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Neue Methode macht Bestimmung des cw-Hintergrunds bei gepulsten Lasern zuverlässiger

Der Einsatz gepulster Laser ist in vielen Bereichen absoluter Standard

Neue Methode macht Bestimmung des cw-Hintergrunds bei gepulsten Lasern zuverlässiger

Messaufbau mit Strahlteilung und Absorberspiegel (Grafik: Universität Stuttgart).

Der Einsatz gepulster Laser ist in vielen Bereichen absoluter Standard. Nahezu sämtliche Industrielaser sind mittlerweile gepulst. Diese gepulsten Laser werden vor allem in der Materialbearbeitung und im Maschinen- und Automobilbau sowie bei der Herstellung von Photovoltaik-Wafern eingesetzt. Auch in der Medizintechnik sowie in der wissenschaftlichen und industriellen Messtechnik finden gepulste Laser Anwendung. Allerdings gibt es bei gepulsten Lasern ein messtechnisches Problem: Die direkte Messung des Leistungsanteils des continuous-wave-Hintergrunds von gepulsten Lasersystemen.
Am Institut für Strahlwerkzeuge der Universität Stuttgart wurde nun ein Messgerät entwickelt, mit dem der cw-Leistungsanteil an der Gesamtleistung eines gepulsten Lasers gemessen werden kann. Dieser cw-Leistungsanteil konnte bislang mit herkömmlichen Methoden nicht exakt bestimmt werden. Bislang wird nur indirekt und rein qualitativ, beispielsweise über das Spektrum, auf den cw-Hintergrund geschlossen.

Das an der Universität Stuttgart neu entwickelte System „Background-to-Impulse Ratio Detector“ (BIRD) verwendet ein sättigbares Element mit großer Modulationstiefe, beispielsweise einen sättigbaren Absorberspiegel. Dieser sorgt für ein intensitätsabhängiges Messsignal. Die Berechnung des Anteils des cw-Hintergrunds an der Gesamtleistung des Systems basiert damit auf Vergleichsmessungen mit und ohne Übergang des Laserstrahls über das sättigbare Element. Dazu wird der Strahl in leistungsgleiche Teilstrahlen gesplittet. Ist die Gesamtleistung bereits bekannt, kann auch auf die Strahlteilung verzichtet werden. Der Aufbau bzw. die Implementierung des Systems werden dadurch noch einfacher.

Durch die Messung des cw-Hintergrundes wird die Leistungsüberwachung erweitert. Die neue Methode kann einfach in bestehende Leistungsüberwachungssysteme integriert werden.
Durch die zuverlässige Quantifizierung des Leistungsanteils des cw-Hintergrunds an der Gesamtleistung ist das neue Messverfahren „BIRD“ sehr hilfreich bei der Entwicklung von neuen Lasern.
Die Erfindung wurde in Deutschland und den USA zum Patent angemeldet und in Deutschland wurde das Patent auch bereits erteilt. Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt die Universität Stuttgart bei der Patentierung und Vermarktung der Innovation. TLB ist im Auftrag der Universität Stuttgart mit der weltweiten wirtschaftlichen Umsetzung dieser zukunftsweisenden Technologie beauftragt und bietet Unternehmen Möglichkeiten der Zusammenarbeit und Lizenzierung der Schutzrechte.

Für weitere Informationen: Innovationsmanager Dr.-Ing. Michael Ott (ott@tlb.de)

Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH ist eine Agentur für Erfindungs- und Patentmanagement in Deutschland. TLB begleitet Erfindungen von Hochschulen, Unternehmen und Erfindern auf ihrem Weg von der ersten Idee bis zum wirtschaftlichen Produkt.

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Automatisiertes Befüllen von Regalen im Einzelhandel

Ein neues Regalbediensystem macht es möglich, Waren in Einzelhandelsgeschäften automatisch ein- und umzuräumen.

Automatisiertes Befüllen von Regalen im Einzelhandel

Das neue Regalbediensystem besteht aus einem Greifer und speziellen Waren-Trays mit Wabenstruktur.

In Warenlagern oder bei großen Logistikunternehmen werden vielfach automatisierte Regalsysteme eingesetzt, in denen die Warendistribution vollautomatisch abläuft. Im Einzelhandel war es bislang noch nicht möglich, Regale automatisiert zu befüllen oder zu sortieren.
Am Institut für Fördertechnik und Logistik der Universität Stuttgart wurde ein Regalbediensystem entwickelt, das es möglich macht, Waren in Einzelhandelsgeschäften automatisch ein- und umzuräumen. Die Regalbestückung kann dabei außerhalb der Öffnungszeiten stattfinden, ohne den Kundenverkehr zu beeinträchtigen.
Bislang werden vor allem automatisierte Regalsysteme eingesetzt, die entweder mit Schienen auf dem Boden manövrieren oder mit vertikalen Schienen an den Regalen selbst. Prof. Karl-Heinz Wehking und seine Mitarbeiter hingegen haben ein Regalbediensystem entwickelt, das während der Ladenöffnungszeiten platzsparend horizontal unter der Decke fixiert und außerhalb der Öffnungszeiten dann zum Um- und Einsortieren der Waren eingesetzt werden kann. Die Erfindung besteht aus dem neu entwickelten Greifer und einem Tray mit passgenauen Aussparungen für die Greifeinrichtung.
Dazu wird das Greifersystem automatisiert in die vertikale Arbeitslage vor die Regale geschwenkt. Die Waren werden auf speziellen Trays bereitgestellt und auf Paletten oder Rollcollis neben den entsprechenden Regalen abgestellt. Der Greifer identifiziert über eine Leseeinrichtung die Produkte und sortiert diese an der entsprechenden Stelle im Regal ein.
Möglich wird das Handling von Lebensmitteln durch spezielle Waren-Trays, deren Aussparungen an der Unterseite komplementär zu den Aufnahmelementen der Greifeinrichtungen ausgebildet sind. Die Trays sind mit einer Wabenstruktur versehen, die trotz der Leichtbauweise eine hohe Stabilität ermöglichen. Sie können kostengünstig aus Papier oder Papierverbund-Werkstoff hergestellt werden. Sie sind leicht, stabil und recycelbar.
Die Greifer nehmen die Trays auf, sichern sie durch beispielsweise feststellbare Rollen oder ausfahrbare Bolzen gegen Herunterfallen und lösen die Fixierung wieder, wenn die Ware im Regal abgestellt wurde. Per Lesegerät werden die Waren dann beispielsweise nach Haltbarkeit sortiert.
Nach der Bestückung des Regals wird das Greifersystem wieder an den Ausgangspunkt hoch geschwenkt und über die Ruhelage unter der Decke zum nächsten Regal gebracht.
Da mit dem Regalbediensystem das Umräumen und die Kommissionierung von Waren auch nachts möglich ist und dadurch die Kunden nicht gestört werden, hat die Greifeinrichtung bereits das Interesse einiger Firmen geweckt. Zudem könnte dadurch auf die teure manuelle Kommissionierung verzichtet werden, was die Logistikkosten in den einzelnen Filialen senken würde.
Das Regalbediensystem eignet sich vor allem für die Kommissionierung und Regalbestückung im Einzelhandel sowie in Distributionszentren.
Die Entwicklungen wurden international patentrechtlich geschützt. Das europäische Patent wurde erteilt. Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt die Universität Stuttgart bei der Patentierung und Vermarktung der Innovation. TLB ist im Auftrag der Universität mit der weltweiten wirtschaftlichen Umsetzung dieser zukunftsweisenden Technologie beauftragt und bietet Unternehmen Möglichkeiten der Zusammenarbeit und Lizenzierung der Schutzrechte.
Für weitere Informationen: Innovationsmanager Dr.-Ing. Hubert Siller (hsiller@tlb.de)

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Mehr Flexibilität in der Produktion durch selbstfahrende Transportfahrzeuge

Mehr Flexibilität in der Produktion durch selbstfahrende Transportfahrzeuge

Matthias Hofmann (Mitte) hat das FTF konzipiert. Links Markus Schröppel, rechts David Korte.

Die Automobilherstellung steht großen Herausforderungen gegenüber. Denn durch Anforderungen wie die größere Bandbreite an Modellen muss die Montage flexibler werden. Auch im Hinblick auf Elektromobiliät wird es notwendig, während der Produktion ständig eine wesentlich höhere Teilevarianz bereitzustellen. Starre Produktionsstraßen sind dann nicht mehr effizient.

Flexibilität in der Produktion wird zunehmend wichtiger. Dazu wird es notwendig, dass Produktion und Montage nicht mehr starr in einer so genannten Fertigungsstraße ablaufen, sondern flexibler gestaltet werden können.
Dipl.-Ing. Matthias Hofmann vom Institut für Fördertechnik und Logistik an der Universität Stuttgart hat ein fahrerloses Transportfahrzeug (FTF) konzipiert, das es möglich macht, ein Fahrzeug auf einer flexiblen und von stationären Einrichtungen unabhängigen Plattform zu montieren. Dabei handelt es sich um eine selbstfahrende Plattform, auf dem die mitfahrenden Montagearbeiter ein Auto komplett bauen können.

Durch den Einsatz des FTF wird für die Fahrzeugproduktion keine feste Montagestraße mehr benötigt. Das fahrerlose Transportfahrzeug fährt im Produktionsprozess autark zu den Stationen, die im jeweiligen Produktionsschritt erforderlich sind.

Da das Montageobjekt auf dem Transportfahrzeug auch geschwenkt und gekippt werden kann, sind die Voraussetzungen geschaffen, um die kompletten Montageprozesse auf dem Transportfahrzeug zu vollziehen. Sämtliche Arbeitsschritte, auch Arbeiten am Unterboden oder an der Achse, können auf dem FTF gemacht werden, ohne dass das unfertige Fahrzeug abgeladen werden muss. Das Fahrzeug wird komplett auf dem FTF hergestellt, bis es abschließend auf eigenen Rädern über eine in den Ladungsträger integrierte Fördereinrichtung vom FTF gefahren werden kann.

Für die Zukunft entwickelten und entwickeln die Stuttgarter Forscher im Rahmen des Forschungsprojektes ARENA 2036 unter der Leitung von Institutsleiter Professor Karl-Heinz Wehking bereits Ideen für ein vollflexibles Fabrik-Layout, das komplett ohne Produktionsstraße auskommt. Ein Fahrzeug wird dann komplett auf einem flexiblen FTF gefertigt. Benötigte Teile oder Geräte werden durch flexible und selbstfahrende Ladungs- und Regallösungen direkt an das FTF gebracht. Als Teillösung wäre das fahrerlose Transportfahrzeug jedoch auch heute schon einsetzbar und würde die herkömmliche Linienproduktion erheblich flexibler machen.

Ebenfalls am Institut für Fördertechnik und Logistik entwickelten Dipl.-Ing. Matthias Hofmann und Dipl.-Ing. Markus Schröppel zusammen mit Professor Wehking einen selbstfahrenden Großladungsträger, der zur Auslagerung von halbfertigen Teilen oder als Lager für die fertigen Großteile, Karosserien oder auch komplette Fahrzeuge dienen kann. Auch dieses flexible Regal könnte heute schon gut in einen bestehenden Produktionsprozess eingebaut werden. Das Regal ermöglicht das flexible Ein- und Ausschleusen von Teilen oder Baugruppen wie beispielsweise einer Unterbodengruppe, Karosserie oder ganzen Fahrzeugen aus der oder in die Produktion. Die Einheiten des „dynamischen Lagers“ sind modular aufgebaut und daher unabhängig von Bauteil-Dimensionen einsetzbar. Das innovative Regalkonzept verfügt darüber hinaus über ein Aufzug- und Verladesystem und kann auch als Zwischenlager von ganzen Fahrzeugen eingesetzt werden.

Beide Systeme machen eine teilweise Abkehr vom festen Montageband möglich und sind durch ihren flexiblen Einsatz ein erster entscheidender Schritt in Richtung flexible Produktion, wie die Forscher Hofmann und Schröppel deutlich machen.

Die Entwicklungen wurden international patentrechtlich geschützt. Im Moment wird am Aufbau eines Prototyps des FTF gearbeitet. Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt die Universität Stuttgart bei der Patentierung und Vermarktung der Innovation. TLB ist im Auftrag der Universität mit der weltweiten wirtschaftlichen Umsetzung dieser zukunftsweisenden Technologie beauftragt und bietet Unternehmen Möglichkeiten der Zusammenarbeit und Lizenzierung der Schutzrechte.

Für weitere Informationen: Innovationsmanager Dr.-Ing. Hubert Siller (hsiller@tlb.de)

Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH ist eine Agentur für Erfindungs- und Patentmanagement in Deutschland. TLB begleitet Erfindungen von Hochschulen, Unternehmen und Erfindern auf ihrem Weg von der ersten Idee bis zum wirtschaftlichen Produkt.

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Verbesserter Kugelgewindetrieb mit erhöhter Lebensdauer durch neuartige Doppelmutter

Kugelgewindetriebe mit vorgespannten Muttern werden besonders in Werkzeugmaschinen eingesetzt. Sie sind dabei meist sehr hohen Belastungen ausgesetzt, müssen aber präzise funktionieren.

Verbesserter Kugelgewindetrieb mit erhöhter Lebensdauer durch neuartige Doppelmutter

Neue Erfindung: Verbesserter Kugelgewindetrieb mit erhöhter Lebensdauer durch neuartige Doppelmutter

Kugelgewindetriebe mit vorgespannten Muttern werden besonders in Werkzeugmaschinen eingesetzt. Sie sind dabei meist sehr hohen Belastungen ausgesetzt, müssen aber präzise funktionieren. Zu hohe Vorspannung führt jedoch zu großer Reibung bzw. Verschleiß, zu wenig Spannung lässt das Gewinde nicht präzise genug funktionieren. Eine Erfindung der Universität Stuttgart löst dieses Problem durch zusätzliche Federelemente.

Kugelrollspindeln oder Kugelgewindetriebe sind Schraubgetriebe mit zwischen Schraube und Mutter eingefügten Kugeln. Sie dienen der Umsetzung einer Drehbewegung in eine Längsbewegung oder umgekehrt. Im Vergleich zu konventionellen Schraubgetrieben mit aufeinander gleitenden Teilen, bei denen etwa 50 bis 90 Prozent der eingeleiteten Leistung in Wärme umgewandelt wird, haben Kugelgewindetriebe weniger Reibung, eine hohe Positioniergenauigkeit und einen geringeren Verschleiß. Den höheren Herstellungskosten stehen Vorteile im Gebrauch und eine längere Lebenszeit gegenüber. Mehr als ein Drittel der Werkzeugmaschinenausfälle sind auf Ermüdungserscheinungen bei Kugelgewindetrieben zurückzuführen.
Um die geforderte Genauigkeit und Steifigkeit einer Kugelrollspindel zu sichern, wird beispielsweise mittels sogenannten Doppelmuttern eine Vorspannung eingestellt. Trotz Vorspannung kann es jedoch bei großen Axialkräften zu einem Überlastzustand kommen, bei dem eine der beiden Mutterhälften vollständig entlastet wird. In der Folge können übermäßige Gleitbewegungen und ein Abriss des Schmierfilms zur frühzeitigen Zerstörung der Kugelrollspindel führen.

Um dieses zu vermeiden, werden üblicherweise hohe Vorspannwerte eingestellt, was jedoch zu mehr Reibung und dadurch zu einem höheren Verschleiß führt. Dieses beeinflusst wiederum die Genauigkeit und Lebensdauer der Spindel. Weiterhin verringert eine geringere Vorspannung in einer Spindelmutter die mechanische und thermische Belastung der Spindel und erhöht die zu erwartende Lebensdauer.
Eine konstante Vorspannung kann beispielsweise durch ein Federelement zwischen den beiden Mutterhälften erreicht werden, wie es bei einigen alternativen Doppelmuttersystemen praktiziert wird (Fig. 1). Aufgrund der hohen Nachgiebigkeit durch das Federelement lassen sich solche Systeme jedoch nicht für Anwendungen mit hoher Genauigkeit und Dynamik einsetzen.

An der Universität Stuttgart entwickelte Dr.-Ing. Siegfried Frey eine Lösung, die es ermöglicht, trotz einer minimalen Vorspannkraft eine hohe Steifigkeit und somit eine hohe Genauigkeit und eine lange Lebensdauer zu sichern.
Zwischen den beiden Mutterhälften einer symmetrisch aufgebauten Doppelmutter werden zusätzliche Elemente – deren E-Modul geringer ist als das der Muttermaterialien – beispielsweise innerhalb einer ringförmigen Nut eingebracht (Fig. 2). Diese befinden sich dabei im Kraftnebenschluss zwischen Mutternkörper und Befestigungsflansch und sind im Ruhezustand – im Gegensatz zu bereits bekannten Lösungen mit Federelementen – ohne Funktion. Bei hohen axialen Belastungen hingegen treten die vorgespannten Elemente aus dem Kraftnebenschluss aus und erzeugen eine Restvorspannkraft in der entlasteten Mutterhälfte, bevor eine völlige Entlastung eintreten kann. Dadurch kann es nicht zu übermäßigen Gleitbewegungen kommen. Durch die Anordnung der Federelemente im Kraftnebenschluss ergeben sich so gut wie keine Nachteile für die Steifigkeit des Gesamtsystems. Die Restvorspannkraft lässt sich über die Verhältnisse der E-Module frei wählen.

Durch die Erfindung wird es einfach und kostengünstig möglich, Kugelgewindetriebe mit einer deutlich geringeren Vorspannkraft auszulegen, ohne dass dies einen Nachteil für die Steifigkeit und Genauigkeit des Gesamtsystems bedeutet. Die Lösung eignet sich für eine breite Palette von Kugelrollspindeln, besonders für Werkzeugmaschinen mit hohen Anforderungen. Je nach Anwendung und Art der Belastung lässt sich damit die Lebensdauer eines Kugelgewindetriebs um ein Vielfaches steigern, während die Genauigkeit und Steifigkeit nicht gemindert wird.

Die Patente für die Erfindung wurden in Deutschland erteilt (DE102009049936B4) und in verschiedenen europäischen Ländern (EP Patent) angemeldet. Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt die Universität Stuttgart bei der Patentierung und Vermarktung der Innovationen. TLB ist im Auftrag der Universität mit der weltweiten wirtschaftlichen Umsetzung dieser zukunftsweisenden Technologie beauftragt und bietet Unternehmen Möglichkeiten der Lizenzierung bzw. Kauf der Patente.
Für weitere Informationen: Innovationsmanager Dipl.-Ing. Emmerich Somlo (somlo@tlb.de)

Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH ist eine Agentur für Erfindungs- und Patentmanagement in Deutschland. TLB begleitet Erfindungen von Hochschulen, Unternehmen und Erfindern auf ihrem Weg von der ersten Idee bis zum wirtschaftlichen Produkt.

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Verbesserung des Betriebsbereichs und Erhöhung der Zuverlässigkeit von Integrierten Schaltungen

Photodioden-gesteuerte Regelung verhindert den Durchbruch der pn-Übergänge

Verbesserung des Betriebsbereichs und Erhöhung der Zuverlässigkeit von Integrierten Schaltungen

Die Erfindung ist besonders für Radar in automobilen Assistenzsystemen sehr vorteilhaft.

Schnelle integrierte Schaltungen (IC) werden in der angewandten Elektronik vielfach eingesetzt. Bei besonders belasteten schnellen oder leistungsstarken Komponenten in der Schaltung besteht jedoch oft die Gefahr des Durchbruchs, z. B. in Oszillator-Schaltungen (Radaranlagen, etc.) oder „smart power“ Schaltungen. An den in allen Bauelementen vorhandenen pn-Übergängen tritt der Durchbruch ab einer kritischen Feldstärke auf. Die Schaltung wird dadurch zerstört oder unbrauchbar. Um dies zu verhindern, entwickelten Professor Erich Kasper und Michael Morschbach am Institut für Halbleitertechnik der Universität Stuttgart eine neue Lösung. Damit wird die Echtzeitüberwachung der Bauteile ermöglicht und durch eine integrierte Regelungseinheit ein Durchbruch verhindert.

Zurzeit kann der Durchbruch nur durch eine externe Spannungs- oder Strombegrenzung der ganzen Schaltung (IC) verhindert werden. Um individuelle Schwankungen des Bauelements und Temperatureffekte zu berücksichtigen, schränken bisherige Lösungen den sicheren Betriebsbereich (SOA safe operating area) aber stark ein. Dadurch kann wiederum die Leistung nicht voll ausgeschöpft werden.
Die Durchbruchüberwachung der Erfindung wird in Echtzeit durch eine in das Halbleiterbauteil (IC) integrierte Photodiode realisiert. Ein pn-Übergang emittiert während eines Durchbruchs immer optische Strahlung. Diese Lichtemission wird durch die in der unmittelbaren Nähe integrierte Photodiode erfasst. In Abhängigkeit dieser erfassten Strahlung wird dann die an den pn-Übergang angelegte Spannung bzw. der Strom geregelt. Bei Ansteigen der Lichtemission des pn-Übergangs über einen Grenzwert wird der Strom (Spannung) verringert, bis die optische Emission wieder unter dem Grenzwert liegt. Über diese Regelung wird ein vollständiger Durchbruch verhindert. Der Arbeitspunkt eines Transistors zum Beispiel kann somit unmittelbar vor den Durchbruch gelegt werden. Es ist möglich, in einer integrierten Schaltung mehrere durchbruchgefährdete pn-Übergänge zu überwachen. Die Regelungseinheit kann ebenfalls in das Halbleiterbauteil (IC) integriert werden.

Mithilfe dieser Überwachung lässt sich – ohne die Gefahr einer Zerstörung – der Betriebsbereich ausweiten und die Leistungsausbeute erhöhen. Neben einer höheren Zuverlässigkeit von IC-s ist somit auch eine Vergrößerung des Betriebsbereichs der Transistoren und der integrierten Schaltungen möglich. Die Streuung der Bauelementedaten verursacht ebenfalls keine Probleme, weil ein bevorstehender Durchbruch erkannt und vermieden bzw. jeder Transistor an seine Durchbruchgrenze individuell gesteuert werden kann. Dadurch werden eine optimale Ausnutzung der Schaltungen, ein höherer Betriebstemperaturbereich, eine höhere Leistung und eine längere Lebensdauer möglich.

Die Erfindung ist besonders für Oszillator-Schaltungen sehr vorteilhaft. Solche Schaltungen sind heutzutage in Radargeräte für automobile Assistenzsysteme von verschieden Herstellern eingebaut. Eine sehr hohe Zuverlässigkeit ist aus Sicherheitsgründen hier unvermeidbar. Zuverlässigkeit ist auch ein Kernthema für Anwendungen in der Luftfahrt-, Raumfahrt Technologie sowie für „smart power“ in der Elektromobilität.

Die Patente für die Erfindung wurden bereits in Deutschland (DE 102007002820B3), USA (US8519732B2) und in Frankreich und Großbritannien (EP Patent) erteilt. Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt die Universität Stuttgart bei der Patentierung und Vermarktung der Innovation. TLB ist im Auftrag der Universität mit der weltweiten wirtschaftlichen Umsetzung dieser zukunftsweisenden Technologie beauftragt und bietet Unternehmen Möglichkeiten der Lizenzierung bzw. Kauf der Patente.
Für weitere Informationen: Innovationsmanager Dipl.-Ing. Emmerich Somlo (esomlo@tlb.de).

Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH ist eine Agentur für Erfindungs- und Patentmanagement in Deutschland. TLB begleitet Erfindungen von Hochschulen, Unternehmen und Erfindern auf ihrem Weg von der ersten Idee bis zum wirtschaftlichen Produkt.

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Größere Reichweite und längere Lebensdauer

In den vergangenen Jahren wurden bereits große Fortschritte im Bereich der Elektromobilität gemacht. Was immer noch fehlt, sind effiziente, kleine und stabile Stromspeicher.

Größere Reichweite und längere Lebensdauer

REM-Aufnahme einer mikrostabilisierten Silizium-Anode: Rechts und links die poröse Schicht.

Eine der großen Herausforderungen im Bereich Elektromobilität ist die effektive und zuverlässige Speichermöglichkeit für elektrische Energie im Fahrzeug. Nicht nur die Diskussionen um manipulierte Abgaswerte und regelmäßige Feinstaubwarnungen in Städten wie Stuttgart haben gezeigt, dass neue Lösungen für die Mobilität der Zukunft gefunden werden müssen.

In den vergangenen Jahren wurden bereits große Fortschritte im Bereich der Elektromobilität gemacht. Was immer noch fehlt, sind effiziente, kleine und stabile Stromspeicher. Bislang werden in Elektroautos entweder Lithium-Ionen-Akkus oder Metall-Hydrid-Akkus eingesetzt. Letztere sind zwar weniger effektiv als die Lithium-Ionen-Akkus, dafür aber wesentlich billiger.

Für mobile Anwendungen ist ein möglichst kleiner Stromspeicher mit höherer Kapazität erwünscht. Prädestiniert dafür wäre in diesem Bereich ein Lithium-Ionen-Akku mit einer Silizium-Anode. Bisher werden in Lithium-Ionen-Akkus überwiegend Anoden aus Graphit eingesetzt. Denn die Silizium-Anode bietet zwar eine hohe Ladekapazität, hat aber einen großen Nachteil: Beim Laden und Entladen verändert sich ihr Volumen zum Teil um das Dreifache. Dies führt zu mechanischen Belastungen, die die Anode nach wenigen Ladezyklen zerstören.

Wissenschaftler der Universität Stuttgart entwickelten nun zwei neue Verfahren, um Silizium in diesem Bereich einsetzen zu können. Die beiden Arbeitsgruppen arbeiteten daran, eine poröse Silizium-Anode herzustellen und zu stabilisieren und so eine hohe Ladezyklen-Festigkeit zu erreichen.
Am Institut für Photovoltaik (IPV) der Uni Stuttgart gelang es Prof. Dr. Jürgen H. Werner und seinem Team, poröse und somit mikrostabilisierte Silizium-Anoden herzustellen. Diese Mikrostabilisierung kann in einem einfachen Verfahrensschritt durch lokale Laserbestrahlung erfolgen.

Die Halbleiterschichten werden dazu durch Vakuumverfahren – beispielsweise PECVD oder Sputtern – auf eine Metallfolie aufgebracht. Bei Bedarf werden zur Erhöhung der Materialstärke mehrere Layer nacheinander abgeschieden. Die so erzeugte kompakte Schicht wird durch lokale Laserbestrahlung aufgebrochen, so dass letztlich eine poröse Siliziumschicht entsteht, die anschließend mikrostabilisiert wird. Zusätzlich können durch lokales Laserbestrahlen unterschiedlich dotierte Bereiche in der Siliziumschicht erzeugt. Vor allem p-dotierte Bereiche auf einer n-dotierten Halbleiterschicht wirken als Stützbereiche, da sie weniger Lithium-Ionen einlagern als die n-dotierten Bereiche. Dadurch wird das Aufquellen verhindert und die mechanische Stabilität der Anode erhöht.
Die beschichtete Folie wird abschließend metallisiert und kontaktiert. Durch dieses Verfahren kann einfach und kostengünstig eine Batterie mit einem großen Anteil an aktivem Material und hoher Energiedichte hergestellt werden.

Das zweite Verfahren wurde am Lehrstuhl II des Instituts für Materialwissenschaft der Universität Stuttgart (Prof. Dr. Guido Schmitz, ehemaliger Stellvertreter Prof. Dr. Horst Strunk) entwickelt und setzt ebenfalls am Problem der mechanischen Belastung einer Silizium-Anode in einem Li-Ionen-Akku an. Den Wissenschaftlern gelang es, eine Struktur zu entwickeln, die eine hohe mechanische Belastbarkeit auch bei mehreren hundert Ladezyklen aufweist und im Durchlaufverfahren produziert werden kann. In diesem Verfahren wird die Oberfläche eines elektrischen leitfähigen Substrates z.B. eine Metallfolie oder eine leitfähige Polymerfolie mit Silizium beschichtet. Auf der Silizium-Schicht wird eine weitere, metallhaltige Schicht aus Aluminium aufgebracht. Daraufhin erfolgt eine Wärmebehandlung, bei der Temperatur und Dauer so optimiert werden, dass eine partielle Interdiffusion von beiden Materialien stattfindet und der Halbleiter zumindest teilweise in den kristallinen Zustand übergeht. Im letzten Schritt werden Teile der metallhaltigen Schicht an der Oberfläche über ein nasschemisches Verfahren entfernt. Nebenbei bildet sich eine konforme Aluminiumoxid-Funktionsschicht auf der nanostrukturierten porösen Silizium-Schicht, die als Anodenmaterial in einem Li-Ionen-Akku eingesetzt eine hohe Stabilität aufweist. Erste Versuche mit dem Labormodell eines Li-Ionen-Akkus zeigten bereits, dass die Kapazität ohne größere Optimierungen auch nach 500 Ladezyklen stabil bei ca. 1650mAh/g lag, mehr als das Vierfache des für heutige Lithium-Ionen-Akku mit Graphit-Anode üblichen.

Die Patente für diese Erfindungen wurden in Europa und USA angemeldet und sind anhängig. Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt die Universität Stuttgart bei der Patentierung und Vermarktung der Innovationen. TLB ist im Auftrag der Universität mit der weltweiten wirtschaftlichen Umsetzung dieser zukunftsweisenden Technologien beauftragt und bietet Unternehmen Möglichkeiten der Zusammenarbeit oder Lizenzierung.
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Neues Verfahren fügt Bleche besser zusammen

Mit neu entwickelten Verfahrensvarianten wird es erstmals möglich, Stahl- oder Aluminiumbleche unterschiedlicher Dicke wirtschaftlich und hochfest mit dem Rührreibschweißprozess zu fügen.

Neues Verfahren fügt Bleche besser zusammen

Mit den neu entwickelten Rührreibschweißverbindungen ist es möglich, Stahl- und Aluminiumbleche unte

Rührreibschweißen ist ein noch junges und damit oftmals unbekanntes Presschweißverfahren zum Fügen von flächigen Bauteilen und Halbzeugen aus Leichtmetallen. Aufgrund der hohen erzielbaren Verbindungsfestigkeit und dem damit einhergehenden Leichtbaupotential wird der Prozess zunehmend in der Automobilindustrie, dem Maschinenbau und im Flugzeug- oder Schienenfahrzeugbau eingesetzt.

Wissenschaftler der Universität Stuttgart entwickelten nun zwei neue Verfahrensvarianten, die den Anwendungsbereich des Rührreibschweißens erheblich erweitern. Durch diese Verfahrensvarianten wird es erstmals möglich, Stahl- oder Aluminiumbleche unterschiedlicher Dicke wirtschaftlich und hochfest mit dem Rührreibschweißprozess zu fügen. So lässt sich die Werkstoffausnutzung von dünnen Stahlblechen in Aluminium-Stahl-Mischkarosserien um bis zu 100 Prozent steigern.

Im Fahrzeugbau und im Bereich Maschinenbau werden in zunehmendem Maße die beiden Werkstoffe Stahl und Aluminium gemeinsam eingesetzt. Dadurch können die Vorteile beider Werkstoffe wie z.B. die hohe Festigkeit der Stähle und die geringe Dichte von Aluminium kombiniert werden. Aufgrund der unterschiedlichen Festigkeiten der beiden Werkstoffe werden diese oftmals in unterschiedlichen Materialstärken eingesetzt. Die hochfeste Verbindung der Werkstoffe Stahl und Aluminium stellt daher ein elementares Problem der industriellen Fügetechnik dar.

Bislang werden Verbindungen zwischen artfremden Materialien unterschiedlicher Stärke durch Überlappschweißen hergestellt, da mit diesem Verfahren hohe Biegemomente und Zug-Festigkeiten erreicht werden. Dabei können jedoch störende Kanten entstehen. Darüber hinaus besteht durch die direkte Kombination von unterschiedlichen Werkstoffen und den aus der Überlappung resultierenden Spalten eine erhöhte Gefahr für Korrosion.
Mit den am Institut für Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre (IMWF) der Universität Stuttgart entwickelten Rührreibschweißverbindungen ist es möglich, Stahl- und Aluminiumbleche unterschiedlicher Dicke wirtschaftlich und hochfest zu verbinden.

Die am IMWF und der MPA Stuttgart forschenden Ingenieure und Techniker Prof. Dr. Ing. Stefan Weihe, Martin Werz, Max Hoßfeld und Oliver Volz entwickelten zwei Verfahren, mit denen erstmals unterschiedlich dicke Bleche als Stumpfstoß hochfest verbunden werden können. Die Verbindungen weisen dabei eine sehr hohe Zug- und Schwingfestigkeit auf.
Bei dem einen Verfahren wird das Stahlblech so gefalzt, dass dessen Fügequerschnitt zur Anbindung an das Aluminiumblech im Bereich der Fügezone verdoppelt wird. Hierdurch wird der Querschnitt des dünneren, festeren Bleches an der Verbindungsstelle erhöht. Dadurch kann das weichere Aluminium über seine gesamte Querschnittsfläche an den Stahl angebunden werden.

Mit dem zweiten an der Universität Stuttgart entwickelten Verfahren kann in nur einem Schweißvorgang durch ein neu entwickeltes Werkzeug eine kombinierte Überlapp- und Stumpfstoßverbindung hergestellt werden. Die resultierende Anbindungsfläche im Vergleich zu konventionellen Stumpfstoßverbindungen mehr als verdoppelt. Die vergrößerte Anbindungsfläche und die hohe Formänderungsfestigkeit des Aluminiums führen zu exzellenten statischen und zyklischen Verbindungsfestigkeiten.

Bei der Verbindung solcher automobiltypischer Werkstoffe werden mit den neuen Verfahren Festigkeiten der Fügestelle von bis zu 99,4 Prozent des Stahlbleches erreicht. Damit ermöglichen die neu entwickelten Schweißverbindungen die Einsparung von Werkstoffen und erhöhen gleichzeitig die Sicherheit der Fahrzeuginsassen bei Unfällen. Gerade im Schweißprozess erhöhen die neu entwickelten Verfahren die Wirtschaftlichkeit: sie erfordern weniger Arbeitsschritte und weniger Energie.

Neben vielen Anwendungen in der Automobilindustrie ist das Verfahren auch für die Elektroindustrie oder den Bereich der Elektromobilität interessant, weil mit dem Rührreibschweißen unter anderem auch Aluminium-Kupfer-Verbindungen möglich sind.

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Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH ist eine Agentur für Erfindungs- und Patentmanagement in Deutschland. TLB begleitet Erfindungen von Hochschulen, Unternehmen und Erfindern auf ihrem Weg von der ersten Idee bis zum wirtschaftlichen Produkt.

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Neue Optionen für hochfeste Faserseile

Sechs Jahre Forschungsarbeit stecken in einer neuen Seilendverbindung aus Kunststoff, die an der Universität Stuttgart entwickelt wurde. Jetzt hat der Einband für hochfeste Faserseile Marktreife erreicht, ein Prototyp ist bereits im Einsatz. Die Erfi

Neue Optionen für hochfeste Faserseile

Diplom-Ingenieur Sven Winter hat eine neue Seilendverbindung für 4 bis 96 mm starke Faserseile entwi

Sechs Jahre Forschungsarbeit stecken in einer neuen Seilendverbindung aus Kunststoff, die an der Universität Stuttgart entwickelt wurde. Jetzt hat der Einband für hochfeste Faserseile Marktreife erreicht, ein Prototyp ist bereits im Einsatz. Die Erfinder suchen nun weitere Partner aus der Industrie.
Sie ist leicht, kostengünstig und sehr langlebig: Die neue Seilendverbindung für 4 bis 96 mm starke Faserseile kann einer enorm hohen Zugkraft ausgesetzt werden, ohne zu brechen. Seilendverbindungen sind das Bindeglied zwischen der Verankerung eines Seils und dem Seil selbst. Das Geheimnis der neuen Seilendverbindung liegt im Gießharz und der speziellen Art des Gießens: Es wird um die exakt ein- und vorgespannten Fasern des Seils gegossen. Dabei entsteht eine Einheit aus Seil und Endverbindung, die erst unter extrem hohen Kräften versagt. „In unseren zahlreichen Versuchen konnten wir die Mindestbruchlast des Seilherstellers immer erreichen, oft sogar deutlich überschreiten“, erklärt Dipl.-Ing. Sven Winter, der die neuartige Seilendverbindung gemeinsam mit Dipl.-Ing. Anita Finckh-Jung am Institut für Fördertechnik und Logistik (IFT) der Universität Stuttgart entwickelt hat. Mit der Erfindung eröffnen sich für hochfeste Faserseile ganz neue Anwendungsmöglichkeiten, „denn ohne die passende Endverbindung bringt selbst das tollste Seil nichts“, wie Sven Winter sagt.

Die innovative Seilendverbindung – die Patentierung läuft derzeit in Europa, USA und China – kann überall dort eingesetzt werden, wo Stahlseile durch hochfeste Faserseile ersetzt werden sollen. Etwa wenn das Gewicht eine Rolle spielt oder die Montage möglichst einfach sein soll. Da ein Faserseil nur etwa ein Achtel eines Stahlseils wiegt und die Verbindung aus Gießharz relativ leicht ist, kann das Gewicht im Vergleich zu herkömmlichen Anwendungen um bis zu 40 Prozent gesenkt werden. „Bei dünnen Seilen spielt das keine große Rolle, aber bei Seilen mit einem Durchmesser von bis zu 96 mm kann der Unterschied enorm sein“, betont Sven Winter. Hinzu kommt die einfache Montage: Im hinteren Teil verfügt die Seilendverbindung über eine Montagehülse, die mit wenigen Handgriffen an der Hebevorrichtung befestigt werden kann.

Die Verbindung aus Faserseil und Gießharz ist zudem enorm langlebig, wie zahlreiche Versuche zeigen. „Egal wie oft das Seil be- und entlastet wird, die Verbindung bleibt stets stabil“, weiß Sven Winter. Die Zugschwellkraft sei ebenfalls sehr hoch. „Wir haben einen vierwöchigen Test durchgeführt, in dem die Verbindung 1,5 Millionen Mal be- und entlastet wurde. Selbst dabei erreichte sie noch Werte über der Mindestbruchlast des Seils.“ Weitere Vorteile sind die individuell anpassbare Geometrie sowie die Integrierbarkeit von Sensoren, etwa zur Messung der Zugkraft oder zur Identifikation mittels eines RFID-Chips.

Rund sechs Jahre sind vergangen von der ersten Idee bis zum marktfähigen Produkt. Jetzt ist der Zeitpunkt gekommen für den Know-how-Transfer von der Universität in die Industrie. „Wir sehen viele Einsatzmöglichkeiten in den unterschiedlichsten Bereichen und suchen deshalb Partner aus der Industrie zur wirtschaftlichen Umsetzung“, erklärt TLB-Innovationsmanager Dr.-Ing. Hubert Siller. Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt die Universität Stuttgart bei der Patentierung und Vermarktung der Innovation und ist im Auftrag der Universität mit der weltweiten wirtschaftlichen Umsetzung dieser zukunftsweisenden Technologie beauftragt. Denkbar sei der Einsatz beispielsweise in Hebe- und Fördereinrichtungen, an Kränen, im Brückenbau, in der Schiffstechnik sowie für Offshore-Anwendungen wie beim Bau von Windkraftanlagen oder der Verankerung von Ölplattformen, wie Dr.-Ing. Hubert Siller ausführt.

Die Idee zur neuen Seilendverbindung entstand im Rahmen eines Forschungsprojekts am ITF der Universität Stuttgart. „Der zündende Gedanke kam uns, als wir für ein anderes Projekt mit Gießharz arbeiteten. Wir fragten uns, warum man Seile verflechten und einbinden muss, statt sie einfach einzugießen, sodass sie sich quasi von selbst halten“, erzählt Erfinder Sven Winter. Gemeinsam mit Kollegin Anita Finckh-Jung machte er sich an den Bau der ersten Prototypen. „Anfangs hatte die Verbindung eine Bruchkraft von nur 30 Prozent, aber wir wussten schon damals, dass da ein großes Potenzial drin steckt.“ Nach sechs Jahren Forschungsarbeit und unzähligen Versuchen und Modifikationen kann die von Winter und Finckh-Jung entwickelte Endverbindung heute bei Seilen bis 96 mm die komplette Bruchlast aufnehmen. „Dafür gibt es eine Vielzahl von Anwendungen, von ganz kleinen bis sehr großen“, glaubt Sven Winter. Was ihm jetzt noch fehlt, sind geeignete Partner aus der Industrie.

Diplom-Ingenieur Sven Winter beschäftigt sich seit rund 20 Jahren mit der Prüfung von Metallseilen. Seit 2007 leitet er die Abteilung Seiltechnologie am von Prof. Dr.-Ing. Karl-Heinz Wehking geleiteten Institut für Fördertechnik und Logistik (ITF) der Universität Stuttgart. 23 Mitarbeiter unterschiedlicher Fachbereiche der Ingenieurwissenschaft arbeiten in Winters Abteilung, die über eine 1300 Quadratmeter große Versuchshalle mit verschiedenen Prüfeinrichtungen verfügt. Zu den Kunden der Abteilung Seiltechnologie des ITF gehören Institutionen der öffentlichen Hand, Industrieunternehmen und Betreiber von Anlagen und Bauwerken.

Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH ist eine Agentur für Erfindungs- und Patentmanagement in Deutschland. TLB begleitet Erfindungen von Hochschulen, Unternehmen und Erfindern auf ihrem Weg von der ersten Idee bis zum wirtschaftlichen Produkt.

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Dem Original auf der Spur

Die Echtheit eines Produktes mittels Smartphone überprüfen und erkennen

Dem Original auf der Spur

Mit der Mikrolinse kann das Original ganz einfach von der Fälschung unterschieden werden. (Bildquelle: Institut für Technische Optik, Uni Stuttgart)

Ob teure Sportschuhe, Markenkleidung, Medikamente oder Bremsbeläge fürs Auto – Produktfälschungen können mit bloßem Auge oft nur schwer vom Original unterschieden werden.
Durch Produktpiraterie entstehen in Deutschland hohe Umsatzverluste – mit steigender Tendenz. Damit steigt auch die Notwendigkeit, hochsichere Maßnahmen zu entwickeln, mit deren Hilfe Originale preisgünstig aber auch unaufwendig authentifiziert werden können.
Am Institut für Technische Optik der Universität Stuttgart wurde nun ein System mit einer Mikrolinse entwickelt, die eine Überprüfung durch den Käufer selbst ganz einfach möglich machen soll. Die Methode ermöglicht es dem Endbenutzer, Produkte direkt beim Kauf im Laden in Sekundenschnelle zu überprüfen und Fälschungen zu erkennen. Der Käufer braucht dafür lediglich ein gewöhnliches handelsübliches Smartphone mit Kamera ohne weitere Zusatzeinrichtungen.
Bei der von Dr. Tobias Haist entwickelten Methode wird eine kleine Mikrolinse aus Kunststoff an einem beliebigen Produkt angebracht. Der Kaufinteressent kann mit der Kamera-Funktion des Smartphones diese Linse abfotografieren. Die Linse vergrößert die Oberflächenstrukturen des Produkts wie ein Mikroskop und liefert als Bild ein unverwechselbares und fälschungssicheres Merkmal des Produkts. Der Käufer kann anschließend das Foto über eine App mit der Datenbank des Herstellers abgleichen, wo die Strukturen hinterlegt sind.
Die Mikrolinse dient als optisches Fenster, hat einen Durchmesser von etwa einem halben Zentimeter und wird direkt auf das Produkt geklebt. Durch das Anhaften dieses Buttons aus Hartplastik an die Oberfläche des Produktes, kann die normale Smartphone-Kamera die unverwechselbaren Strukturen der Oberfläche erkennen und mikroskopisch vergrößern. Dadurch ist es möglich, diese Oberflächenstrukturen mit dem Smartphone abzufotografieren, sie dann über eine Datenbank im Internet abzurufen und die Strukturen miteinander zu vergleichen. Die Mikrolinse dient nicht selbst als Sicherheitsmerkmal, sondern ermöglicht in Zusammenhang mit dem Smartphone eine Erfassung von Zufallsmerkmalen der Produktoberfläche. Kopiert ein Fälscher das Produkt, zeigt das Bild eine komplett andere Struktur als die vom Hersteller als Referenz hinterlegte Struktur.
Die Mikrolinse soll am Rand des Produkts angebracht werden, so dass dessen zufällige Sicherheitsmerkmale nicht beschädigt werden. Die Erfindung umzusetzen, lohnt sich allerdings nur für eine große Produktionsmenge. Die Mikrolinse als solche dürfte dann in der Herstellung nur wenige Cents kosten. Ob eine Entfernung der Mikrolinse nach dem Kauf möglich ist, hängt auch vom Produkt ab.
Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt die Universität Stuttgart bei der Patentierung und Vermarktung der Innovation. TLB ist im Auftrag der Universität mit der wirtschaftlichen Umsetzung dieser zukunftsweisenden Technologie beauftragt. Für weitere Informationen: Dr.-Ing. Hubert Siller, Mail: hsiller@tlb.de

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Wissenschaft Technik Umwelt

Enorm leicht, stark dämpfend und gut umformbar

Ein neuer Schichtverbundwerkstoff aus Blech mit Zwischenschichten vereint eine gute Schalldämpfung mit den Vorzügen einer gezielt einstellbaren Steifigkeit – bei sehr geringem Gewicht.

Enorm leicht, stark dämpfend und gut umformbar

Streifen im Querschnitt, der einseitig versickt ist. Die schwarze Füllung stellt Klebstoff dar. (Bildquelle: Institut für Umformtechnik, Universität Stuttgart)

Das von Forschern der Universität Stuttgart neuentwickelte hybride Halbzeug „Bolight“ bietet gute Dämpfungseigenschaften bei niedrigem Flächengewicht. Es besteht aus zwei dünnen Blechen, von denen eines mit Sicken versteift ist. Das andere Blech wird eben aufgeklebt, damit ist der Verbund auch optisch schön anzusehen. Zwischen den Blechen befindet sich eine viskoelastische Schicht, die gleich mehrere Funktionen erfüllt: Sie hält die Bleche zusammen, wirkt also wie ein Klebstoff, und dämpft Schwingungen. Zudem erhöht sie die Steifigkeit des Verbunds durch die einseitig gezielt eingebrachten Sicken. Neu sind die einzelnen Komponenten nicht, doch einen umformbaren Verbund aus einer ebenen Blechlage, Sickenblech und viskoelastischer Zwischenschicht gab es bislang nicht. „Der neue Werkstoff vereinigt die Vorteile der einzelnen Elemente. Zudem entstehen durch die Kombination weitere gewünschte Eigenschaften wie eine gezielt einstellbare Steifigkeit“, erklärt Professor Dr.-Ing. Mathias Liewald, Direktor des Instituts für Umformtechnik (IFU) an der Universität Stuttgart.

In einer rund dreijährigen Forschungsarbeit entstand am IFU der neue Verbundwerkstoff „Bolight“. Diplom-Ingenieur Christian Bolay tüftelte mit seinem Team so lange an der Kombination aus Blech und Klebematerial, bis er eine optimale Kombination gefunden hatte, die extrem leicht und doch sehr steif ist. Der neue Verbundwerkstoff erwies sich in den folgenden Entwicklungsarbeiten zudem als leicht umformbar und gut dämpfend. Zu verdanken ist dies der viskoelastischen Schicht, die einerseits Schwingungen reduziert und andererseits mit der geringen Dicke in unversickten Bereichen nahezu die gleiche Umformbarkeit wie monolithische Bleche aufweist.

Durch die Kombination dieser Eigenschaften eröffnen sich für dieses neue Produkt zahlreiche Einsatzgebiete. „In der Automobilindustrie könnte man den Werkstoff ebenso verwenden wie im Baugewerbe oder bei der Produktion von Computern. Er ist überall dort von Vorteil, wo ein gutes Verhältnis von Gewicht und Steifigkeit sowie eine hohe akustische Dämpfung gefordert sind“, erklärt Erfinder Dr.-Ing. Christian Bolay. Der neue Verbundwerkstoff bietet noch eine weitere Besonderheit: Durch die nur einseitig angebrachten Sicken ist eine Seite des Verbunds eben. Dadurch lassen sich beispielsweise Verkleidungen und Außenwände von Maschinen und Schaltschränken optisch sehr ansprechend gestalten.

Am IFU in Stuttgart gibt man sich mit dem Status quo allerdings noch nicht zufrieden. „Wir forschen weiter“, erklärt Professor Liewald. Insbesondere die Umformbarkeit des Verbunds soll noch weiter verbessert werden. „Wir möchten herausfinden, wo die Grenzen liegen“, erklärt der Produktionstechniker, der Mitglied in zahlreichen nationalen und internationalen Fach- und Forschungsgesellschaften ist. Seit mehr als 50 Jahren wird an seinem Institut auf den Gebieten der Blech- und Massivumformung intensiv geforscht. An dem international renommierten Institut haben Liewald und seine Vorgänger mehrere innovative Umformverfahren entwickelt und zahlreiche neuartige Umformeinrichtungen konzipiert und realisiert. Seit seinem Amtsantritt vor rund zehn Jahren legt Professor Liewald besonderen Wert auf eine fundierte und anwendungsnahe Lehre. Die Vorlesungen, Seminare und Exkursionen richten sich an Studierende der Studiengänge Maschinenwesen, Fahrzeug- und Motorenbau, technische Betriebswirtschaftslehre, Automatisierungstechnik, Technologiemanagement und Werkstoffwissenschaften.

„Der von Professor Liewald und Dr. Bolay entwickelte Verbundwerkstoff ermöglicht mit seinen neuen Eigenschaften Kosteneinsparungen durch Leichtbau am Produkt und wird ausschließlich aus Standardprodukten hergestellt. Neu ist die Kombination der einzelnen Werkstoffe in dem Produkt Bolight, sie führt zu dem geringen Gewicht bei gleichzeitig hoher Dämpfung der Geräusche. Außerdem lassen sich die neuen Dämpfungsbleche in unversteiften Bereichen einfach umformen“, erklärt Dr. Florian Schwabe, Leiter des Bereichs Physical Science bei der Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH in Karlsruhe. Die TLB GmbH unterstützt Erfinder, Hochschulen und Unternehmen bei der Patentierung innovativer Ideen und der Umsetzung in marktfähige Produkte.

Bei der Weiterentwicklung des neuentwickelten hybriden Halbzeugs käme ein Partner aus der Industrie sehr gelegen. Interessant sei die Erfindung vor allem für Lieferanten von Blechkomponenten und Maschinenhersteller sowie für die Automobil- und Computerindustrie, meint Dr. Florian Schwabe. Je nach konkreter Anforderung und gewünschtem Einsatzgebiet könne Bolight mit Stahl- oder Aluminiumblechen gefertigt werden, in die einseitig mehr oder weniger spezifisch ausgestaltete Sicken eingebracht sind und die mit einer mehr oder weniger dünnen viskoelastischen Schicht verbunden werden.

Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH ist eine Agentur für Erfindungs- und Patentmanagement in Deutschland. TLB begleitet Erfindungen von Hochschulen, Unternehmen und Erfindern auf ihrem Weg von der ersten Idee bis zum wirtschaftlichen Produkt.

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