5,5 Millionen Euro für Forschungsprojekt

Werkstoffe 08. 03. 2017
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... der TU Dresden,
TU Chemnitz, Bergakademie Freiberg und des Fraunhofer-IWU

Das Ministerium für Wissenschaft und Kunst fördert mit Mitteln des EU-Strukturfonds EFRE von 2017 bis 2020 das Projekt Sächsische Allianz für MAterial- und RessourcenEffiziente TechnOlogien – AMARETO in Höhe von 5,5 Millionen Euro. Wissenschaftsministerin Dr. Eva-Maria Stange hat Ende Januar in Dresden die Fördermittelbescheide an die Projektverantwortlichen der TU Dresden, der TU Chemnitz, der TU Bergakademie Freiberg und des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU übergeben. Die Mittel dienen einer knapp vierjährigen Anschubfinanzierung des gemeinsamen Forschungsvorhabens. Dieses soll durch die Einwerbung von Drittmitteln aus Förderprogrammen und die Einbindung der Industrie ergänzt und verstetigt werden.

Die bisher eigenständigen Forschungsarbeiten der drei sächsischen Universitäten­ und des Fraunhofer-IWU in den Bereichen­ Materialforschung, Prozessgestaltung und Produktionstechnologie werden durch diese Allianz auf eine höhere Ebene gestellt. Hauptziel des Projekts ist die Schaffung von intelligenten Verknüpfungen zwischen effizientem Werkstoffdesign, beanspruchungsgerechter Werkstoffsystem- und Bauteilgestaltung sowie optimierten Produktionstechnologien für die Maschinenbau-, Automobil- und Luftfahrtindustrie.­ Durch die Zusammenarbeit sollen mit Hilfe­ von durchgängigen Datenmodellen und ­gemeinsamen Schnittstellen schon bei der Werkstoffentwicklung die gewünschten Produkteigenschaften und ressourcenschonenden Herstellungsprozesse berücksichtigt werden. Durch die überregionale Kooperation der Forschungspartner soll eine Verkürzung der Entwicklungszeit – angefangen bei der Materialauswahl bis hin zur Serienproduktion – erreicht werden. Effizienzsteigerungen durch die Optimierung neuer Produkte und Prozesse sind in Zeiten zunehmender Produktindividualisierung im internationalen Wettbewerb von großer Bedeutung.

Die Forscher der TU Dresden entwickeln Mehrkomponentenwerkstoffe und mögliche Fertigungstechnologien (Smart Design). Die Kollegen an der TU Bergakademie Freiberg arbeiten an hochfesten metallischen Werkstoffen und an Hartstoffen, die ein Teil der Mehrkomponentenwerkstoffe darstellen beziehungsweise die für die Herstellungstechnologien erforderlich sind (Smart Material). Die Forscher der TU Chemnitz und des Fraunhofer-IWU entwickeln anhand von Visualisierungen und Simulationen datengetriebene Produktionsprozesse (Smart Production).

Nach den Worten von Wissenschaftsministerin Dr. Eva-Maria Stange setzen die Forscher verschiedener Hochschulen und Institute im Freistaat Sachsen bundesweit und international Maßstäbe bei der Entwicklung neuer Materialien und ihrer Produktionstechnologien. Deshalb sei es gut, wenn sich diese Experten zusammentun und interdisziplinär sowie arbeitsteilig ihre Forschungen vorantreiben. Dies sei bei AMARETO der Fall. Das gemeinsame Projekt sei damit ein weiteres Beispiel für die gute Kooperation der Forscher an den drei technischen Universitäten ähnlich der sächsischen Leichtbau-Allianz. Die Entscheidung, das Projekt mit EU-Mitteln zu fördern, ist nach Aussage von Dr. Stange auch mit der Hoffnung verbunden, die Forschungsergebnisse so anwendungsnah aufzubereiten, dass eine industrielle Umsetzung bald möglich ist; deshalb sei das produktionstechnische, auf anwendungsorientierte Forschung gerichtete Fraunhofer-IWU ein wichtiger Partner im Verbund der drei technischen Universitäten.

Laut Prof. Matthias Putz vom Institut für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse der TU Chemnitz und Institutsleiter des Fraunhofer-IWU entwickeln am Standort Chemnitz Forscher der TU Chemnitz und des Fraunhofer-IWU gemeinsam eine auf Selbstoptimierung ausgelegte, intelligente Produktionstechnik, mit dem Ziel, die Prozessstabilität und -qualität trotz wachsender Flexibilität zu erhöhen. Zudem werde in Zusammenarbeit mit den Forschern aus Dresden und Freiberg eine standort- und themenübergreifende Simulations­basis aufgebaut, die durch neuartige Visualisierungs- und Simulationstechniken wie beispielsweise der Virtual-Reality-Techno­logie unterstützt werde und die Übernahme von Simulationsergebnissen unterschiedlicher Disziplinen ermögliche. Damit steigere man den Wert produktionstechnischer Daten. Denn alle relevanten Prozess- und Simulationsdaten sind laut Prof. Putz im neuen Forschungsaustausch in einem übergreifenden Modell verknüpft, das parallel zum realen Bauteil entsteht und als virtueller Zwilling zur Verfügung steht.

Prof. Maik Gude vom Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden betont, dass die an der TU Dresden verfolgte durchgängige Digitalisierung von komplexen Entwicklungsprozessen im Hochtechnologiebereich mittels modernster Simulationsmethoden und -ketten sowie dem Know-how-Transfer Schlüsselelemente bei der Stärkung insbesondere regionaler kleiner und mittelständiger Unternehmen zur Teilhabe an der gesamten Wertschöpfungskette sind.

Nach Aussage von Prof. David Rafaja vom Institut für Werkstoffwissenschaft der TU Bergakademie Freiberg ist eine effiziente Entwicklung von Werkstoffen für komplexe Produkte mit vielen und oft scheinbar widersprüchlichen Anforderungen auf die Werkstoffeigenschaften verbunden. Die Werkstoffe müssten einerseits gewünschte­ finale Eigenschaften für die jeweilige Anwendung haben, andererseits müssten sie bearbeitbar und recycelbar sein. Die Beantwortung eines solchen Fragenkomplexes­ sei nur durch einen direkten und intensiven Austausch zwischen Spezialisten aus komplementären Wissenschafts- und Technologiebereichen möglich. Das Projekt AMARETO stelle eine ideale Plattform für einen solchen Austausch dar. Eine enge Kooperation der drei Standorte ist nach seinen Worten die Voraussetzung für eine gezielte und daher ressourceneffiziente und schnelle Entwicklung innovativer Produkte­ insbesondere in kleinen Serien. Im Rahmen des Projekts würden die Forscher aus Freiberg, Dresden und Chemnitz unter anderem klären, welche Daten für übergreifende Modelle und Simulationen relevant und notwendig seien und in welcher Form sie ausgetauscht werden müssten.

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