Start frei für die „Videowoche des Leichtbaus“
Bundesexzellenzcluster MERGE stellt sechs Forschungsbereiche zur Zukunftstechnologie Leichtbau im Video-Portrait vor – Gewinnspiel zum Abschluss der Kampagne
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MERGY ist Botschafter und Maskottchen des Bundesexzellenzclusters MERGE. Foto: Jacob Müller
Was sind Quantum Dots und wozu dient eine Orbitalwickel-Anlage? Was bedeutet in-line-Fertigung? Und wie entstehen hybride Laminate? Diese und weitere spannende Fragen werden in den kommenden Tagen in der „Videowoche des Leichtbaus“ durch die sogenannten Interacting Research Domains (IRDs), die Forschungsbereiche des Bundesexzellenzclusters MERGE der Technischen Universität Chemnitz, beantwortet. Die Video-Kampagne beschließt eine Gewinnaktion zum Schluss, die einzelne Themen aus den Videos aufgreift. Zu gewinnen gibt es ein MERGE-Goodybag mit unter anderem einem limitierten USB-Stick im MERGY-Design. Weitere Informationen dazu folgen.
In einzelnen Clips stellen die Leiterinnen und Leiter der jeweiligen IRDs sowie Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Clusters ausgewählte Vorhaben vor und gewähren Einblick in aktuelle Forschungsentwicklungen der Bereiche „Halbzeuge und Preform-Technologien“, „Metallintensive Technologien“, „Textil-/Kunststoffbasierte Technologien“, „Integration von Mikro- und Nanosystemen“, „Interface Technologien, Interface Engineering“ sowie „Modellierung, integrative Simulation und Optimierung“.
„Wir wollen interessierten Forschenden, Studierenden sowie Vertreterinnen und Vertretern aus Wirtschaft und Politik die Schlüsseltechnologie ‚Leichtbau‘ als bedeutendes Forschungsfeld der Zukunft näher bringen und eine größere Transparenz unserer Arbeit schaffen“, erläutert Prof. Dr. Lothar Kroll, Koordinator des Bundesexzellenzclusters MERGE und selbst Forschungsbereichsleiter, das Vorhaben.
Verschmelzung von unterschiedlichen Technologien und Materialien im Fokus
Die sechs Forschungsbereiche agieren interdisziplinär miteinander, kombinieren jeweils Technologien und Materialien aus ihrem Wissenschaftsfeld und decken so gemeinsam die einzelnen Prozessschritte der Wertschöpfungskette zur Hybridbauteil-Herstellung ab. Die Vorhaben der Bereiche bauen dabei aufeinander auf. So wird aktuell im IRD A „Halbzeuge und Preform-Technologien“ an der sogenannten „Orbitalwickeltechnik“ geforscht, die eine kostengünstige und materialeffiziente Produktion, etwa von Rotorblättern für Windkrafträder, erlaubt.
Ergänzt wird die Technologie durch den Bereich „Integration von Mikro- und Nanosystemen“, der sich mit der Einbettung von Aktoren und Sensoren in Leichtbauteile beschäftigt, um diese intelligent zu gestalten. Werden beispielsweise Aktoren in Rotorblätter von Windkraftanlagen eingesetzt, so können diese Luftströmungen aktiv kontrollieren und dadurch eine höhere Windernte fördern.
Die Kombination von Textilstrukturen wie Glas-, Basalt- oder Kohlenstofffasern mit metallischen und elektronischen Elementen wird unter anderem in Thermoplast-basierten Herstellungsprozessen realisiert, die in IRD C „Textil-/Kunststoffbasierte Technologien“ erforscht werden. Dabei kommen – ganz im Sinne der Nachhaltigkeit –biobasierte Kunststoffe, Naturfasern und Holzfurniere zum Einsatz.
Auch ein an der TU Chemnitz entwickelter Pkw-Querlenker ist in Zusammenarbeit mehrerer Forschungsbereiche und in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) entstanden. Das Bauteil besteht aus einem Aluminiumschaumkern, thermoplastischen Faser-Kunststoff-Verbund-Deckschichten und einer zusätzlichen Metalldeckschicht. Für den Querlenker birgt letztere den Vorteil, dass der Kernverbund komplett umschlossen und so vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Diese Kombination unterschiedlicher Werkstoffe und Technologieverfahren, beispielsweise zur Fertigung von Metall-Kunststoff-Bauteilen, wird vom Bereich „Metallintensive Technologien“ durch eine Fokussierung auf die metallischen Komponenten bei der Material- und Verfahrensauswahl unterstützt.
Der Einsatz unterschiedlicher Materialien in Multi-Material-Verbunde kann jedoch nur durch eine adäquate Gestaltung der Grenzflächen (Interfaces) zwischen den Komponenten gelingen, die vom Forschungsbereich „Interface Technologien, Interface Engineering“ mit Hilfe von mechanischen Verfahren zur Oberflächenstrukturierung und chemischen Synthesen zur Haftvermittlung gezielt eingestellt werden. Dieser Forschungsbereich bildet ein Querschnittsfeld der MERGE-Leichtbauforschung, da er Materialien und Technologien aus allen sechs IRDs miteinander vereint. Gleiches gilt für den IRD F „Modellierung, integrative Simulation und Optimierung“, dessen beteiligte Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter virtuelle Simulationsumgebungen entwickeln. Sie tragen dazu bei, eine Optimierung der Bauteilstruktur und des dazugehörigen Herstellungsprozesses wie beispielsweise dem Spritzgussvorgang vorzunehmen, noch bevor das eigentliche Fertigungsverfahren beginnt.
Alle sechs Forschungsbereiche sind essentielle Bestandteile im Herstellungsprozess von Leichtbaustrukturen und erforschen diese grundlegend. „Die Videos zur Leichtbauforschung in MERGE bieten Einblicke in die Schwerpunkte der Forschungsbereiche und zeigen die Verbindungen zwischen den einzelnen Anwendungsfeldern auf, die eine interdisziplinäre Zusammenarbeit so essentiell machen“, betont Kroll.
Die Beiträge der „Videowoche des Leichtbaus“ können sowohl über die MERGE-Homepage als auch über die Facebook-Seite und den YouTube-Kanal der TU Chemnitz abgerufen werden. Zum Abschluss der Videowoche wird es zudem eine Überraschung für alle aufmerksamen Zuschauerinnen und Zuschauer geben.
Bisher erschienene Videos im Überblick:
IRD A - Halbzeug und Preform-Technologien: bit.ly/Leichtbau_IRD_A
IRD B - Metallintensive Technologien: bit.ly/Leichtbau_IRD_B
IRD C - Textil- und Kunststoffbasierte Technologien: bit.ly/Leichtbau_IRDC
(Autorinnen: Melissa Martinelli, Diana Schreiterer)
Matthias Fejes
22.10.2018
