production of complex components based on new, digital and continuous manufacturing processes (including 3D concrete printing and concrete extrusion). Therefore, ITA is investigating in the sub-project B02 of the CRC/Transregio how forming and consolidation steps are shifted in time by prepreg systems into the concreting process and how they can be applied within the new digital continuous manufacturing processes. In addition to established curing mechanisms, such as by heat or UV radiation, new approaches are also being researched. These new approaches include activation via the alkalinity of the concrete, microwaves and induction

The TUD and RWTH Aachen were awarded the grant on the basis of many years of experience in the research field of textile reinforced concrete. The material textile reinforced concrete was developed in two special research areas at both universities from 1999-2011 and was first fundamentally researched.

19 individual institutes are involved in the CRC/Transregio 280. The spokesman of the TUD is Professor Dr Manfred Curbach, the spokesman of the RWTH is Professor Dr Josef Hegger.

Source:

Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University, ITA

18.05.2020

Erfolgreiche Premiere für E3C

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.

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.

 

Source:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

 

TU Dresden präsentiert textile 3D-gestrickte Mund-Nasen-Masken © Mirko Krziwon_ITM/TU Dresden
TU Dresden präsentiert textile 3D-gestrickte Mund-Nasen-Masken
21.04.2020

TU Dresden präsentiert textile 3D-gestrickte Mund-Nasen-Masken

  • Anforderungs- und passformgerechte textile 3D-gestrickte Mund-Nasen-Masken – Weitere Initiativen am ITM der TU Dresden

Seit dem 20. April 2020 gilt für das Bundesland Sachsen eine Maskenpflicht beim Einkaufen und im öffentlichen Personen- und Nahverkehr. Eine entsprechende Verordnung wurde hierfür am 17. April 2020 vom Freistaat Sachsen bekannt gegeben.

Aufgrund der neuerlassenen Allgemeinverfügung und der damit einhergehenden, notwendi-gen Schutzmaßnahmen zur Verringerung der Ausbreitung von COVID-19 wird das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden nach der am 20. April 2020 erfolgten Wiederaufnahme des laborbasierten Forschungsbetriebes die bereits in der ITM-Pressemitteilung vom 31. März 2020 vorgestellte textile, 3D-gestrickte Mund-Nasen-Maske intensiv weiterentwickeln. Das ITM möchte damit einen wichtigen aktiven Beitrag zum Schutz der Gesundheit der Bevölkerung leisten.

  • Anforderungs- und passformgerechte textile 3D-gestrickte Mund-Nasen-Masken – Weitere Initiativen am ITM der TU Dresden

Seit dem 20. April 2020 gilt für das Bundesland Sachsen eine Maskenpflicht beim Einkaufen und im öffentlichen Personen- und Nahverkehr. Eine entsprechende Verordnung wurde hierfür am 17. April 2020 vom Freistaat Sachsen bekannt gegeben.

Aufgrund der neuerlassenen Allgemeinverfügung und der damit einhergehenden, notwendi-gen Schutzmaßnahmen zur Verringerung der Ausbreitung von COVID-19 wird das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden nach der am 20. April 2020 erfolgten Wiederaufnahme des laborbasierten Forschungsbetriebes die bereits in der ITM-Pressemitteilung vom 31. März 2020 vorgestellte textile, 3D-gestrickte Mund-Nasen-Maske intensiv weiterentwickeln. Das ITM möchte damit einen wichtigen aktiven Beitrag zum Schutz der Gesundheit der Bevölkerung leisten.

Hierfür sind in den letzten Tagen die Kooperationen mit langjährigen Netzwerkpartnern des ITM wei-ter intensiviert worden. Gemeinsam mit der renommierten Textilmaschinenfirma H. Stoll AG & Co. KG aus Reutlingen ist es gelungen, mit dem am ITM erarbeiteten technologischen Know-how auf einer am ITM der TU Dresden installierten Flachstrickmaschine Stoll ADF 530-32 BW weitere Vari-anten neuartiger, textiler 3D-gestrickter Mund-Nasen-Masken erfolgreich umzusetzen.

Am ITM können somit Mund-Nasen-Masken-Varianten mit unterschiedlichsten Materialkombinatio-nen auf Flachstrickmaschinen von zwei Maschinenherstellern, die sich alle als waschbarer und damit wiederverwendbarer Mund-Nasen-Schutz eignen, anforderungs- und passformgerecht gefertigt wer-den. Je nach Materialzusammensetzung sind die Mehrwegmasken für Kochwäsche mit handelsübli-chen Waschmitteln bzw. bei 60° mit Desinfektionswaschmittel geeignet. Bei den Masken kann wahl-weise eine Tasche direkt im Fertigungsprozess integriert werden, in die temporär noch zusätzlich Fil-terstrukturen eingelegt werden können. Die gestrickten Mund-Nasen-Masken sind – intuitiv, schnell, unkompliziert in der Handhabung – auch für Brillenträger geeignet und erfordern beim Anlegen keine Hilfe einer weiteren Person. Mittels weiterer anforderungsgerechter Materialkombinationen können auch spezifische Eigenschaften, wie z. B. Atmungsaktivität, Tragekomfort und Hautverträglichkeit, ge-zielt eingestellt und diesbezüglich im Rahmen erster freiwilliger Versuchsreihen mit Mitarbeitern des ITM intensiv getestet werden.

Als eines der weltweit führenden Textilforschungsinstitute wird das ITM mit der lösungssystemati-schen Entwicklung anforderungsgerechter Mund-Nasen-Masken einen wichtigen gesellschaftlichen und nachhaltigen Beitrag für das Gemeinwohl der Bevölkerung leisten. Das Team des ITM, welches maßgeblich bei der Maskenentwicklung involviert ist, freut sich daher auf weitere Anfragen von Her-stellern und Produzenten, um mit dem erarbeiteten Fachwissen bzw. Erfahrungen und technologi-schem Know-how insbesondere die KMU der deutschen Textilindustrie beratend zu unterstützen und ggf. gemeinsame Allianzen/Kooperationen zu schmieden.

Bereits jetzt schon steht das ITM mit mehreren Industriepartnern in Kontakt, um die Technologie zur Fertigung von textilen 3D-gestrickten Masken schnell in die Serienproduktion zu überführen und dar-über hinaus diese anforderungsgerechten textilen Produkte auch zeitnah als nach den geltenden Standards bzw. Richtlinien zugelassene Schutzmasken anzubieten.

Für die zielführenden Untersuchungen mit variablen Materialkombinationen zur weiteren Op-timierung der unterschiedlichen Maskenvarianten wurden dem ITM bereits verschiedenste Versuchsmaterialien kostenfrei zur Verfügung gestellt. Das ITM bedankt sich hierfür bei folgenden Firmen: EMS-CHEMIE AG, Gebrüder Otto GmbH & Co. KG, TWD Fibres GmbH und W. Zimmermann GmbH & Co. KG.
 

Source:

Technische Universität Dresden
Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM)
 

BioökonomieREVIER Rheinland: Neue Wertschöpfungsmöglichkeiten für die Region © BioökonomieREVIER Rheinland
Logo BioökonomieREVIER Rheinland
05.02.2020

BioökonomieREVIER Rheinland

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.

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.

Source:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

 

The lucky winner with the certificate, from left to right: Professor Jens Ridzewski (AVK), Sven Schöfer (ITA), Dr Rudolf Kleinholz (AVK) (c) Reed Exhibitions, Oliver Wachenfeld
The lucky winner with the certificate, from left to right: Professor Jens Ridzewski (AVK), Sven Schöfer (ITA), Dr Rudolf Kleinholz (AVK)
17.09.2019

ITA is AVK innovation prize winner 2019 in the category "Research and Science”

  • Reduction of material usage by up to 50 percent through innovative draping strategy in the production of fibre composite materials

In fibre reinforced plastic (FRP) production, stamp forming is one of the most economical processes for automated large-scale production, e.g. in the BMW i-series. However, the current processes are susceptible to draping errors and a high proportion of waste. An innovative process developed at the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University, short ITA, can now significantly reduce the scrap rate and reduce the waste rate of high-priced reinforcing textiles, such as carbon fibre textiles, by up to 50 percent. Sven Schöfer from ITA achieved this effect with his work "Development of a textile-based material feed to increase the preform quality during stamp forming of reinforcing layers". On 10 September 2019, he won the third AVK Innovation Prize in the "Research and Science" category at Composite Europe in Stuttgart, Germany.

  • Reduction of material usage by up to 50 percent through innovative draping strategy in the production of fibre composite materials

In fibre reinforced plastic (FRP) production, stamp forming is one of the most economical processes for automated large-scale production, e.g. in the BMW i-series. However, the current processes are susceptible to draping errors and a high proportion of waste. An innovative process developed at the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University, short ITA, can now significantly reduce the scrap rate and reduce the waste rate of high-priced reinforcing textiles, such as carbon fibre textiles, by up to 50 percent. Sven Schöfer from ITA achieved this effect with his work "Development of a textile-based material feed to increase the preform quality during stamp forming of reinforcing layers". On 10 September 2019, he won the third AVK Innovation Prize in the "Research and Science" category at Composite Europe in Stuttgart, Germany.

Current process
In stamp forming, clamping grippers are usually used in industry to feed the stacked individual layers to the forming process and position them on the lower tool via a clamping frame or hold-down device. Due to the clamping grippers, the cutting proportion of cost-intensive reinforcing textiles is high, as additional material at the textile edge is necessary with clamping systems. Other approaches to feeding the reinforcing semi-finished product during forming and simultaneously improving the draping quality are also not economical: they are usually only designed for certain textile cuts, cannot be automated, are prone to errors or are expensive special solutions.

There is currently no system in the industry that can apply retention forces along a final contour with low waste and remains flexible in terms of geometry.

Innovative approach of Sven Schöfer
The innovative process developed by Sven Schöfer works with a detachable textile joint, a so-called tufting seam. It allows the single layers to slide off during the forming process under a retention force dependent on the seam design.

This reduces or completely eliminates draping errors in previously critical areas, even with complex preform geometries. This leads to a significant increase in preform quality and a reduction in scrap rates. The process is also highly efficient, as tensile forces can be applied to any component geometry on near-net-shape blanks. This reduces the material input by up to 50 percent.

Source:

ITA – Institut für Textiltechnik

The cushion helps the user to operate different applications by means of sensor surfaces, light and wireless communication, for example an alarm function by light. (c) ITA
The cushion helps the user to operate different applications by means of sensor surfaces, light and wireless communication, for example an alarm function by light.
22.02.2019

Smart Textiles Micro Factory brings Smart Textiles into series production at Texprocess 2019

The study "Technologies, Markets and Players" by E-Textiles 2018-2028 predicts a 2 billion dollar growth of the smart textile market. This growth can only be achieved by replacing the existing approaches, mostly manual production, with series production. With the Smart Textiles Micro Factory, the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University, short ITA, will be demonstrating for the first time on the Texprocess stand, stand number C02, in the transition from Halls 4.1 and 5.1 how a smart textile can be manufactured from design to finished product together with various partners by producing a smart cushion.

The product and the manufacturing process are the result of co-innovation. In the future, co-innovation for smart textiles is to be implemented via the GeniusTex platform. As part of the German Federal Ministry of Economic Affairs and Energy's major strategic project for the “Smart Service World”, ITA is working with partners from industry and research to develop the online platform for smart textile innovation.

The study "Technologies, Markets and Players" by E-Textiles 2018-2028 predicts a 2 billion dollar growth of the smart textile market. This growth can only be achieved by replacing the existing approaches, mostly manual production, with series production. With the Smart Textiles Micro Factory, the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University, short ITA, will be demonstrating for the first time on the Texprocess stand, stand number C02, in the transition from Halls 4.1 and 5.1 how a smart textile can be manufactured from design to finished product together with various partners by producing a smart cushion.

The product and the manufacturing process are the result of co-innovation. In the future, co-innovation for smart textiles is to be implemented via the GeniusTex platform. As part of the German Federal Ministry of Economic Affairs and Energy's major strategic project for the “Smart Service World”, ITA is working with partners from industry and research to develop the online platform for smart textile innovation.

Bushing heated via induction of the novel glass fibre production line (c) ITA
Bushing heated via induction of the novel glass fibre production line
21.02.2019

ITA at JEC World 2019: newly constructed induction heated glass fibre production line among other exhibits

At the joint stand of the Aachen Centre for Integrative Lightweight Construction (AZL) in Hall 5A, booth D17, the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University (ITA) will demonstrate its expertise in the field of glass fibres, preforms and textile concrete 12-14 March 2019 in Paris.
The exhibits come from various fields of application and address the automotive, aerospace and mechanical engineering sectors.

At the joint stand of the Aachen Centre for Integrative Lightweight Construction (AZL) in Hall 5A, booth D17, the Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University (ITA) will demonstrate its expertise in the field of glass fibres, preforms and textile concrete 12-14 March 2019 in Paris.
The exhibits come from various fields of application and address the automotive, aerospace and mechanical engineering sectors.

  1. Innovative glass fibre research at ITA
    The newly constructed induction heated glass fibre production line enables increased flexibility in research. For the first time, glass fibres will be produced live at the ITA booth at JEC World. One of the innovations of the system is the inductively heated bushing. It features a flexible design and consists of a platinum/rhodium alloy (Pt/Rh20) for use in high-temperature glasses.
    The glass fibre production line was designed in such a way that new concepts and ideas can be tested quickly. The modular design allows a high flexibility, the induction system a significantly faster operability.
    Research and development projects can therefore be carried out faster and more cost-effectively.
     
  2. DrapeCube - Forming of textile semi-finished products
    The DrapeCube offers a cost-effective design for the production of fibre preforms from textile semi-finished products. It is used in the production of preforms for prototypes and in small series and is suit-able for companies active in the production of fibre-reinforced plas-tics (FRP).
    In the production of FRP components, the preforming process de-fines a large part of the subsequent component costs. In small- and medium-sized enterprises, this process step is often still carried out manually. This results in high quality fluctuations and component prices. Especially in the case of highly stressed structural components, the fluctuation in quality leads to oversizing of the components.
    Thus, the lightweight construction potential of fiber-reinforced plastics is underused. One solution is offered by the stamp forming process adapted from the sheet metal forming industry for shaping rein-forcing textiles. The textile is inserted between two mould halves (male and female) and automatically formed. Due to high plant and tooling costs, this process is used almost exclusively in large-scale production.
    The ITA has developed the DrapeCube forming station which offers a cost-effective alternative and is able to completely reproduce the current state of the art for forming textile half branches. The process steps will be demonstrated in a video at the booth.
     
  3. Carbon fibre reinforced plastic (CFRP) preform
    The CFRP preform consists of carbon multiaxial fabrics formed by expanded polystyrene (EPS) to optimise draping quality. Preforms of increased quality can be produced by gentle, textile-compatible forming with foam expansion. For the first time, foam expansion was used to form preforms in such a way that the draping quality is improved compared to classic stamp forming.
    The advantages of the CFRP preform lie in the savings in plant costs, as the investment is much lower. In addition, the proportion of waste is reduced because near-net-shape production is possible. In addition, rejects are reduced, as fewer faults occur in the textile.
     
  4. Embroidered preform with integrated metal insert
    The 12k carbon fibre rovings are shaped into a preform using Tai-lored Fibre Placement (TFP) which is a technical embroidery pro-cess. For the further layer build-up, a fastener is not only integrated under the roving layers but also fixed by additional loops. The highly integrative preforming approach offers the possibility of reducing weight and process steps as well as increasing mechanical perfor-mance.
    Until now, inserts were glued or holes had to be drilled in the com-ponent. Bonded fasteners are limited by the adhesive surface. The bonding of fasteners into drilled holes results in high drill abrasion and thus high tool wear.
    The advantages of the embroidered preform with integrated metal fasteners are the reduction of scrap due to TFP preforming and the increase in the specific pull-out force. In addition, it is possible to automatize the production of integrative preforms. This makes the preform with integrated metal fasteners interesting for the automotive and aerospace industries.
Source:

Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen University