Fraunhofer

Fraunhofer richtet ein Leistungszentrum „Smart Production and Materials“ in Dresden und Chemnitz ein. Die Ingenieure sollen unter anderem exzellente Grundlagenforschung der TU Dresden in kommerzielle Produkte ummünzen.

Von Heiko Weckbrodt (oiger.de) in Dresdner Neueste Nachrichten

In Dresden entsteht ein weiteres Fraunhofer-Leistungszentrum. Im Fokus steht die Verbindung aus neuartigen Werkstoffen und digitalisierter Produktion. Die Ingenieure sollen dort unter anderem austesten, wie sich selbstwandelnde Materialien wirtschaftlich produzieren lassen – zum Beispiel Prothesen, die ein Patienten-Leben lang nachwachsen, oder unfalldämpfende Autokarosserien.

Dafür hat die Fraunhofer-Gesellschaft (FHG) nun ein bisher in Chemnitz konzentriertes Leistungszentrum für „Smart Production“ auf den Standort Dresden erweitert und zum Leistungszentrum „Smart Production and Materials“ umfirmiert. Die FHG wird das Zentrum mit einer Million Euro pro Jahr unterstützen. Das sächsische Wissenschaftsministerium gibt ab 2019 voraussichtlich jährlich 1,5 Millionen Euro dazu, wenn der Landtag zustimmt.

Für das Exzellenz-Forschercluster „Dresden Center for Materiomics“ (DCM), das die TU Dresden beantragt hat, bilde „das Leistungszentrum die ideale Transferplattform für die Überführung der Grundlagenergebnisse über die angewandte Forschung in die regionalen Unternehmen“, schätzte die FHG ein.

Große Hoffnungen verknüpft vor allem TU-Professor Gianaurelio Cuniberti vom Lehrstuhl für Materialwissenschaften und Nanotechnologie mit diesem Leistungszentrum: „Wenn wir den Zuschlag bekommen, wollen wir im DCM eine neue Ära der Werkstoffwissenschaft einläuten“, kündigte Prof. Cuniberti an. „Und die Ergebnisse unserer Grundlagenforschung kann dann das Leistungszentrum in kommerzielle Produkte transferieren.“ Er sei sehr froh, dass sich Fraunhofer mit dem erweiterten Leistungszentrum deutlich zum Werkstoffforschungs-Standort Dresden bekannt habe.

TU Freiberg

Im DCM wollen die Forscher vor allem Computeranalysen einsetzen, um ganz neuartige Materialien zu designen, die sich beispielsweise zeitlich gesteuert verändern: Implantate, die Kindern eingepflanzt werden, müssen dann nicht mehr alle Jubeljahre per OP ausgewechselt werden, sondern wachsen mit den Patienten mit. Ein anderes Beispiel sind Autobauteile, die bei einem Unfall binnen Sekundenbruchteilen automatisch ihre Steifigkeit verändern und so den Aufprall abfedern. „Im Leistungszentrum wollen wir dafür sorgen, dass solche exzellente Grundlagenforschung auch in der Industrie verwendet werden kann“, betonte Martin Kunath, der im Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) Dresden für die strategische Vermarktung und Verwertung von Entwicklungsergebnissen zuständig ist. Von daher erkläre sich auch die Kombination mit dem Chemnitzer Zentrum für „Smart Production“, das auf modernste Fertigungsprozesse spezialisiert ist: Das gemeinsame Transferzentrum soll jeweils Wege finden, die innovativen Werkstoffe auch wirtschaftlich verarbeiten zu können, und erste Demonstratoren fertigen.

„Letztlich steht dahinter eine Vision für Sachsen“, ergänzte Prof. Cuniberti: „Wir wollen ein unschlagbare Dreieck formen: Dresden konzentriert sich auf die Werkstoffforschung, Chemnitz auf die Produktionsverfahren und Freiberg um die Ressourcen-Gewinnung und das Recycling.“

Fraunhofer betreibt in Dresden bereits ein Mikroelektronik-Leistungszentrum.

 

Kohlenstofffaser

Carbonfasern – seit den 1960er-Jahren wird das Material industriell hergestellt, für Flugzeuge, Autos, Windkraftanlagen. Doch das Potential der Fasern ist viel größer, sagen Forscher in Dresden. Sie wollen damit zum Bespiel völlig neue, leichtere und leistungsfähige Batterien herstellen.

Es beginnt mit einem kleinen Staatsakt. Am 2. November 2018 kommt die Staatsministerin für Wissenschaft und Kunst im Freistaat Sachsen, Dr. Eva-Maria Stange, ins Research Center Carbon Fibers (RCCF). Denn in der gemeinsamen Forschungseinrichtung des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) und des Instituts für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden wird das neue Carbon-Technikum eröffnet.

Carbon Technikum – das klingt erstmal nicht neu. Seit Jahrzehnten wird an dem Material geforscht. Stimmt, sagen die Dresdner Chemiker und Ingenieure. Aber das Potential des Materials ist längst nicht ausgereizt, so Diplom-Ingenieur Daniel Wolz. Denn die Zukunft heißt: „Maßgeschneiderte Kohlenstoff-Fasern.“

Maßgeschneidert aus dem Reinraum

Daniel Wolz ist wissenschaftlicher Mitarbeiter im neuen Technikum. Er hat den Aufbau der Ablage mit betreut, ein sogenannter Reinstraum. Rauschen erfüllt die Luft, Filteranlagen sorgen dafür, dass auch nicht der kleinste Partikel den Prozess in der Carbonanlage beeinflussen kann. Auf 300 Quadratmetern steht die Anlage mit ihrer grauen Heizung, den großen Spulen, Rohren, Schaltern und Computerbildschirmen. Sie soll Fasern hervorbringen, die es so noch nicht gibt.

Seit den 1960er-Jahren werden Carbonfasern industriell herstellt. Denn Carbon ist fünfmal leichter und dreimal fester als der festete Stahl, erklärt Prof. Hubert Jäger, der Leiter der Professur Systemleichtbau und Mischbauweisen an der TU Dresden. Die Raum- und auch die Luftfahrt wären ohne leichte Carbonteile nicht denkbar.

Offshore-Windanlagen, wo die Windflügel Längen von über 100 Meter erreicht haben, das können sie ohne Carbon nicht erreichen. Formel-1-Sportwagen sind ohne Carbonfasern nicht vorstellbar.

Prof. Hubert Jäger

Doch all das gibt es schon. Der Chemiker Hubert Jäger will sich neuen Bereichen zuwenden, dahin, wo nicht schon andere den Fuß in der Tür haben. Er will Carbon als Katalysator nutzen, oder als Elektrischen Leiter und Träger von Energie. Als „Filtermaterial oder sogar als Stromkabel in naher Zukunft“, so Jäger.

LEICHTER UND LEISTUNGSFÄHIGER: CARBON-AKKUS

Das nächste Forschungsprojekt dreht sich deshalb auch um Batterien aus und mit Carbon. Ein Feld, das bisher nicht bearbeitet wird, erklärt der wissenschaftliche Mitarbeiter Daniel Wolz. Batterien mit Carbon könnten deutlich leichter und leistungsfähiger sein. Und genau dafür ist das neue Technikum gedacht.

Dass man sowohl die Batterieleute, die Energiespeicher-Experten, zusammen bringt mit den Faserexperten und gleichzeitig diesen Leichtbauhintergrund in der Anwendung hat, der weltweit so nicht an einem einzigen Institut existiert.

Daniel Wolz

Hubert Jäger hat all diese Experten zusammengebracht und will die Carbon-Forschung in Deutschland auf Weltmarktniveau bringen. Bisher sei das nicht der Fall, sagt der Chemiker. Die Japaner, Korea oder die Amerikaner seien da viel weiter, Deutschland eher noch ein Schlusslicht. Das soll sich mit der Carbon-Forschungsanlage in Dresden ändern.

Leichtbau
Leichtbau-Zentrum ILK Dresden

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TransCampus

Die Werkstoff-Wissenschaftler der Technischen Universität Dresden (TUD) und des „King’s College“ in London schmieden eine Forschungsallianz: Nach Medizinern, Biologen und Nachrichtentechnologen machen nun auch die Materialforscher beim gemeinsamen „Transcampus“ beider Unis mit.

Beteiligt sind das „Dresden Center for Computational Materials Science“ (DCMS) der TUD und das „Thomas Young Centre“ (TYC) in London. Zusammen wollen sie ein international führendes Forschungscluster in den Materialwissenschaften schmieden. „Dresden ist in Europa und weltweit ein führendes Zentrum der Materialforschung“, schätzte der geschäftsführende DCMS-Direktor Prof. Gianaurelio Cuniberti vom TUD-Lehrstuhl für Materialwissenschaft und Nanotechnik der TU Dresden ein. „Die Kompetenzen von Dresden und London in den Materialwissenschaften ergänzen sich perfekt. Beide Seiten können sich aus der Kooperation neue Impulse erhoffen.“

Quelle: Dresdner Neueste Nachrichten