Heft 02.2016

Magazin für Nanotechnologie, Mikrosystemtechnik, Neue Werkstoffe und Photonik

News aus dem Cluster NMWP.NRW und dem Verein NMWP E.V.

Wirtschaftsminister Garrelt Duin im Gespräch mit NMWP.NRW über Nordrhein-Westfalens starken Mittelstand, Erneuerung, Leichtbau und die Lösung globaler Herausforderungen. Seite 4

Projekt Rocket gestartet! Neues INTERREG V A-Projekt zur Förderung der Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft und Wissen-schaft im deutsch-niederländischen Grenzgebiet. Seite 28

Highlight-Thema

Green Movement – Grüne Bewegung

2 NMWP-Magazin

Inhalt

NMWP im Gespräch

Mit intensiver Zusammenarbeit zur Lösung globaler Herausforderungen Wirtschaftsminister Garrelt Duin im Gespräch mit NMWP.NRW über Nordrhein-Westfalens starken Mittelstand, Erneuerung, Leichtbau und die Lösung globaler Herausforderungen. 4

Highlight-Thema

Green Movement – Grüne Bewegung Mobilität ist in unserer Gesellschaft nicht mehr wegzudenken. Der Güterverkehr nimmt ständig zu, wir reisen viel, und auch der Weg zur Arbeitsstelle, den wir in Kauf nehmen, wird immer weiter. 6

Kraftpakete aus NRW für die Energiewende NMPW.NRW-Interview mit zwei Experten der Batterieforschung: Prof. Dirk Uwe Sauer vom ISEA der RWTH Aachen und Prof. Martin Winter vom MEET der WWU Münster. 10

Innovation mit Leichtigkeit Im Gespräch mit NRWs Leichtbau-Experten: Prof. Thomas Tröster (ILH, Uni Paderborn) und Prof. Thomas Gries (ITA, RWTH Aachen). 14

Neues aus Cluster, Verein und Branche

Spieglein, Spieglein an der Wand ... Die Neusser neoxid GmbH präsentierte auf der Hannovermesse esse als Marktneuheit eine kostengünstige und außenwitterungsbeständige Low-e-Beschichtung für Aluminiumprofile und -bänder. 18

3D-Kunststofftechnologie sorgt für Individualität und optische Highlights Die Keballoy 3D-Technologie von Barlog Plastics aus Overath ermöglicht Unternehmen individuelle Effektlackierungen mit 3D-Effekt. 20

Nanooberflächen – geht's auch preiswert? Zwei etablierte Technologie-KMU aus NRW – Coatema und temicon – präsentieren gemeinsam die Marke temiCoat®. 22

Photoelektrokatalyse – Neue Impulse für die Wasserstoff-Wirtschaft Ein Gastbeitrag von Prof. Dr. Sanjay Mathur und Dr. Lisa Czympiel des Lehrstuhls für Anorganische und Material Chemie der Universität zu Köln. 24

Ultraschall-Aktivlöttechnik Die EUROMAT® GmbH aus Aachen bietet innovative Lösungen für das korrosions- und schwermetallfreie Löten verschiedenster Werkstoffe. 26

Feierliche Eröffnung des Cluster Photonik auf dem Campus der RWTH Aachen Campus Talk mit Fraunhofer ILT, Landmarken AG und KPF-Architekten vor 600 Gästen. 28

9. Deutsch-Russische Rohstoff-Konferenz Die renommierte Veranstaltung findet in diesem Jahr vom 23.- 25.11. in Düsseldorf statt. NMWP.NRW moderiert das Diskussionspanel „Rohstoffe als Motor für Innovation“. 30

Forschungslandkarte Werkstoffe des BMBF Erhöhen Sie die bundesweite sowie globale Sichtbarkeit Ihrer Kompetenzen! Jetzt kostenlos registrieren! 31

Projekt ROCKET gestartet! Im Rahmen des INTERREG V A-Programms für das deutsch-niederländische Grenzgebiet steht für innovative F&E-Projekte ein Budget von 8 Mio. Euro zur Verfügung. Jetzt bewerben! 32

7. NRW Nano-Konferenz Chancen, Potenziale und Trends in der Nano- technologie – die NRW Nano-Konferenz geht in die siebte Runde. 34

Kostenlos: portal.nmwp.de Das Online-B2B-Netzwerk für Akteure im Bereich der Schlüsseltechnologien Nanotechnologie, Mikrosystemtechnik, Neue Werkstoffe und Photonik. 36

Zu guter Letzt 38 Termine/Impressum 39

Heft 02.2016 3

Wir ermöglichen Innovation. Überall.Technologien sind in einem hochindustrialisierten Land wie Deutschland nicht nur Grundlage für Wohlstand, sie verändern die Gesellschaft. Sie bringen in wichtigen Bereichen unseres Lebens Innovationen hervor, aus denen sich neue Lösungsansätze für die großen Heraus-forderungen unserer Zeit, wie zum Beispiel den Klima-schutz und die Energieversorgung, ergeben.

Der Landescluster NanoMikroWerkstoffePhotonik.NRW (NMWP.NRW) steht für die Leitmarkt- und Cluster-strategie am Wirtschafts- und Innovationsstandort Nordrhein-Westfalen. Er ist ein anerkannter Partner der Wirtschaft, Wissenschaft und öffentlichen Hand für innovationsfördernde Dienstleistungen im Bereich der Schlüsseltechnologien, primär Nanotechnologie, Neue Werkstoffe, Mikrosystemtechnik und Photonik. NRW ist im Hinblick auf diese vier Schlüsseltechnologien sehr stark aufgestellt. Sein bundesweiter Spitzenplatz stützt sich unter anderem auf eine sehr hohe Dichte an Unternehmen und Instituten, einen erfolgreichen Mix aus Mittelstand, Großunternehmen und Forschung und - eine hohe Innovationsgeschwindigkeit, die durch eine gute Vernetzung begünstigt wird.

Da alle vier Schlüsseltechnologien auch Querschnitts-technologien sind, unterstützt und vernetzt der Cluster NMWP.NRW Akteure entlang der kompletten Wert- schöpfungskette aus sämtlichen Leitmärkten. Die Vernetzung entsteht zum Beispiel über die Durchführung verschiedener Veranstaltungen und der gemeinsamen Teilnahme an Messen.Ergänzt wird der Cluster in seiner Arbeit vom Verein NanoMikroWerkstoffePhotonik E.V. (NMWP E.V.) Im April 2012 gegründet, unterstützt er seitdem seine Mitglieder aktiv in der Entwicklung neuer Ideen,Projekte und Partnerschaften in den Bereichen Nanotechnologie, Mikrosystemtechnik, Neue Werkstoffe und Materialien und Photonik.

Der Clustermanager des Landesclusters NMWP.NRW, Dr.-Ing. Harald Cremer, ist auch Vorsitzender des Vor-stands des gemeinnützigen NMWP E.V., wodurch eine gute Vernetzung sämtlicher Akteure miteinander ge-währleistet ist. So agieren NMWP.NRW und NMWP E.V. als Innovationstreiber und leisten einen elementaren Beitrag zur Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus NRW im internationalen Umfeld und präsentieren Nordrhein-Westfalen als attraktiven, nachhaltigen und effizienten Wirtschafts-standort.

Liebe Leserinnen und Leser,

es ist vollbracht: Sie halten das zweite NMWP Magazin in den Händen. Nach dem durchschlagenden Erfolg der ersten Ausgabe, kann man mit der zweiten Ausgabe nun schon fast von einer Tradition sprechen. Wir haben viele spannende Themen und Nachrichten aus der Welt der Schlüsseltechnologien NMWP in diesem Magazin untergebracht. Unsere Mitglieder geben Ihnen einen Einblick in deren innovative Technologien, Dienstleistungen und Produkte. Der Umfang dieser Ausgabe konnte mit 40 Seiten gegenüber der ersten Ausgabe verdoppelt werden. Mehr Informationen und mehr Innovation für Sie!

Thematisch haben wir auch in dieser Ausgabe wieder einen speziellen Fokus: Green Movement – Grüne Bewegung. Wir wollen Ihnen zeigen, wie die NMWP Akteure an Nordrhein-Westfalens grüner Mobilitätszukunft arbeiten. Mit den Batterieexperten Prof. Dirk Uwe Sauer von der RWTH Aachen und Prof. Martin Winter diskutieren wir über den Status-Quo und die Zukunft der Batterietechnologien. Neben der Effizienzsteigerung bei der Energiespeicherung, geht es aber bei der Grünen Bewegung aber auch um die Reduktion der zu bewegenden Massen. Leichtbau ist hierbei das Mittel der Wahl. Wir unterhalten uns hierzu mit den beiden Leichtbauexperten Prof. Thomas Tröster von der Universität Paderborn und Prof. Thomas Gries von der RWTH Aachen darüber, wie NRWs Leichtbauzukunft aussieht. In unserem Leitartikel geben wir Ihnen Beispiele, wo die Schlüsseltechnologien NMWP die Enabler für die Grüne Bewegung sind. Das Fazit: Unsere Mobilitätszukunft wird elektrisch, leicht und grün und NRW ist an daran maßgeblich beteiligt. Ich wünsche Ihnen viel Spaß bei der Lektüre!

Dr.-Ing. Harald Cremer Clustermanager NMWP.NRW

Editorial

4 NMWP-Magazin

Mit intensiver Zusammen-arbeit zur Lösung globaler Herausforderungen

NMWP: Bei Nanotechnologie, Mikrosystemtechnik, Neue Werkstoffe und Photonik haben wir es mit vielen Vertretern des Mittelstands zu tun. Wie profitiert NRW von dieser Unternehmensstruktur?

Minister Duin: Der Mittelstand prägt das Wirtschafts-leben. Wir reden hier von 99,5 Prozent der 755.000 Unternehmen in Nordrhein-Westfalen – und fast alle sind Familienbetriebe. Sie leisten einen hohen Beitrag für Wachstum, Beschäftigung, Qualifikation und Erneuerung der Wirtschaft. Dabei stehen sie selten im Rampenlicht, obwohl sie manchmal sogar Welt-m a r k t f ü h r e r sind. Der Mittel-stand ist nicht nur Bestandteil des Namens dieses Ministe-riums. Er steht wegen seiner Bedeutung im Zentrum unserer Arbeit. Das gilt besonders für Erneuerungen, Betriebserweiterungen und Unternehmensgründun-gen. Neue Unternehmen sind die Hefe des Wirtschafts-lebens. NRW ist geprägt durch einen starken Mittel-stand, der flexibel auf neue Anforderungen reagieren kann.

NMWP: NRW ist der führende Standort für Werkstoffe in Deutschland. Die Wertschöpfungskette Werkstoffe ist mit Stahl, Aluminium, Glas, Kunststoff, Keramik und den Verbundwerkstoffen mit mehr als 6.700 Unternehmen und Forschungseinrichtungen vielfältig und stark. Wie schätzen Sie in Bezug auf diese Ausgangssituation die

Bedeutung der Vernetzungs- und Screening-Aktivitäten von Clustern wie NMWP.NRW ein?

Minister Duin: Die Cluster unterstützen die Kooperation von Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Öffentlicher Hand. Durch die Identifikation und Profilie-rung von Zukunftsthemen und eine intensive Zusammen-arbeit der Akteure zur Erschließung weltweiter Leitmärkte geht von den Clustern eine besondere Innovations- und Wachstumsdynamik aus. Sie hat das Potenzial, einen substanziellen Beitrag zur Lösung globaler Herausforderungen wie Klimawandel oder de-

mografische Entwick-lung zu leisten.

NMWP: Leichtbau ist ein Anwendungsbereich, mit dem sich der Cluster NMWP.NRW seit Jahren eingehend befasst. Die Entwicklung der letzten Jahre ist rasant. Die w e r k s t o f f k l a s s e n -übergreifende Zusam-menarbeit nimmt eine

immer wichtigere Rolle ein. Wo sehen Sie – in dem wichtigen Zukunftsfeld des Multimaterial-Leichtbaus – die Chancen für NRW?

Minister Duin: Leichtbau ist Bestandteil einer modernen Industriepolitik: Sie bedeutet Ressourcenschonung bei gleichzeitiger Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit unserer Unternehmen. Wir verfügen über eine Vielzahl innovativer – junger und etablierter – Unternehmen, die sich auf dem Weltmarkt behaupten und mit dessen Mechanismen vertraut sind. Daher bin ich zuversichtlich, dass durch Produkt- und Verfahrensentwicklungen –

»Durch die Identifikation und Profilierung von

Zukunftsthemen und eine intensive Zusammen-

arbeit der Akteure zur Erschließung weltweiter

Leitmärkte, geht von den Clustern eine besondere

Innovations- und Wachstumsdynamik aus.«Garrelt Duin, Minister für Wirtschaft, Energie. Industrie, Mittelstand und Handwerk

Wirtschaftsminister Garrelt Duin im Gespräch mit NMWP.NRW

über Nordrhein-Westfalens starken Mittelstand, Erneuerung,

Leichtbau und die Lösung globaler Herausforderungen.

NMWP im Gespräch

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vielfach in Kooperationen – auch Lösungen für die gesell-schaftlichen Herausforderungen in NRW entwickelt und produziert werden.

NMWP: Auch in puncto Produktionstechniken ist NRW gut aufgestellt und sowohl in Wissenschaft als auch Wirtschaft gibt es hier viele Entwicklungen. Ein Hotspot ist momentan die Additive Fertigung, die auf einer großen Bandbreite der vom Cluster NMWP.NRW betreuten Technologien basiert. Im Hinblick auf die Photonik sind es die laserbasierten Produktionsverfahren die es erst ermöglichen die unterschiedlichsten Werkstoffe und Materialien in völlig neuen Strukturen zu Bauteilen zusammenzufügen. In welchen Einsatzbereichen sehen Sie besondere Vorteile für diese Technik?

Minister Duin: Additive Verfahren bieten vielfältige Einsatzmöglichkeiten nicht nur in der Luft- und Raum-fahrtindustrie, sondern auch im Maschinen- und Werk-zeugbau. Schon jetzt werden hier vermehrt ressourcen-schonende Leichtbau- und Filigrankomponenten eingesetzt – ermöglicht durch die gänzlich neuen Konstruktionsprinzipien und Materialkombinationen der Additiven Fertigung. Dadurch wird es beispiels-weise möglich, kleinste Losgrößen mit kürzesten Lieferzeiten kundenindividuell zu produzieren.

Der Kreativität der Entwickler sind dabei kaum noch technologische Grenzen gesetzt. Damit sich diese Kreativität aber auch auf den Märkten auszahlen kann,

sollten Unternehmen und die exzellenten Forschungs-einrichtungen in NRW eng zusammenarbeiten. Hierzu leistet beispielsweise auch das Cluster ProduktionNRW in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing im VDMA wertvolle Unterstüt-zung, indem es die relevanten Akteure auf diesen und anderen Zukunftsmärkten zusammenführt.

NMWP: Teilen Sie die Ansicht, dass ein vielversprechender Anwendungsbereich der Produkte die Elektromobilität ist? Was würden Sie sich für die Mobilität der Zukunft wünschen?

Minister Duin: E-Mobilität ist für NRW ein Thema mit sehr hoher Aktualität – nicht nur in Hinblick auf die Klimaschutzziele, sondern vielmehr auch als Bundes-land mit besonders hoher Kompetenz in Forschung und Entwicklung sowie den innovativen, mittelständisch geprägten Zulieferunternehmen. Elektromobilität ist ohne Hochleistungs-Akkus mit Nanotechnologie, Mikrosystemtechnik, die einen Großteil der Steuer-einheiten ausmacht, Leichtbau-Werkstoffe, oder die Photonik, die zum Beispiel mit LEDs oder Laserlicht eine effiziente und nachhaltige Beleuchtung gewähr-leistet, nicht denkbar. Ich wünsche mir, dass die Elektromobilität nicht mehr als Exot wahrgenommen wird, sondern in NRW ein selbstverständlicher Teil ressourcenschonender Mobilität wird.

NMWP: Herzlichen Dank für das Gespräch.

Garrelt Duin,

Minister für Wirtschaft, Energie, Industrie, Mittelstand und Handwerk

NMWP im Gespräch

6 NMWP-Magazin

Green Movement – Grüne Bewegung

Mobilität ist in unserer Gesellschaft nicht mehr wegzudenken.

Der Güterverkehr nimmt ständig zu, wir reisen viel, und auch der

Weg zur Arbeitsstelle, den wir in Kauf nehmen, wird immer weiter.

Im Zuge des Nachhaltigkeitsgedankens, der inzwi-schen in alle Bereiche unseres Lebens Einzug gehalten

hat, stellt sich immer häufiger die Frage nach dem öko-logischen Fußabdruck, den wir mit unserer zunehmenden Flexibilität hinterlassen. Das am häufigsten genutzte „individuelle“ Verkehrsmittel ist dabei unangefochten das Auto.

Das erhöhte Aufkommen an Mobilität bezieht sich aber nicht nur auf den Personentransport. Im Zuge der Globalisierung und des Zusammenrückens der Märkte erlangt auch der Gütertransport Hochkonjunktur. Der Vorteil, der sich für NRW als Innovationsstandort dar-aus ergibt, liegt auf der Hand: eine hohe Nachfrage an neuen Ideen, die Mobilität effizienter und damit auch nachhaltiger gestalten.

Die Industrie mit den härtesten Anforderungen an Material und Technik – die Automobilindustrie – ist ein zentrales Standbein Nordrhein-Westfalens. Denn NRW ist ein wichtiger Standort für die deutsche Automobil-zuliefererindustrie. Rund ein Drittel aller deutschen Zuliefererbetriebe ist in NRW angesiedelt. Im Kern-bereich der Automobilindustrie – dem Fahrzeugbau – belegt NRW Platz zwei hinter Baden-Württemberg und vor Bayern. Ein guter Grund, sich eingehend mit dem interessanten Thema der Mobilität, den Zukunfts-trends, dem spannenden Weg dorthin sowie dem Bei-trag, den die Schlüsseltechnologien Nanotechnologie, Mikrosystemtechnik, Werkstoffe und Photonik dabei leisten, zu befassen.

Klimaschutzziele und internationaler WettbewerbDer Klimaschutz ist eine gesellschaftliche und politische Jahrhundertaufgabe, bei der NRW als größte Industrie-region Europas eine besondere Verantwortung zu-kommt. Diese Aufgabe bedeutet auf der einen Seite enorme Anstrengungen auf allen Ebenen, bietet NRW aber auch viele Chancen für Wirtschaft und Wissen-schaft. Auch in der Automotive-Branche bedeutet die Steigerung von Energieeffizienz – sowohl bei der Her-stellung als auch im fertigen Produkt – eine Einsparung von Kosten bzw. das Schaffen von Freiräumen, die ein Plus an Leistung und Komfort im Endprodukt bei niedrigerem Gewicht und damit niedrigerem Verbrauch ermöglichen.

Die Ausgangssituation von NRWs Automotive-Sektor ist auch im Hinblick auf die Klimaschutzziele durchaus positiv zu bewerten. Dank neuer Materialien und inno-vativer Produktionstechniken – wie zum Beispiel dem Multimaterial-Leichtbau und den dafür notwendigen neuen Werkstoffen mit herausragenden Materialeigen-schaften – ist NRW für die Zukunft gut aufgestellt.

Aber auch wirtschaftlich ist viel Bewegung in der Branche. Märkte verlagern sich und mit ihnen verlegt auch oftmals die Automotiveindustrie ihre Produktionsstätten in die sich neu ergebenden Märkte, um zum Beispiel Kursschwankungen und Importhürden gering zu halten. Dazu stellen verkürzte Produktzyklen besondere Anfor-derungen an die Innovationsfähigkeit der gesamten Wertschöpfungskette.

Highlight-Thema

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Das sind grundlegende Entwicklungen, denen sich zu stellen ein Umdenken in vielen Bereichen erfordert. Hier bestimmt eine ganz spezielle Stärke NRWs das Spiel – die ausgezeichnete Innovationskraft.

Innovationen voranbringenFür die Innovationskraft der Auto-mobilindustrie in Nordrhein-West-falen ist in erster Linie die gute Vernetzung zwischen der Industrie und den anwendungsorientierten Forschungseinrichtungen wichtig. Hierbei nimmt die Bedeutung des Zugangs zu Technologieanbietern aus dem Bereich der Schlüssel-technologien (NMWP) eine zentrale Rolle ein.

Ein wichtiger Faktor zur Steigerung der Innovationskraft ist auch der Wissenstransfer von Universitäten und Instituten hin zur Wirtschaft. Den Wissenstransfer und die Zu-sammenarbeit zwischen Forschung und Unternehmen weiter zu fördern ist eine der zentralen Aufgaben, denen sich der Cluster NanoMikroWerkstoffePhotonik.NRW (NMWP.NRW) stellt. Die Industrie ist hierbei Impulsgeber und Nutznießer von Forschungsprojekten und gibt auch wichtige Hinweise für die Ausrichtung zukünftiger Förderprogramme.

Vernetzung als Basis von Innovation und nachhaltigem WachstumUm innovative Produkte zu entwickeln und zu ver-markten ist es notwendig, passende Spezialanbieter, Forschungseinrichtungen und Anwender miteinander zu verbinden. Hierzu leisten der Cluster NMWP.NRW im

Landesauftrag zusammen mit dem Verein NMWP E.V. einen elementaren Beitrag, indem sie Akteure entlang der gesamten Wertschöpfungskette aus verschiedenen Leitmärkten und Industrien miteinander vernetzen und so manchen Produkten neue Märkte erschließen oder Forschungs- und Förderprojekte initiieren. Den thema-

tischen Schwerpunkt der Cluster-aktivitäten bilden hierbei die vier Schlüsseltechnologien Nanotech-nologie, Mikrosystemtechnik, Werk-stoffe und Photonik sowie angren-zende Themen wie zum Beispiel Anwendungen, die auch in der Automotive-Industrie als „Hidden Champions“ zum Einsatz kommen:

NanotechnologieNanotechnologie ist eine der zentra-len Schlüsseltechnologien, bei der die Eigenschaften von Oberflächen und Materialien durch nanoskalige Strukturen verbesserte und erwei-terte Funktionalitäten erhalten. Zum Teil dadurch, dass in der Nanotechnologie die Gesetze der Quantenmechanik greifen, die sich

oftmals deutlich von den Gesetzen der klassischen Physik unterscheiden. In allen Fällen ist der Erfolgs-faktor der Nanotechnologie aber schlicht die Größen-dimension, die gänzlich neue Eigenschaften ermöglicht.

In der Automotive-Industrie kommt Nanotechnologie in sämtlichen Bereichen – von der Produktion von Fahr-zeugen bis zum Einsatz in den Endprodukten selbst –zum Einsatz. Nanobasierte und besonders wider-standsfähige Lacke, nanooptimierte und damit besonders feste Werkstoffe sowie nanobasierte Beschichtungen sind nur wenige Anwendungsbeispiele

»Ich wünsche mir, dass

die Elektromobilität

nicht mehr als Exot

wahrgenommen wird,

sondern in NRW ein

selbstverständlicher Teil

ressourcenschonender

Mobilität wird.«Garrelt Duin, Minister für Wirtschaft, Energie. Industrie, Mittelstand und Handwerk

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für Nanotechnologie in der Automotive Industrie. Auch zur Reibungsminderung kommt diese Technologie zum Einsatz und leistet in vielen Bereichen einen wesent-lichen Beitrag zu höherer Effizienz und damit auch zum Umweltschutz durch geringeren Verbrauch.

Pflege- und Versiegelungssysteme bieten Schutz vor Verschmutzung, Lichtreflexen und dem Beschlagen der Scheiben oder dienen als Korrosionsschutz – sind aber selbst auch „nur“ ein Meilenstein auf dem Weg zu Materialien wie z.B. selbstheilende Lacken. In der e-Mobili-tät spielt die Nanotechnologie ebenso eine wesentliche Rolle – in Brennstoffzellen, bei der Speicherung von Wasser-stoff oder bei der Entwicklung leistungsfähiger Akkus. So wären z.B. ohne Nanotechnologie aktuelle Hochleistungsakkus nicht vorstellbar. Dünnfilm-Solarzellen können zukünftig in der Mobilitätsindustrie ihren Beitrag zur Stromversorgung mit erneuerbaren Energien leisten.

Auch in anderen Bereichen des Personen- und Güterverkehrs leistet die Nanotechnologie einen wichtigen Beitrag. Sei es bei der Verringerung des Reibungs-widerstands an Schiffsrümpfen dadurch, dass sich keine Biomasse mehr absetzen kann oder dass sich kein Eisfilm mehr an Flugzeug-Trag-flächen bilden kann. Durch Nanotechnologie kann der Fahrzeuginnenraum selbst Filterfunktionen für die Luft-qualität übernehmen.

Mikrosystemtechnik Die Mikrosystemtechnik verknüpft Sensoren, Aktoren und mikroelektronische Signalverarbeitungskomponen-ten miteinander. Ihren Durchbruch hatte sie in der Automobilbranche, als der Kleinwagen eines namhaften deutschen Herstellers den „Elchtest“ nicht bestand. Die Lösung war eines der ersten elektronischen Stabilitäts-programme durch den Einsatz von Mikrosystem-technik, welches durch selektives Abbremsen einzelner Räder die Stabilität in Kurven deutlich erhöhte. Heute ist das ESP in fast jedem Auto Standard. Seitdem ist die Anzahl der Aufgaben, die Mikrosysteme in Autos übernehmen und damit deren Verbreitung kontinuierlich gestiegen. Nicht nur in sicherheitsrelevanten, sondern auch in ausstattungsrelevanten Bereichen: sie regulieren das Raumklima, steuern die Beleuchtung und helfen beim Einparken. Ihre wichtige Position im Bereich der Sicherheit ist – in „intelligenten“ Fahrwerken, Airbags und deren Steuerung durch Sitzsensoren, automatisches Abblendlicht, und zur Überwachung des Reifendrucks – unverändert.

In Bezug auf e-Mobilität erhöht sich der Einsatzbereich um die gesamte Motoren- und Akku-Kontrolle, Reich-weiten- und Leistungsberechnung beziehungsweise der Energierückgewinnung, zum Beispiel durch Brems-manöver.

Werkstoffe und Materialien Sie bilden die Basis für viele Innovationen und sind somit nicht nur essenziell für die Verbesserung von Produkten verantwortlich, sondern ermöglichen erst so manchen Evolutionssprung. Eine positive CO

2-Bilanz nimmt sowohl in der Produktion als auch in der Anwen-

dung eine zentrale Position ein, eng verbunden mit einer Effizienz-steigerung zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit der gesamten Wertschöpfungskette – und darüber hinaus in der Anwendung der Produkte.

In diesem Punkt bekommt der Multimaterial-Leichtbau in der Mobilitäts-Industrie einen hohen Stellenwert. Laut einer Studie des Beratungsunternehmens McKinsey liegt der Leichtbau-Anteil in der Luftfahrt schon heute bei 80 Prozent. Bis 2030 wird der Leichtbau-Anteil im Automotive-Segment von 30 auf 70 Prozent steigen, was neben

Werkstoffen wie zum Beispiel hochfestem Stahl, Alu-minium, Magnesium und kohlefaserbasierten Kunst-stoffen auch auf den ersten Blick nicht so offensichtliche Leichtbau-Materialien wie z.B. Keramik oder vielfältige Verbundwerkstoffe aus den unterschiedlichsten Material-systemen. Festzuhalten bleibt: Die Leichtbaulösungen der Zukunft sind Multimateriallösungen, getreu dem Erfolgsrezept, der richtige Werkstoff – und dessen Kombination mit anderen – an der richtigen Stelle.

Eines zeigt sich sehr deutlich: Ohne neue Werkstoffe und Materialien geht heute gar nichts mehr. Aktuellen Studien zufolge sind auf deren Entwicklung rund 70 Prozent aller Innovationen zurückzuführen – und das nicht nur bei der Mobilität, sondern in sämtlichen Märkten. Mit den neuen Materialien werden auch neue Produktions-verfahren entwickelt. In Verbindung mit Leichtbau erhält zur weiteren Gewichtsreduktion zum Beispiel das Thema „Kleben“ hohe Aktualität (Siehe auch NMWP-Magazin Heft 01.2016, Seite 10).

Großes Potenzial für die Zukunft haben auch neue Produktionstechniken wie zum Beispiel die Additive Fertigung (3D-Drucken), was wiederum neue Materialien und Legierungen erfordert, die sowohl in der Fertigung von Werkzeugen als auch in der Fertigung von End-produkten zum sicheren Einsatz zu kommen.

»NMWP.NRW trägt mit

vielfältigen Aktivitäten wie

zum Beispiel dem Batterie-

tag.NRW und diversen

Leichtbau-Aktivitäten nach-

haltig zur Mobilität der

Zukunft bei. Keine Grüne

Bewegung ohne NMWP.« Dr.-Ing. Harald Cremer, Clustermanager NMWP.NRW

Highlight-Thema

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Photonik Sie ist eine der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhun-derts. Nicht umsonst war 2015 von der UNESCO als „Jahr des Lichts“ ausgerufen. Mit der Photonik und dem Automotive Bereich haben sich zwei natürliche Partner gefunden. So begleitet die Photonik z.B. Kraft-fahrzeuge ihr ganzes Leben lang. Sie dient zum einen als Werkzeug bei der Produktion, zum anderen aber auch als integraler Bestandteil von heutigen Fahrzeugen. Die heutigen Ansprüche an effiziente Fertigung wären ohne Laser zur Bearbeitung von Werkstoffen nicht denkbar. So begann bereits 1974 erstmalig bei Ford in Köln das 2D-Laserschneiden. Heute werden 3D-Strukturen mit dem Laser in vielfältiger Weise bearbeitet. Seien es z.B. Bohrungen, Heftungen, Schweißungen und Strukturierungen oder auch die professionelle additive Fertigung mittels Laser. Auch der Beitrag der Photonik zur Effizienzsteigerung von Motoren ist nicht unerheblich: lasergebohrte, hochpräzise Einspritz-düsen sorgen zum Beispiel für eine effizientere Verbrennung und damit einer Reduktion des Ver-brauchs und der Emissionen.

Hinzu kommen zahlreiche optische Messverfahren und bildgebende Systeme zur Prozesskontrolle und zur Qualitätssicherung. Auch photonikbasierte Assistenz-

systeme zur Steigerung von Sicherheit und Komfort spielen zunehmend eine elementare Rolle in der heutigen Mobilität. Seien es z.B. die bekannten Einparkhelfer, Spurhaltesysteme, Nachtsichtgeräte oder Abstands-regelsysteme. All diese Technologien sind wesentliche Enabler für das Autonome Fahren.

Hinzu kommt der breite Bereich der Displays fürs Navigationssystem und Multimediazwecke, für Head-Up-Displays oder als Ersatz für zentrale Kombiinstru-mente. Nicht zu vergessen, die klassischste Nutzung der Photonik, die Beleuchtung. Nachdem klassische Leuchtdioden (LED) die Glühbirne haben überflüssig werden lassen, folgen nun flächige OLEDs und Laser-licht oder leuchtende Fasern. Dabei ist immer der Energieverbrauch im Blick, denn im Kfz kommt der Strom leider nicht aus der Steckdose. Jede für diese Komponenten notwendige Energie steht nicht dem Antrieb zur Verfügung und wirkt sich somit auf die Fahr-leistungen und Effizienz aus.

Es bleibt festzuhalten, dass der wesentliche Teil der für eine zeitgemäße und grüne Mobilität notwendigen Technologien heute und auch in Zukunft auf die Schlüsseltechnologien NMWP angewiesen ist.

Bild: ©fotolia

Highlight-Thema

10 NMWP-Magazin

Ein Interview mit Prof. Dr. Dirk Uwe Sauer, Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe

(ISEA), RWTH Aachen und mit Prof. Dr. Martin Winter, MEET – Münster Electrochemical Energy Technology, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Helmholtz-Institut Münster, Forschungszentrum Jülich GmbH.

NMWP: Herr Prof. Sauer, Herr Prof. Winter, Nordrhein-Westfalen gilt als hochindustrialisierte Region und inno-vatives Energieforschungsland. Bildet NRW auch ein gutes Umfeld für die Forschung und Entwicklung in Batterietechnologien? Wo stehen wir in Bezug auf Batterietechnik in NRW?

Prof. Sauer: NRW zeich-net sich durch eine Reihe leistungsstarker For-schungs- und Entwick-lungsstandorte z.B. in Münster, Jülich und Aachen, aber z.B. auch in Duisburg, Bochum und weiteren Standorten aus. Für alle Bereiche der Grundlagenforschung über Materialien und Zellkonzepte bis hin zur Batterie-systementwicklung und der Produktionstechnik gibt es hoch qualifizierte F&E-Partner. Abgesehen von der eigentlichen Batteriezellfertigung gibt es in allen an-deren Bereichen der Wertschöpfungskette auch eine Vielzahl innovativer Unternehmen.

NMWP: Wie schneidet NRW im deutschen Vergleich ab? Wie relevant ist Deutschland auf dem internationalen Markt?

Prof. Sauer/Prof. Winter: Mit seinen starken Stand-orten Aachen, Jülich und Münster, die neben vielen gemeinsamen Projekten auch ein gemeinsames Helm-holtz-Institut verbindet, ist NRW national und inter-national in der Batterieforschung sehr gut aufgestellt.

Die Einordnung der Bedeutung Deutschlands auf dem internationalen Markt wird meist stark an der Frage der Batteriezellfertigung gemessen und da sind wir in Deutschland und im Übrigen in ganz Europa objektiv schlecht ausgewiesen. Dabei wird allerdings übersehen, dass Deutschland im Bereich Materialien, Batterie-systeme und Batterieanwendungen durchaus ganz vorne dabei ist.

NMWP: Herr Prof. Winter, Herr Prof. Sauer, Sie beide sind im Helmholtz-Institut Münster (HI MS) als Direktor

bzw. „Principle Investigator“ engagiert. Was ist das HI MS und welche Bedeutung für die Forschungsland-schaft hat das HI MS?

Prof. Sauer/Prof. Winter: Das HI MS wird getragen vom Forschungszentrum Jülich. Beteiligt sind For-scherinnen und Forscher aus Münster (Schwer-punkt), Jülich und Aachen.

Es verbindet die Forschung der Universitäten in Münster und Aachen mit der weitgehend vom Bund getragenen Großforschungseinrichtung in Jülich und stellt damit vor allem eine auf die Grundlagenforschung fokussierte langfristig finanzierte strukturbildende Maßnahme dar, die es ermöglicht, neue und innovative Material-konzepte zu erforschen und in Batterien anzuwenden. Im Zentrum des HI MS steht die Entwicklung von Elekt-rolyten für Batteriematerialien und Anwendungen bis zum Technologietransfer.

NMWP: Herr Prof. Sauer, wo haben Sie an Ihrem Lehr-stuhl als Leiter des Instituts für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) an der RWTH Aachen Ihre Schwerpunkte gesetzt?

Kraftpakete aus NRW für die EnergiewendeNMWP.NRW-Interview mit zwei Experten der Batterieforschung:

Prof. Dirk Uwe Sauer vom ISEA der RWTH Aachen und

Prof. Martin Winter vom MEET der WWU Münster.

»Der Standort einer Zellfertigung

stärkt aber auf jeden Fall auch die

Zuliefererketten und die Entwick-

lungsinnovation, von daher wäre

eine Zellfertigung in NRW natürlich

sehr erstrebenswert.«Prof. Dr. Dirk Uwe Sauer/Prof. Dr. Martin Winter

Highlight-Thema

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Prof. Sauer: An meinem Lehrstuhl bearbeiten wir vor allem die Fragen zur Batterie, die sich aus Sicht der Anwender und Systemhersteller ergeben. Dazu gehört das Design von Batteriepacks inkl. Kühlung, Verschal-tung, Batteriemanagement und Diagnostik. Ein wichtiger Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung von Alterungs-effekten und der Prognose der in verschiedenen Anwendungen zu erwartenden Lebensdauer. Ganz wichtig ist aber auch der Bereich der Integration der Batteriesysteme in Anwendungen sowohl im mobilen Bereich – z.B. für PKW und Busse – als auch im stationären Bereich insbesondere für die Integration erneuerbarer Energien.

NMWP: Und, Herr Prof. Winter – wo sind die Schwer-punkte des MEET?

Prof. Winter: Im MEET wird weitgehend komplementär zu Aachen, der Teil der Wertschöpfungs- und Wissens-kette bearbeitet, der sich mit den Batteriematerialien, Komponenten und Batteriezellen, welche als kosten-intensivste Bestandteile der Batterie gelten, beschäftigt. Neben klassischen Batteriesystemen, zu denen inzwischen auch die Lithium-Ionen-Batterie gehört, sind auch neue alternative Hochenergie-Zellchemien im Fokus. Einerseits gilt unser Interesse dabei dem Systemverhalten von Materialien, also wie sie sich in ihrem realen natürlichen Umfeld, nämlich der Batterie-zelle verhalten; andererseits sind wir auch in der Lage die Eigenschaften kompletter Batteriesysteme auf ihre Materialkomponenten herunterzubrechen, was nicht nur detaillierte Schadens- und Alterungsanalysen, sondern auch das Entwickeln von Gegenmaßnahmen erlaubt.

NMWP: Der Bereich der Forschung und Entwicklung ist in NRW also gut aufgestellt – wie sieht es mit der Pro-duktion aus? Brauchen wir eine Batteriezellfertigung in NRW?

Prof. Sauer/Prof. Winter: Batterie (inkl. Batteriezellen und Zellmaterialien) und Leistungselektronik machen in Elektrofahrzeugen mehr als die Hälfte der Wert-schöpfung aus. Deutschland als führender Standort für Fahrzeugentwicklung und Produktion wird es sich nicht leisten können, mittelfristig ohne eigene Batterie-zellfertigung zu bleiben. Der Standort einer Zellferti-gung stärkt aber auf jeden Fall auch die Zuliefererketten und die Entwicklungsinnovation, von daher wäre eine Zellfertigung in NRW natürlich sehr erstrebenswert.

NMWP: Eine große Herausforderung liegt bei der Elektro-mobilität in der Reichweite und dem Versorgungsnetz. Wie sind hierzu Ihre Prognosen? Wie schnell nähern wir uns in Bezug auf die Energiedichte dem theoretischen Limit bei Lithium-Ionen-Akkus? Inwiefern sind wir hier auf ein Umdenken des Autofahrers angewiesen, seine Mobilitäts- und Reisegewohnheiten umstellen zu müssen?

Prof. Sauer/Prof. Winter: Der Begriff „Lithium-Ionen-Akku“ enthält in Wirklichkeit eine große Zahl von Material- und Konzeptvarianten. Zellen mit Festkörper-elektrolyten, oder Silizium-haltigen Anoden sind Entwicklungsziele, die auch die theoretische Energie-dichte immer weiter nach oben schieben. Von daher steigen aktuell sowohl die realen Energiedichten als auch die theoretischen Limits und das ist eine sehr gute Situation.

Prof. Dr. Martin Winter, Dr.-Ing. Harald Cremer (NMWP.NRW) und Prof. Dr. Dirk Uwe Sauer im Gespräch auf dem Batterietag 2016 am 25. April in Münster

12 NMWP-Magazin

Prof. Sauer/Prof. Winter: Trotz allem, ökologisch und ökonomisch attraktive Elektromobilität wird nicht durch Fahrzeuge mit 400, 500 oder mehr Kilometern Reich-weite erreicht. Für große Reichweiten ist eine Kombina-tion von Batterie mit Zusatzstromerzeugern z.B. in Form eines Verbrennungsmotors betrieben mit Methan-gas, hergestellt aus erneuerbaren Energien, oder mit einer Brennstoffzelle mit Wasserstoff wohl eine sinnvolle Lösung. Derzeit ist es erstmal noch ein konventioneller Verbrennungsmotor. Kürzere Reichweiten sind aber in der Praxis, z.B. für alle Familien mit zwei oder mehr Fahrzeugen, überhaupt kein Problem.

NMWP: Herr Prof. Winter, gibt es ein Leben nach dem Lithium-Ionen-Akku? Welche Alternativen gibt es?

Prof. Winter: Wahrscheinlich schon, aber wir sehen in den kommenden 15 bis 20 Jahren im Markt vor allem Lithium-Ionen-Batterien mit den oben schon erwähnten Weiterentwicklungen, wobei ein derzeitiger, bzgl. seines Erfolges noch nicht absehbarer, Trend auch zur Batterie mit Li-Metall-Anode geht. Mancher bezeichnet solche Veränderungen schon als neue Generation, aus der Sicht des Anwendungsmarktes sind es aber immer noch evolutionäre Weiterentwicklungen. Die wichtigste Zielgröße in allen Anwendungen sind neben der Perfor-mance, so oder so, die Kosten.

NMWP: Ein ebenfalls wichtiges Thema ist die im Zuge der Energiewende verstärkte dezentrale Nutzung regenerativer Energiequellen. Durch die Einspeisung des so produzierten Stroms wird unser Netz vor Auf-gaben gestellt, für die es nie gedacht war. Muss unser Stromnetz „intelligenter“ werden?

Prof. Sauer: Ganz sicher. Daran wird ja auch von verschiedenen Seiten her gearbeitet. Neben der Ein-bindung der Speicher gehören dazu aber auch intelli-gente Last- und Erzeugungsmanagementsysteme für Haushalte, Gewerbe, Handel und Industrie. Aber auch die Nutzung von Überschussstrom z.B. zum Ersetzen von Erdgas in Heizungssystemen ist ein ganz wichtiges Element. Hier gibt es aber noch eine Vielzahl regulatorischer und gesetzlicher Hürden, die aus dem Weg geräumt werden müssen.

NMWP: Welche Batterietechnologien werden zum Lastenausgleich und zur Zwischenspeicherung zum Einsatz kommen? Wie ist hier der Stand der Technik?

Prof. Sauer: Batterien finden ihren Einsatz für den Lastausgleich im Zeitbereich von Minuten bis wenige Stunden. Lithium-Ionen-Batterien werden dabei eine zentrale Rolle spielen, auch wenn andere Technologien wie z.B. Bleibatterien, Redox-Flow-Batterien oder Na-basierte Systeme prinzipiell günstigere Material-kosten aufweisen. Im stationären Markt zählen aber vor allem die Kosten, die neben den Investitionskosten auch Lebensdauer, Wirkungsgrad und Wartungsauf-wand beinhalten. Lithium-Ionen-Batterien profitieren von der starken Kostensenkung, die durch den Auto-mobilmarkt erreicht wird. Den Vorteil dieses Massen-marktes haben die anderen Technologien nicht und entsprechend ist es für diese Systeme nicht so einfach, in den Markt zu kommen und dort zu bestehen.

NMWP: Herr Prof. Sauer, wie lassen sich all diese Lösungen miteinander kombinieren? Kann die dezent-rale Stromproduktion von der Elektromobilität profi-tieren, und umgekehrt?

Prof. Sauer: Absolut. Fahrzeugbatterien stehen 22 bis 23 Stunden am Tag nur rum und es wäre fatal, wenn die Fähigkeit dieser Batterien für die Netzstabilisierung und Integration erneuerbarer Energien nicht genutzt werden würde. Die Investition ist schon einmal gemacht und als Energieverbraucher muss es aus Kosten-gründen in unser aller Interesse sein, einmal gemachte Investitionen so intelligent wie möglich zu nutzen und dafür auf weitere Neubauten zu verzichten. Wir sehen z.B. den Neubau von Pumpspeicherkraftwerken genau wegen dieses Potentials als überflüssig und für Betreiber als nicht wirtschaftlich darstellbar an.

NMWP: Nachhaltigkeit hat in den vergangenen Jahren einen enorm hohen Stellenwert bekommen. Die Energiewende und die Elektromobilität bestätigen das. Wie ist die Ökobilanz der kleinen und großen Kraftpakete in Bezug auf Herstellung, Betrieb und Recycling/Entsorgung?

Prof. Sauer/Prof. Winter: Etwa 50% der Masse von Lithium-Ionen-Batterien kann recycliert werden. Ins-gesamt ist aber klar, dass der Material- und Energie-aufwand bei der Herstellung von Batterien durchaus signifikant ist. Natürlich hängt die Ökobilanz auch vom verwendeten Strommix beim Laden ab, aber die Ökobi-lanzanalyse zeigt eben sehr deutlich, dass ein Fahrzeug mit Batterien für 500 km Reichweite auszustatten, die dann die im Schnitt üblichen 37 km/Tag fahren, nicht zielführend ist.

»Deutschland als führender Standort für Fahrzeugentwicklung

und Produktion wird es sich nicht leisten können, mittelfristig ohne

eigene Batteriezellfertigung zu bleiben.« Prof. Dr. Dirk Uwe Sauer/Prof. Dr. Martin Winter

Highlight-Thema

Heft 02.2016 13

NMWP: Last but not least – was können wir noch besser machen in NRW?

Prof. Sauer/Prof. Winter: Um vor allem für Industrie-unternehmen als hervorragender Forschungspartner zu einem für die Unternehmen akzeptablen Preis für Entwicklungsaufträge auftreten zu können, braucht es mehr Langfristigkeit und weniger kurzfristige Projekt-finanzierung bei den Forschungseinrichtungen. Nur dadurch können auch Spezialisten mit ihrem Erfah-rungsschatz in den Forschungseinrichtungen langfristig gebunden werden.

Darüber hinaus wäre eben ein Produktionsstandort für Batteriezellen ein ganz wichtiger Entwicklungskatalysa-tor. Aber es ist klar, dass sich die Hersteller die besten Angebote für Standorte aussuchen können, da jeder sie bei sich vor Ort sehen will. Dafür müsste staatlicher-seits substantiell Geld in die Hand genommen werden. Für die Investitionsentscheidung reichen eine gute For-schungslandschaft und der politische Wille allein wohl nicht aus.

NMWP: Herr Prof. Sauer und Herr Prof. Winter, vielen Dank für das Gespräch!

Prof. Dr. Martin Winter

Münster Electrochemical Energy Technology (MEET), WWU Münster

MEET ist das Batterieforschungszentrum der Universität Münster. Hier arbeitet ein internationales Team aus rund 150 Wissenschaftlern in der Forschung und Entwicklung innovativer elektro-chemischer Energiespeicher mit höherer Energie-dichte, längerer Haltbarkeit und maximaler Sicher-heit. Ziel ist, die Batterie für den Einsatz in Elektroautos und stationären Energiespeicher-Systemen zu verbessern – und das zu möglichst geringen Kosten. Damit will MEET dazu beitragen, die Wettbewerbsfähigkeit seiner Partner regional und überregional in der Batterieforschung – speziell der Lithium-Ionen-Technologie – weiter zu steigern. (Bild ©FZ Jülich) www.uni-muenster.de/MEET/

Prof. Dr. Dirk Uwe Sauer

Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA), RWTH Aachen

Das Institut wurde 1965 gegründet und wird seit 1996 von Univ.-Prof. Dr. ir. Dr. h.c. Rik W. De Doncker geleitet. Das ISEA beherbergt heute die Lehrstühle für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe von Prof. De Doncker und für Elektrochemische Energie-wandlung und Speichersystemtechnik von Prof. Sauer und gehört zur Fachgruppe Energie der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der RWTH Aachen University. (Bild ©ISEA) www.isea.rwth-aachen.de

Highlight-Thema

14 NMWP-Magazin

Nicht nur in Bezug auf die Mobilität der Zukunft ist der Leichtbau

ein wichtiges Thema – ihm kommt zusammen mit neuen Werkstoffen

in sämtlichen Leitmärkten mit steigender Tendenz eine zentrale

Rolle zu. Professor Gries vom ITA der RWTH Aachen und Professor

Tröster vom ILH der Uni Paderborn über Leichtbau, Nordrhein-

Westfalen und Zukunftschancen.

Innovation mit Leichtigkeit

NMWP: Herr Prof. Gries und Herr Prof. Tröster, wir wollen heute mit Ihnen über Leichtbau sprechen. Glaubt man der Fachpresse, so ist Leichtbau einer der wichtigsten Innovationstreiber in vielen Anwendungsbereichen. Wie sehen Sie das?

Gries: Mit minimalem Materialeinsatz maximale Bauteil-eigenschaften zu erzielen, ist das Grundprinzip des Leichtbaus. Bei bewegten Komponenten wird durch Leichtbau Energie gespart. Damit ist Leichtbau DER Schlüssel für Materialeffizenz und Energieeffizienz.

Tröster: Dieser Aussage kann ich nur voll zustim-men. Einer der wesentli-chen Hebel um Leichtbau umzusetzen liegt dabei in der Werkstofftechnologie. Tatsächlich ist bereits in der Vergangenheit die Entwicklung vieler neuer Werkstoffe durch Leicht-bauanforderungen initiiert worden, dies betrifft sowohl den Metall- (Stichwort höchstfeste Stähle) als auch den Kunststoffbereich (Stichwort faserver-stärkte Kunststoffe). Auch für die Zukunft ist eindeutig absehbar, dass die Werkstoffentwicklung eine Schlüssel-rolle im Leichtbau einnehmen wird. Die Entwicklung neuer Werkstoffe ist aber auch eng verbunden mit der Entwicklung neuer Fertigungstechnologien. Ein Beispiel ist der Prozess des Presshärtens im Stahlbereich, der die Herstellung extrem hochfester, leichter Struktur-bauteile ermöglicht. Ein weiteres prominentes Beispiel sind die faserverstärkten Kunststoffe, die Innovationen im Bereich der Fertigungstechnologien treiben, welche eine Großserienfertigung kostengünstig ermöglichen.

NMWP: Herr Prof. Gries, Sie leiten in Aachen das Institut für Textiltechnik und den damit verbundenen Lehrstuhl für Textilmaschinenbau. Was hat Textiltechnik mit Leichtbau zu tun?

Gries: Die Natur und der fortschrittliche Ingenieur nutzen faserbasierte Werkstoffe, um mit wenig Material höchste Eigenschaften zu erzielen. Das ist die Basis für Leichtbau. Faserbasierte Werkstoffe benötigen Textil-technologien, um Verstärkungsfasern herzustellen, zu verarbeiten, und ihr volles Potential nutzbar zu machen.

Fasern sind DER Eigen-schaftsträger. Somit ist Textiltechnik DIE Basis-technologie für die Festig-keit von Faserverbund-werkstoffen und damit für konsequenten Leichtbau.

NMWP: Herr Prof. Tröster, Sie sind Vorstandssprecher des Paderborner Instituts für Leichtbau mit Hybrid-systemen und leiten dort auch den Lehrstuhl für Leicht-bau im Automobil. Womit

beschäftigen Sie sich primär im Bereich Leichtbau?

Tröster: Der Leichtbau ist eng mit dem Einsatz von Werkstoffen verknüpft, die herausragende spezifische Eigenschaften aufweisen. D.h. Werkstoffe mit z.B. hohen spezifischen Festigkeiten oder Steifigkeiten bieten die höchsten Leichtbaupotentiale. Entsprechend konzent-riert sich unsere Forschung auf diese Werkstoffklassen. Vielleicht das zukunftsträchtigste Feld ist hier insbe-sondere der Einsatz von hybriden Systemen, bei denen artfremde Werkstoffe wie Metalle und Kunststoffe zu-sammengeführt werden. Dabei bringt jeder Werkstoff

»Bezogen auf NRW kann man fest-

halten, dass im Bereich des Leicht-

baus sowohl wissenschaftl iche

Expertise als auch eine breite

Abdeckung der Wertschöpfungs-

ketten durch Unternehmen gegeben

ist.« Prof. Dr. Thomas Tröster

Neues aus Cluster, Verein und Branche

Heft 02.2016 15

seine für die Anwendung idealen Eigenschaften ein, so dass höhere Gewichtseinsparungen und bessere Funktionserfüllungen als bei solitären Strukturen mög-lich sind. Dieses hochkomplexe Gebiet erfordert die Adressierung von sehr unterschiedlichen Themen wie der Werkstoffentwicklung, der Gestaltung von Grenz-phasen zwischen den Werkstoffen, der Auslegung und Simulation der Strukturen, der Entwicklung neuer Fertigungsverfahren sowie dem Recycling der hybriden Komponenten.

NMWP: Herr Prof. Tröster, im Rahmen des von Ihnen koordinierten NRW Fortschrittskollegs „Leicht – Effizient – Mobil“ geht es um Leichtbau sowie das alltägliche Leben körperlich eingeschränkter Menschen. Wie passt das zusammen?

Tröster: Während das ILH bereits als Beispiel für inter-disziplinäre Forschung steht, gehen die Fortschritts-kollegs des Landes NRW noch einen Schritt weiter. Die dort umgesetzte transdisziplinäre Forschung bindet verschiedenste gesellschaftliche Akteure in die Forschungsarbeit ein. Anhand des von Ihnen angespro-chenen Beispiels des alltäglichen Lebens körperlich eingeschränkter Menschen kann dies sehr konkret veranschaulicht werden. In Gesprächen z.B. mit der Caritas in Paderborn konnten unsere Fortschrittskolle-giaten erfahren, dass typische Probleme älterer oder körperlich eingeschränkter Menschen tatsächlich direkt den Leichtbau betreffen. Ein Beispiel sind Geh-hilfen, die zur besseren Handhabbarkeit möglichst leicht sein sollten. Ein anderes Beispiel sind Türen, die häufig sehr groß dimensioniert werden müssen, um den

NRWs Leichtbau-Experten im Gespräch

Prof. Dr. Thomas Gries Institut für Textiltechnik (ITA), RWTH Aachen Das ITA ist eines der größten Institute der RWTH Aachen und beschäftigt mehr als 200 Mitarbeiter. Der Schwerpunkt des Instituts liegt auf der Forschung und Entwicklung neuer Materialien sowie deren Be- und Verarbeitung in den Bereichen der Faserverbundwerkstoffe (insbesondere für Leichtbau-Anwendungen), Chemiefasertechnik sowie Smart Textiles. (Bild ©ITA) ita.rwth-aachen.de

Prof. Dr. Thomas Tröster

Institut für Leichtbau mit Hybridsystemen (ILH), Universität Paderborn

Im ILH, dem „Institut für Leichtbau mit Hybrid- systemen“ der Universität Paderborn, wird der gesamte Produktlebenszyklus von Hybridsystemen betrachtet: Dieser erstreckt sich von der strategischen Produktplanung über die Produkt- und Produktsystementwicklung, die Produktion, die Simulation bis hin zu Reparatur- und Recycling-konzepten. (Bild ©ILH) ilh.uni-paderborn.de

NRWs Leichtbau-Experten im Gespräch

Neues aus Cluster, Verein und Branche

16 NMWP-Magazin

Zugang z.B. mit fahrbaren Betten zu ermöglichen. Auf-grund ihrer Größe und der damit verbundenen Masse lassen sich diese durch ältere oder körperlich einge-schränkte Menschen dann aber kaum noch betätigen.

NMWP: Herr Prof. Gries, in welchen Bereichen sehen Sie die größten Potentiale für Leichtbau?

Gries: Mobilität, Bauen, aber auch Sport und Gesund-heit … genau genommen in allen Lebenssphären! Für den Bereich „Bauen“ entwickeln wir hier an der RWTH Aachen im Kompetenzzentrum Textilbeton beispiels-weise den textilbewehrten Beton, der durch die Zugabe von Textilfasern eine deut-liche Verbesserung der Stabilität bei gleichzeitiger Reduktion des Materialein-satzes hat. So wird die Effi-zienz und die Belastbarkeit des Werkstoffs optimiert, was dann wieder zu neuen Möglichkeiten in Bezug auf Gebäudegestaltung und -sicherheit führt. In der Mobi-lität geht der Einsatz von Leichtbautechnologien über die Automobil-Branche deutlich hinaus – durch Ge-wichtsreduktion im Güter- und Personenverkehr kann auch hier die Effizienz der Transportmedien deutlich erhöht werden. Mit jedem Gramm, das an einer Flug-zeugstruktur eingespart werden kann, erhöht sich die mögliche Zuladung respektive sinkt der Treibstoff-verbrauch. Hochgerechnet auf die gesamte Flotte ergibt sich somit ein signifikanter ökonomischer und ökologischer Vorteil.

NMWP: Und Sie, Herr Prof. Tröster?

Tröster: Neben den bereits genannten Bereichen wäre noch die Energieerzeugung und der allgemeine Maschi-nenbau zu nennen. Der Schlüssel und damit die Hebung der Leichtbaupotentiale liegen meiner Ansicht nach aber in der Entwicklung neuer Werkstoffe, speziell von Hybridwerkstoffen. Hier muss in Zukunft anders gedacht werden, es dürfen nicht mehr solitäre Werk-stoffentwicklungen im Vordergrund stehen, sondern eine zielgerichtete Entwicklung von Materialkombi-nationen, die eine symbiotische Nutzung der jeweils eingebrachten Eigenschaftsprofile der Einzelwerkstoffe ermöglichen.

NMWP: Herr Prof. Tröster, was sind aus Ihrer Sicht die größten Herausforderungen für den Leichtbau? (technologisch, strukturell, finaziell, gesellschaftlich, ...)

Tröster: Um die physikalischen Grenzen von Werkstoffen und neuen Fertigungstechnologien voll auszunutzen, sind immer komplexere Probleme zu lösen. Dies gilt in verstärktem Maße für die Kombination von Werkstoffen

zu Hybriden mit den entsprechenden Fertigungs-verfahren. Dazu kommen Fragen zur Nachhaltigkeit von Lösungen, dem Recycling oder Life Cycle Analysen zur Bewertung von Produkten. Damit die Forschung Antworten auf diese Fragen geben kann, wird es in Zukunft entscheidend sein, Probleme ganzheitlich und damit interdisziplinär anzugehen. Bezogen auf NRW kann man festhalten, dass im Bereich des Leichtbaus sowohl wissenschaftliche Expertise als auch eine breite Abdeckung der Wertschöpfungsketten durch Unter-nehmen gegeben ist. Es fehlt allerdings noch an Strukturen, die eine übergreifende Zusammenarbeit vermitteln und koordinieren könnten. Leichtbau er-

fordert speziell ausgebildete Spezialisten; Leichtbau er-fordert Technologiezent-ren zur Umsetzung und Entwicklung neuer Prozess-ketten. Damit einhergehend sollten sichtbare Zentren z.B. im Bereich der For-schung, der Technologie-entwicklung oder auch der Ausbildung installiert

werden, die entsprechend ihrer spezifischen Stärken als Keimzelle für neue Entwicklungen dienen können.

NMWP: Was sehen Sie, Herr Prof. Gries, als die größten Herausforderungen?

Gries: Technisch ist im Leichtbau mehr möglich, als man auf den ersten Blick vermuten mag. Eine Weiter-entwicklung der Technologien hin zur Massentauglich-keit mit kurzen Produktionszeiten und geringeren Kosten sind hier prioritär, jedoch mit gewissen Heraus- forderungen verbunden. Beispiele dafür, wie diesen Herausforderungen begegnet werden kann sind preis-wertere Hochmodulfasern und belastungsgerechte, endkonturennahe Verstärkungshalbzeuge (sog. Tailored Textiles). Das sind Schlüsselentwicklungen für kostengünstigeren und noch materialeffizienteren Leichtbau

NMWP: Welche Trends sehen Sie im Leichtbau?

Tröster: Im Bereich der Werkstoffentwicklung sicher-lich der Trend zu verbesserten spezifischen Werkstoff-kennwerten, wie z.B. der Erhöhung der spezifischen Festigkeit. Dies gilt sowohl für Metalle als auch für faserverstärkte Kunststoffe (FVK). Darüber hinaus wird die Werkstoffkombination eine immer größere Rolle spielen. Im Bereich der Fertigungsverfahren wird es besonders um die Steigerung der Produktions-geschwindigkeiten insbesondere für FVK gehen. Darüber hinaus werden Instrumente wie Life Cycle Analysen immer mehr an Bedeutung gewinnen, um Komponenten ganzheitlich von der Materialherstellung bis hin zur Recyclingphase bewerten zu können.

»Die Natur strebt seit Jahrmillionen

nach höherer Materialeffizienz.

Warum sollte der Mensch nach

100 Jahren damit aufhören?«Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Thomas Gries

Neues aus Cluster, Verein und Branche

Heft 02.2016 17

Gries: Großserientaugliche Fertigungsverfahren und ein optimaler Werkstoffmix erhöhen die Bandbreite für den Einsatz dieser Technologie, und damit auch die Relevanz für Industriezweige, die aktuell vom Leichtbau noch nicht profitieren.

NMWP: Kommen wir nun zu NRW, was macht den Standort in Bezug auf Leichtbau aus Ihrer Sicht aus?

Tröster: NRW ist im Bereich des Leichtbaus sowohl auf wissenschaftlicher als auch auf unternehmerischer Ebene sehr gut aufgestellt. Im unternehmerischen Bereich werden die Wertschöpfungsketten von der Material- und Halbzeugherstellung bis hin zur Produkt-fertigung durch namhafte Unternehmen abgedeckt. Auch im wissenschaftlichen Bereich sind die für den Leichtbau wesentlichen Aspekte wie die Material-forschung und die Forschung im Bereich von Ferti-gungsverfahren sehr gut vertreten. Diese Verfügbarkeit von allen wesentlichen Elementen, die für den Leicht-bau eine Rolle spielen, sehe ich als eine der großen Stärken von NRW an.

Gries: Unser Bundesland ist hinsichtlich Leichtbau der größte Forschungsstandort weltweit und deckt eine große Bandbreite von Know-how und Technologien ab. Auch der Transfer von der Forschung in die Industrie und somit in die Anwendung funktioniert sehr gut. Wir unterstützen den Mittelstand wie die Großindustrie. Andere Standorte müssen sich zwangsläufig fokussieren. Wir können die ganze Vielfalt anbieten. Die herausragen-de Position NRWs kann durch eine stärkere Bündelung und strategische Abstimmung auch für die Zukunft gesichert und nachhaltig weiter ausgebaut werden.

NMWP: Bei so viel Licht muss es doch auch Schatten geben. Was können wir noch besser machen in NRW?

Tröster: Die Intensivierung der Zusammenarbeit aller Akteure wäre für die Zukunft ein wünschenswertes Ziel. Dazu sollten entsprechende Strukturen und Zentren geschaffen werden. So könnten dann konkret Orientierungshilfen für Unternehmen aufgezeigt

werden, wer bei leichtbauspezifischen Themen als Ansprechpartner in Frage kommt. Umgekehrt könnten wissenschaftliche Einrichtungen dies nutzen, um in Kontakt mit entsprechenden Unternehmen zu kom-men, die eine Umsetzung von Forschungsideen gewährleisten können. Insgesamt würde der Standort NRW damit erheblich gestärkt. Darüber hinaus würde die nationale sowie internationale Sichtbarkeit noch-mals deutlich erhöht.

Gries: Die Vielfalt der Kompetenzen ist vielen nicht bewusst. Oder anders gesagt: wir sind fachlich sehr breit - andere Standorte sind aber lauter. Wir haben aber das Potenzial, global eine führende Rolle ein-zunehmen. Das verlangt eine Bündelung der Kräfte, um global, national und regional noch stärker wahrgenom-men zu werden. Eine Unterstützung der Innovations-aktivitäten von Unternehmen und Forschungseinrich-tungen darf dabei selbstverständlich nicht fehlen.

NMWP: Last, but not least: Bei all den vielversprechenden Aussichten und der hohen Bedeutung von Leichtbau, ist das ein Hype oder werden wir uns auch noch lange in der Zukunft mit dem Thema auseinandersetzen? Hand aufs Herz!

Tröster: Prinzipiell gibt es den Leichtbau schon seit mehr als einhundert Jahren. Das Bewusstsein für endliche Ressourcen und die Problematik der Klima-erwärmung hat dem Leichtbau in den letzten Jahren aber einen deutlich höheren Stellenwert verschafft. Dies ist aus meiner Sicht auch angemessen und definitiv keine vorübergehende Modeerscheinung. Daher bin ich ganz sicher, dass uns der Leichtbau mindestens auch noch die nächsten einhundert Jahre intensiv beschäfti-gen wird.

Gries: Die Natur strebt seit Jahrmillionen nach höherer Materialeffizienz. Warum sollte der Mensch nach 100 Jahren damit aufhören?

NMWP: Herr Prof. Gries, Herr Prof. Tröster, vielen Dank für das Gespräch!

Bild: ©fotolia

18 NMWP-Magazin

Spieglein, Spieglein an der Wand …Die Neusser neoxid GmbH präsentierte auf der HANNOVER MESSE

als Marktneuheit eine kostengünstige und außenwitterungsbeständige

Low-e-Beschichtung für Aluminiumprofile und -bänder, die zudem

in den unterschiedlichsten Farbtönen produziert werden kann.

Um den Energiebedarf von Gebäuden bezüglich Beheizung und Klimatisierung zu optimieren, ist der

Einsatz von Low-e Beschichtungen unumgänglich. Was bei Isoliergläsern bereits Standard ist, wird für Fassaden derzeit noch selten eingesetzt. Aber auch hier kann kostengünstig und einfach eine Low-e Beschichtung aufgebracht werden — mit der Funktionsweise eines Spiegels: Im Sommer reflektiert sie die Wärmestrahlung und reduziert den Emissionsgrad. Damit wird eine Aufheizung des Gebäudes minimiert. Im Winter spiegelt sie die Wärmestrahlung aus dem Innenraum zurück und gibt nur wenig Wärme nach außen ab.

Der neoxid GmbH ist es gelungen, Low-e-Beschichtungen für Aluminium-Fassaden/-Profile/-Bänder zu entwickeln, d i e i m V e r g l e i c h z u m W e t t b e w e r b b e s s e r e A b sorptions- und Reflexionswerte erreichen. Darüber hinaus sind verschiedenste Farbtöne einstellbar. Dies ist absolut neu auf dem Markt.

Gerade bei architektonisch einmaligen Bauwerken mit leichten und flexiblen Konstruktionen können diese Beschichtungen eingesetzt werden. Für Oberflächen von Bauwerken in sonnenreichen Gebieten der Erde ist eine Low-e-Beschichtung absolut notwendig. Innen-jalousien, Wände- und Innendächerbeschichtungen sind nur einige weitere Anwendungsbeispiele.

MehrschichtsystemDie Low-e Beschichtungen der neoxid GmbH werden mittels eines galvanischen Verfahrens hergestellt. Dafür wird ein Mehrschichtsystem auf Aluminium erzeugt. Dieses ist im Vergleich zu herkömmlichen PVD-Beschichtungen kostengünstiger und flexibler. Zusätzlich erhält die Beschichtung eine weitere trans-parente Schutzschicht, so dass eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegeben ist. Die Schicht-kombination ist auch in dieser Hinsicht marktüblichen PVD-Schichten überlegen, wie diverse Korrosionstests, insbesondere Salzsprühtests und Feuchtetests, zeigten. Durch den speziellen Schichtaufbau kann die Farbe der Beschichtung und natürlich auch die Low-e Eigen-schaft gezielt eingestellt werden. Mit der Low-e-Beschichtung von neoxid sind thermische Emissionen kleiner 0,2 und Albedos zwischen 0,1 und 1,0 erreichbar. Bei der Lichtechtheit kann die Schicht auf einer Skala von 1 bis 8 (herausragend) einen Wert von 8 erreichen.

Aufbringung durch Rolle-zu-Rolle VerfahrenDas Schichtsystem kann in einem Rolle-zu-Rolle Verfahren kostengünstig aufgebracht werden. Dies wurde an einer prototypisch gebauten Großanlage bereits demonstriert. Gefertigte Bänder können z.B. zu Klebebändern weiterverarbeitet und anschließend auf beliebige Flächen aufgebracht werden.

Neues aus Cluster, Verein und Branche

Heft 02.2016 19

Vorteile des Low-e BeschichtungssystemsNicht nur, dass das Low-e Beschichtungssystem der neoxid GmbH besonders gute Absorptions- und Emissions-werte erreicht und in vielen verschiedenen Farben her-stellbar ist – noch weitere Vorteile sind offensichtlich. Hier zusammenfassend alle Nutzenvorteile auf einen Blick:

• Vermeidung von Aufheizung durch Wärmestrahlung

• verschiedene Farbtöne einstellbar• thermische Emissionen kleiner 0,2 • Albedos im Bereich 0,1 und 1,0 • Korrosionsbeständigkeit• kostengünstige Herstellung

im Rolle-zu-Rolle Verfahren • robuste und langlebige Schichten• dauerhaft lichtechte Farben• thermisch stabil• Beschichtung auch auf 3D-Teilen möglich

Aufgrund des hohen wirtschaftlichen, technologischen und ökologischen Nutzens wurde dieses neuentwickelte Low-e Beschichtungssystem im Rahmen der Industrie-preisvergabe 2016 mit dem Prädikat BEST OF 2016, Energie & Umwelt, ausgezeichnet. Der Industriepreis wird jedes Jahr zur HANNOVER MESSE für besonders fortschrittliche Industrieprodukte vergeben. Eine unabhängige Fachjury bestehend aus Industrie-Branchenexperten, Professoren und Fachjournalisten bildet den erlesenen Kreis der Preisrichter. Sie sorgen für maximale Objektivität und machen den Preis in der Industriebranche so einzigartig. Das Prädikat wurde am ersten Messetag direkt vor Ort überreicht.

Autor: Dr. Dieter Ostermann neoxid GmbH

Über die neoxid GmbH

Dr. Dieter Ostermann,

Dipl.-Physiker, neoxid GmbH

Die neoxid GmbH mit Sitz in Neuss steht für neuste wissenschaftliche Forschung – basierend auf nanostrukturierten Metalloxiden. Dabei liegt der Schwerpunkt im Nano-Energiesektor. Gleichzeitig zeichnet sich die neoxid GmbH als Transferunternehmen aus, das wissenschaftliche Erfolge in industrielle Anwendungen umsetzt. www.neoxid.de

Mitglied

im

NMWP E.V.

Bilder: linke Seite unten: Farbfächer einiger Muster von Low-e-Aluminium-bändern; links: Kontinuierliche Bandbeschichtungsanlage für farbige Low-e-Aluminiumbänder Bilder: ©neoxid

Neues aus Cluster, Verein und Branche

20 NMWP-Magazin

3D-Kunststofftechnologie sorgt für Individualität und optische HighlightsDie Keballoy 3D-Technologie von Barlog Plastics aus Overath

ermöglicht Unternehmen individuelle Effektlackierungen mit

3D-Effekt für ihre Produkte – und das in allen Branchen, in denen

sichtbare Kunststoffteile zum Einsatz kommen. Dadurch können

einzelne Teile auch in der Serienfertigung ihr unverwechselbares

Erscheinungsbild erhalten.

Insbesondere bei Statusobjekten – wie beispielsweise Automobilen oder Mobiltelefonen – spielen Individualität

und optische Highlights für die Verbraucher eine immer wichtigere Rolle. In Zeiten der Serienfertigung bleibt der Aspekt von individuellem und damit unverwechselbarem Design häufig auf der Strecke. Individualität ist oft mit hohen Preisen verbunden. So zum Beispiel in der Auto-mobilindustrie: Dem Kunden stehen beim Kauf eines neuen Fahrzeugs nur begrenzte Auswahlmöglichkeiten wie die Lackfarbe und wenige Designvarianten zur Verfügung. Änderungen am Interieur und Exterieur sind

danach nur noch in Eigenregie oder durch die Hinzu-nahme von speziellen Werkstätten möglich. Diese nachträglichen Sonderanfertigungen kosten im Vergleich zum eigentlichen Automobilwert viel Geld. Doch der Wunsch nach besonderen und bezahlbaren Variationsmöglichkeiten steigt beim Verbraucher.

Mit der Keballoy 3D-Technologie von Barlog kann die individuelle Gestaltung von Kunststoffkomponenten mit 3D-Effekt in die Serienfertigung integriert werden. Denkbar ist hier auch ein Baukastenprinzip, bei dem der Kunde online sein Produkt – zum Beispiel ein Auto-mobil – mit verschiedenen Designvarianten individuell gestalten kann. Der Sportartikelhersteller Nike ist mit seiner individualisierbaren Linie „NIKEiD“ seit Jahren erfolgreich unterwegs.

Wie funktioniert die 3D-Kunststofftechnologie?Mit der Keballoy 3D-Technologie von Barlog lassen sich im Spritzgussverfahren kostengünstig und in hoher Stückzahl Bauteile mit technischen Thermoplasten herstellen. Das Material wird mit speziellen Füllstoffen ausgestattet, die es ermöglichen, durch Magnetismus Informationen in der Oberfläche zu speichern – vom Grundprinzip ganz ähnlich einer Audiokassette.

In einem zwischengeschalteten Prozess wird das gewünschte Design magnetisch in die Oberfläche einge-bracht. Mit vernetzter und automatisierter Produktions-technologie kann anschließend jedes Kunststoffteil mit einem individuellen Design ausgestattet werden.

Auch US-Präsident Obama und Bundeskanzlerin Angela Merkel zeigten sich begeistert vom Concept Car Rinspeed „Etos“ mit Barlog 3D-Techno-logie (Bild: Quelle Rinspeed)

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Heft 02.2016 21

Anwendungsbeispiel aus der Automobilindustrie: Mut zur InnovationIn der Automobilindustrie herrschen starker Wettbe-werbsdruck sowie hohe Anforderungen im Bereich der Gewichtseinsparung. Individuelle Gestaltungsmöglich-keiten in der Serienfertigung haben hier eine geringere Priorität und bleiben aufgrund hoher Investitionen oft auf der Strecke. Doch insbesondere in der Automobil-industrie, wo emotionale Faktoren die Kaufentschei-dung beeinflussen, bieten individuelle Gestaltungs-möglichkeiten einen echten Wettbewerbsvorteil.

Die innovative Technologie Keballoy 3D ist problemlos und kostengünstig in die Serienfertigung integrierbar. Ein solches Bauteil befindet sich auch in dem neuen Concept Car „∑tos“ des Schweizer Unternehmens Rinspeed. Das Familienunternehmen Barlog hat hier-für eigens die Frontblende mit 3D-Effektlackierung konzipiert. Zwar handelt es sich bei dem Fahrzeug um eine Sonderanfertigung, jedoch ist das Anwendungs-beispiel ohne weiteres auf die Serienfertigung über-tragbar und bietet großes Potential.

Mut zur InnovationDas Schweizer Unternehmen Rinspeed präsentiert seit 1991 jährlich Concept Cars. Im Fokus stehen bei den Fahrzeugen der Fahrer und die Insassen, die von den innovativen und emotionalen Features angesprochen werden. Der neue Rinspeed „∑tos“ vereint das Thema selbstfahrendes Auto mit vielen optischen Highlights und technischen Spielereien: Hierzu gehören beispiels-weise das automatisch falt- und einziehbare Lenkrad im Innenraum, ein selbstlernendes Infotainment-system, acht HD-Kameras zur lückenlosen Über-wachung der Umgebung oder die bordeigene Drohne zur Aufnahme von Spritztouren aus der Vogelperspek-tive nebst Landeplattform im Heck.

Barlog beteiligt sich an dem futuristischen Fahrzeug in Form der Frontblende zwischen den Scheinwerfern mit 3D-Effektlackierung. Die Beteiligung am „∑tos“ mit der Keballoy 3D-Technologie ist ein hervorragendes Beispiel zur Verwendung solcher Bauteile in der Automo-bilindustrie, aber auch ganz allgemein für den Ein-satz von 3D-lackierten Kunststoffkomponenten. Mut zur Innovation und Individualisierung sind nicht zwangsläufig mit hohen Kosten verbunden.

Stetige Produktverbesserung Erfinder der Keballoy 3D-Technologie ist Frank Barlog, Geschäftsführer der zur BARLOG Gruppe gehörenden BAHSYS GmbH. Die 3D-Technologie resultiert aus dem Werkstoff- und Magnetisierungs-Know-how des Unter-nehmens. Ausgangspunkt für die Produktentwicklung waren die Lösungen der KEBABLEND/M-Serie, zur Herstellung spritzgegossener Magnete. Darüber hinaus

wollte man das optische Erscheinungsbild der KEBALLOY-Serie noch stärker zum Ausdruck bringen. Die deko-rativen und verchromten Kunststoffteile, die auch zur Gewichtsreduktion im Vergleich zu Metall dienen, finden beispielsweise in der Automobilindustrie bei der Herstellung von Türgriffen, Bedienknöpfen oder Zier-leisten Anwendung. Auf der Suche nach einer kosten-günstig realisierbaren 3D-Lösung, entwickelte Frank Barlog gemeinsam mit seinem BAHSYS-Team die oben beschriebene Vorgehensweise und verbesserte die Technologie Stück für Stück mit Hilfe des internen Prüflabors. Das Ergebnis bietet Unternehmen die Chance, sich trotz Serienfertigung über individuelle Gestaltungsmöglichkeiten abzusetzen und den Verbrauchern einen echten Mehrwert zu bieten.

Mitglied

im

NMWP E.V.

Autor: Frank Barlog BARLOG GRUPPE

www.barlog.de

Über die BARLOG Gruppe Die BARLOG GRUPPE mit Sitz in Overath ist ein Full-Service-Anbieter rund um die Kunststoff-technik. Technisches Know-how und langjährige Markterfahrung werden mit kreativen Ideen und moderner Technologie verbunden.

Der Unternehmensbereich BAHSYS steht mit jahrelanger Kunststofferfahrung und Fach-expertise seinen Kunden von der Idee bis zur Serienfertigung zur Seite. Technikbegeisterung und Vertrauen in das Material Kunststoff treiben die Mitarbeiter an und machen das Unternehmen zu einem der innovativen Vorreiter der Branche. Maßgeschneiderte Kunststoffprodukte orientieren sich stets am Mehrwert und der idealen Lösung für den Kunden. Hierfür steht auch die Keballoy 3D-Technologie. www.barlogplastics.de

Autor: Frank Barlog, Geschäftsführer BAHSYS GmbH

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22 NMWP-Magazin

Die Marke temiCoat® steht für hochinnovative Seam-less Nanoimprint-Technologie für Display-, Photo-

voltaik-, biomedizinische und bionische Anwendungen. Die angebotenen One-stop-shop-Lösungen zum Druck von Strukturen im Mikrometer- und Nanometer-Bereich schließen die komplette Produktionskette ein, inklusive Anlagen, der nötigen Chemie, der Serien-fertigung sowie der Endprodukte.

„Sie glauben gar nicht, wie schwierig es ist, einen geeig-neten Anlagenhersteller zu finden.“ schildert Michael Sievers die aufwändige Suche der letzten Monate. Sievers ist Betriebsleiter eines führenden Produzenten von Biosensoren. Vor zwei Jahren kam aus einem Forschungsprojekt die zündende Idee für einen viel-versprechenden Mikrofluid-Sensor, der unter anderem die Coagulation von roten Blutkörperchen messen kann. Von der Idee bis zur industriereifen Entwicklung war es wider Erwarten gar nicht so schwierig. Als es jedoch an die Serienfertigung gehen sollte, war plötzlich kein geeigneter Anlagenhersteller in Sicht. „Besonders die großtechnische Fertigung der nanostrukturierten inneren Oberfläche des Bio-Chips ist kniffelig und von den meisten Anlagenherstellern nicht reproduzierbar zu bewältigen.“ erzählt Sievers weiter. „Wir haben sehr lange suchen müssen, um die geeignete Beschich-tungstechnologie zu finden und noch schwerer war es, einen Hersteller finden, der die nanofeine Oberfläche der Sensoren mit entsprechender Genauigkeit und Präzision herstellen kann.“

Nanostrukturierte OberflächenDabei werden entsprechende Strukturen in vielen Anwendungen bereits heute eingesetzt und sorgen für hellere Displays, effizientere Solarzellen, schnellere Sportboote und eben bessere Biosensoren. Lange Zeit aber waren sogenannte nanostrukturierte Oberflächen eine Domäne der Vakuumverfahren. Die Halbleitertechnik und Solarzellindustrie sind darauf angewiesen und konnten sich die teuren Anlagen eine Zeit lang gut leisten. „Sobald wir aber in die Massenanwendung von Einmal-artikeln gehen, kommen wir an eine Grenze, denn der

Markt ist nicht bereit für ein einziges schmutzabweisen-des Pflaster fünf Euro und mehr zu bezahlen.“ so Thomas Kolbusch, Prokurist der Coatema GmbH aus Dormagen.

Bis zu 30 Nanometer Sievers stieß im Jahr 2014 bei einem Fachseminar auf Coatema und unterhielt sich mit den Anlagenbauern über sein Produkt und die problematische Suche nach einer Fertigungsanlage. Zu diesem Zeitpunkt hatten sich Kolbusch und Oliver Humbach, Geschäftsführer der temicon GmbH in Dortmund gerade zusammengetan, um ihre Expertise in der gemeinsamen Marke temiCoat® zu bündeln. Während Coatema auf mehr als 40 Jahre Erfahrung im Beschichtungs-, Druck- und Laminier-anlagenbau zurückgreift, brachte temicon sein Spezial-wissen über Imprintwerkzeuge und UV-Rollen-Imprint-systeme zur Nanostrukturierung von Oberflächen mit ein. Beide Firmen gelten als „hidden champions“ des deutschen Maschinenbaus, also als hochspezialisierte, verborgene Marktführer ihrer Disziplin. „Es ist extrem schwierig, Nanostrukturen mit hoher Wiederholgenauig-keit in die Serie zu bekommen, aber wir schaffen das bis runter zu 30 Nanometer – unter Atmosphärenbedin-gungen.“ erklärt Humbach, „Das macht diese Produkte einfach extrem preiswert!“

Funktionale Oberflächen – ähnlich zu Hai-HautMit der gemeinsamen Marke temiCoat® scheinen beide in eine Marktlücke gestoßen zu sein. „Es ist zwar eine Nische, aber bei Test- und Produktionsanlagen für Nanoimprint macht uns so leicht keiner was vor.“ meint Kolbusch. Humbach ergänzt: „Es geht ja nicht nur um dekorative Oberflächen wie Hologramme, sondern vor allem um funktionale Oberflächen von Metallen oder Folien, die dem Produkt ganz besondere Eigenschaften verleihen müssen.“

Ein Beispiel ist der bereits gut bekannte Lotusblüten-effekt, durch den eine Oberfläche äußerst schmutz-abweisend und quasi selbstreinigend wird. Die neuesten Anwendungen umfassen antibakterielle, bionische und

Nanooberflächen – geht's auch preiswert?Zwei etablierte Technologie-KMU aus NRW - Coatema und temicon –

präsentieren gemeinsam die Marke temiCoat®. Sie bietet

Pionierlösungen im Bereich gedruckter Nanostrukturen.

Neues aus Cluster, Verein und Branche

Heft 02.2016 23

lichtführende Oberflächen. Damit werden neue medizi-nische Anwendungen greifbar, die Displays der Zukunft noch heller und die Behandlung von Flugzeugober-flächen und Schiffsrümpfen lässt sie der Haut von Haien ähnlich werden und reduziert somit den Strömungs-widerstand in Luft und Wasser. Dies spart Energie und Geld für die Fluggesellschaften und Reedereien.

Biosensoren in KleinserieDr. Klaus-Peter Crone ist Leiter des Technikums von Coatema, Experte in Beschichtungstechnologien, und schildert den typischen Ablauf: „Am Anfang ist oft nur eine Produktidee da. Der Vorteil unseres Technikums ist, dass die Kunden dort nicht nur gemeinsam mit uns ihr Produkt entwickeln können, Sie können es auch auf unseren Versuchsanlagen direkt herstellen, in die Produktionsanlage up-scalen, und wir sind uns bei vielen Produkten und Prozessen mit unseren Kunden so sicher, dass wir sogar eine Garantie auf das End-produkt geben können.“

Dies war auch für Michael Sievers das entscheidende Argument. Seine Anlage ist mittlerweile über das Versuchsstadium hinaus und in die Produktion überge-gangen. Seit März 2016 werden darauf Biosensoren in Kleinserie hergestellt, die nun auch im Klinikalltag getestet werden. „Die ersten Rückmeldungen waren sehr positiv.“ schildert er „Wir haben ein Produkt gesucht, mit dem wir einen neuen Markt erschließen können. Und wir haben einen Hersteller gefunden, der uns zuverlässig und mit hoher Qualität begleiten kann.“

Sievers weiter: „Wir haben noch viel vor, und noch einige Ideen auf Lager, die wir nun unter Kostenaspekten auch umsetzen können.“ Es scheint als ob „Made in Germany“ kaum an Innovationskraft eingebüßt hat.

oben links: Dr. Klaus-Peter Crone im Coatema Technikum; unten links: Michael Sievers an einer Coatema-Beschichtungsanlage; rechts: Nanostruk-turierung einer Metallfolie (Bilder: ©coatema)

Autor: Thomas Kolbusch Coatema GmbH

Über die Coatema GmbHCoatema Coating Machinery GmbH konstruiert und fertigt Anlagen für die Bereiche Beschichten, Drucken und Laminieren. Sowohl für Rolle zu Rolle-Anwendungen bahnförmiger Substrate als auch für Stückgutbeschichtung. Das Unter-nehmen ist seit 40 Jahren in Märkten wie Textil, Folien- und Papierbeschichtung aktiv und bietet hier Produktions- und Pilotanlagen. www.coatema.de

Über die temicon GmbHtemicon GmbH ist der führende Anbieter von hochqualitativen mikro- und nanostrukturierten Produkten als Schlüsselkomponenten für Display-, Life Science-, Solar- und biomedizi-nische Anwendungen. Das Technologieunter-nehmen hat eine einzigartige Plattform für Mikro- und Nanostrukturierung geschaffen. www.temicon.de

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NMWP E.V.

Neues aus Cluster, Verein und Branche

24 NMWP-Magazin

Wasserstoff ist ein Energieträger, der in Brennstoff-zellen verwendet werden kann, wobei die Energie-

gewinnung durch eine chemische Reaktion erfolgt, bei der ausschließlich Wasser und Wärme als Neben-produkte erzeugt werden. Daher wird Wasserstoff als erneuerbarer Energieträger in den kommenden Jahren eine immer wichtigere Rolle spielen. In molekularer Form liegt er üblicherweise nicht in der Natur vor, sondern muss zunächst aus anderen Stoffen gewonnen werden. Es werden aktuell jährlich etwa 57 Millionen metrische Tonnen (57.000.000.000 kg) Wasserstoff produziert, wobei der Großteil aus fossilen Energieträgern (Erdgas, Erdöl, etc.) gewonnen wird.

Würde der gesamte Wasserstoff mittels Elektrolyse aus erneuerbaren Energien wie z. B. Windkraft, Photovoltaik, etc. erzeugt werden, müsste fast die gesamte weltweit pro Jahr erzeugte elektrische Energie für die Wasser-stoffproduktion verwendet werden. Neue Technologien wie die photoelektrochemische Wasserspaltung können hier einen wichtigen Beitrag zu einer nach-haltigeren Wasserstoffproduktion leisten.

Umwandlung von Sonnenenergie Obwohl das Funktionsprinzip der photoelektrochemischen (PEC) Wasserspaltung bereits seit den 1970er Jahren erforscht wird, konnte diese Technologie bislang nicht großtechnisch umgesetzt werden. Bei der PEC wird Sonnenenergie direkt in chemische Energie (Wasser-stoff) umgewandelt. Die bei der photoelektrochemischen Wasserspaltung verwendeten Halbleitermaterialien sind ähnlich denen in Photovoltaikanlagen, allerdings befinden sie sich in einem wässrigen Elektrolyten.

Bei einer PEC-Zelle wird Licht in der Photoanode, einem halbleitenden Material, absorbiert, und die entstehenden Ladungsträger („Löcher“ bzw. „Defektelektronen“ (h+) sowie Elektronen (e-)) oxidieren einerseits das Wasser an der Anode und reduzieren das Wasser an der Kathode. Im Endergebnis wird Wasser somit in seine Bestand-teile Sauerstoff und Wasserstoff gespalten.

Für diese Technologie werden effiziente Katalysatoren benötigt, die einerseits einen Großteil des Sonnenlichtes absorbieren und die Energie für die Wasserspaltung zur Verfügung stellen sowie darüber hinaus langlebig, günstig und ungiftig sind, um großtechnisch eingesetzt werden zu können. Eisenoxid, das als rotes Pigment Hämatit vielfältig großtechnisch eingesetzt wird, erfüllt die meisten der oben genannten Kriterien. Als Rohstoff ist es fast unbegrenzt verfügbar, es ist sehr stabil und es absorbiert einen großen Anteil des sichtbaren Lichts. Allerdings ermöglicht Hämatit nur sehr geringe kata-lytische Aktivitäten. Durch Nanostrukturierung, gezielte Dotierung sowie einen maßgeschneiderten Elektroden-aufbau ist es möglich, leistungsfähige und stabile Photoelektroden herzustellen. Genau hier setzt die Forschung der Arbeitsgruppe Mathur an.

Photoelektrokatalyse – Neue Impulse für die Wasserstoff-WirtschaftDer erneuerbare Energieträger Wasserstoff wird in den kommenden

Jahren eine immer wichtigere Rolle spielen.

Abbildung: Schematische Darstellung der Funktionsweise einer photo-elektrochemischen Zelle mit transparenter leitfähiger Elektrode (TCO), Photoanode (Hämatit), sowie einer Platinkathode unter basischen Bedin-gungen. Der Sauerstoff bildet sich an der Anode und Wasserstoff an der Kathode. (Bild: ©UniKöln)

Neues aus Cluster, Verein und Branche

Heft 02.2016 25

EU-Projekt SO-LAROGENIXIn Kooperationen mit akademischen und industriellen Partnern werden der Einfluss von Materialien, Dotierungen, Beschaffenheit und Herstellungsverfahren auf die Effizienz der hergestellten Photoelektroden untersucht. In dem von der Arbeitsgruppe Mathur koordinierten EU-Projekt SO-LAROGENIX (www.solarogenix.eu), in dem universitäre Forschungsgruppen, Forschungs-institute sowie Industriepartner drei Jahre lang (Februar 2013 – Januar 2016) Hand in Hand gearbeitet haben, ist es gelungen die Technik der photoelektrochemischen Wasserspaltung mit der Fertigung eines 100 cm2 großen Demonstrators weiter zu bringen. In Anbetracht der Größe der bisher von anderen Forschungsvereinigungen hergestellten Photoelektroden von unter 10 cm2 stellt dies einen bedeutenden Schritt in Bezug auf eine Industriali-sierung dieses Verfahrens dar. Die weitere Forschung der Arbeitsgruppe Mathur beschäftigt sich in den kommenden Jahren vor allem mit der Verbesserung der Stabilität der Materialien, um möglichst langlebige Elektroden zu gewährleisten.

Die Forschung auf dem Gebiet der photoelektrochemi-schen Wasserspaltung befindet sich noch nicht auf dem Niveau, dass eine industrielle Anwendung durch-führbar ist. Der Erfolg von SO-LAROGENIX und weiterer Projekte (z. B. DFG SSP1613, PECULIAR) der Arbeits-gruppe Mathur zeigen jedoch, dass nur durch eine enge Zusammenarbeit universitärer und industrieller Partner erfolgreiche Entwicklungsarbeit geleistet werden kann, um die Attraktivität dieses Verfahren für die Wirtschaft zu steigern.

Die Arbeitsgruppe von Prof. Sanjay Mathur am Institut für Anorganische Chemie der Universität zu Köln besteht aus über 40 Mitarbeitern, die sich mit der Syn-these und Charakterisierung von Anorganischen Nano-strukturen beschäftigen. Der Fokus der Forschungs-arbeiten reicht von Grundlagenforschung bis hin zu anwendungsbezogenen Aspekten innovativer chemi-scher Herstellungsverfahren von Materialien. Die Arbeitsgruppe verfügt über einen hervorragenden Gerätepark zur Synthese und Charakterisierung von Nanomaterialien. Es werden neue Konzepte zur molekül-basierten Synthese von Nanopartikeln, Nanodrähten und nanostrukturierten Beschichtungen entwickelt, die für unterschiedliche Anwendungen erforscht werden. Der zentrale Ansatzpunkt für die Materialsynthese basiert auf der Umwandlung von speziell designten chemischen Prekursoren mit materialkonstituierenden chemischen Strukturelementen zu nanokristallinen Phasen. Die angestrebten Anwendungsgebiete um-fassen biomedizinische Anwendungen wie gezielte Verabreichung von Medikamenten, Gas- und Feuchtig-keitssensoren, Schutzschichten z.B. gegen Korrosion und funktionelle Oberflächen, die hydrophobe, hydro-phile, photokatalytische oder photoelektrochemische Eigenschaften aufweisen.

Über die Autoren

Prof. Sanjay Mathur, Direktor des Instituts für Anorganische Chemie und Inhaber des Lehr-stuhls für Anorganische und Material Chemie der Universität zu Köln.

www.mathur.uni-koeln.de

Dr. Lisa Czympiel hat im April 2014 ihre Promo- tion auf dem Gebiet der heterogenen Katalyse abgeschlossen und leitet seit Januar 2015 die Untergruppe Synthese und Katalyse am Lehr-stuhl für Anorganische und Material Chemie.

Autoren: Prof. Sanjay Mathur Dr. Lisa Czympiel Universität zu Köln, Lehrstuhl für Anorganische und Material Chemie

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26 NMWP-Magazin

Die Nutzung von Ultraschall mit hoher Energiedichte hat sich seit Jahren für vielfältige technische

Anwendungen bewährt. Einsatzgebiete liegen in der zerstörungsfreien Prüftechnik, dem Schweissen von Metallen und Kunststoffen, der Metallschmelzebe-schallung, Oberflächenreinigung sowie -bearbeitung. Vorzugsweise bei Kupfer-Kontaktverbindungen hat sich das Ultraschall-Schweissen bei zahlreichen Anwen-dungen in Elektronik- und Automobiltechnik etabliert. Insbesondere asiatische Unternehmen setzen auf diese Technologie zur Herstellung qualitativ hochwertiger und kostengünstiger Verbindungen.

Eine durch die EUROMAT® betriebene Entwicklung stellt das Ultraschall-Aktivlöten mit schwermetallfreien Loten dar. Die Lote sind dotiert mit Aktivelementen wie z.B. Ti, um die Benetzung an den Oberflächen zu verbessern. Dadurch gelingt das korrosionsfreie Löten und Metallisieren von Metallen, Leichtmetallen, Kera-miken, Gläsern und Komposit-Werkstoffen ohne Fluss-mittel bei Löttemperaturen von 150 oC bis 480 oC. Somit entspricht dieses Fügeverfahren den RoHS-Richtlinien mit folgenden Eigenschaften:

• Gasdicht und Eignung für Tieftemperatur-/ Vakuumapplikationen

• Hohe Wärmebeständigkeit mit sehr guten elektrischen und wärmeleitenden metallischen Werkstoffübergängen

• Thermowechselbeständigkeit• Hohe Scherfestigkeiten durch

metallurgische/chemische Verbindung• Keine Korrosion der Lötstellen durch

flussmittelfreie Lote• Wirtschaftliche Lösung zur Metallisierung

schwer benetzbarer Oberflächen• Vielzahl an Lotwerkstoffen verfügbar

für eine optimale Prozessauslegung• Patentierte, bleifreie Lotwerkstoffe einsetzbar

gem. RoHS-Richtlinien• Anlagentechnik auf individuelle Aufgabenstellungen

anpassbar• Prozessausführungen manuell oder automatisierbar

Die flussmittelfreien Aktivlote ermöglichen zusammen mit der Ultraschall-Einwirkung das direkte Benetzen von schwierig lötbaren Werkstoffen, z.B. von: Leicht-metallen (Al, Mg), Titan, Buntmetallen, Stählen, Edel-stählen, Chrom, Kupfer, Zinn, Zink, Sinter-/Poröswerk-stoffe, Gläsern (Blei, Soda), metallisierten Gläsern (z.B. ITO), Keramiken, Magneten, Supraleitern, Halbleitern (z.B.Germanium, Silizium) und Komposit-Werkstoffen MMC/CMC (Al-SiC, Si-SiC) sowie Metallschäumen.

Warum Löten mit Ultraschall-Technik?Das flussmittelfreie Löten mit Ultraschall mit bleifreien Loten ist umweltgerecht und nachhaltig. Lötstellen müssen nicht aufwändig nach dem Löten von Flussmittel-resten gereinigt werden. Die Ultraschallenergie pene-triert in die Oberflächenbereiche und sorgt für metallur-gische Verbindungen mit hoher Festigkeit. Dadurch sind eine Vielzahl an Metallen, Leichtmetallen, Kerami-ken, Kompositen und Gläsern löt- und metallisierbar. Die Lotschichten sind dicht und korrosionsfrei. Sie bieten sehr gute thermische und elektrische sowie metallische Leiteigenschaften. Der Ultraschall-Lötprozess ist einfach und sauber. Er lässt sich automatisieren und Bauteile können auch in größeren Stückzahlen automa-tisiert und wirtschaftlich gelötet werden. Das Löten und Metallisieren neuer Werkstoffe mit Ultraschalltechnik in den Bereichen von Metallen, Leichtmetallen, Kerami-ken, Kompositen und Gläsern erlauben neue Produkt-entwicklungen und Steigerungen des Bauteilwirkungs-grades. Zahlreiche Kunden nutzen bereits die Ultraschall-Löttechnologie in den Bereichen Solar, Batterietechnik, Elektronik, Elektrotechnik, Motoren-bau, Transformatoren, Vakuumtechnik und Filtertechnik.

Schwermetallfreie Lote für die Ultraschall-LöttechnikDurch gesetzliche Vorgaben ist insbesondere im Elektronikbereich die Umstellung auf bleifreie Lote voll-zogen worden (RoHS). Diese werden aber i.d.R. mit Flussmitteln gelötet. Die bleifreien Lote für die Ultra-schall-Aktivlöttechnik basieren auf Zusammensetzungen von Sn+S.E., SnCu+S.E., SnAgTi+S.E., SnZnSb+S.E. sowie ZnAlTi+S.E. (S.E.: Seltene Erden). Weitere Legie-rungen sind mit Indium oder Wismut dotiert.

Die Euromat GmbH aus Aachen bietet Lösungen für das korrosions-

und schwermetallfreie Löten von Metallen, Leichtmetallen, Gläsern,

Keramiken und Komposit-Werkstoffen.

Ultraschall-Aktivlöttechnik

Neues aus Cluster, Verein und Branche

Heft 02.2016 27

Je nach Legierungstyp sind unterschiedliche Schmelz-temperaturen von 140 oC bis 450 oC in Form von Draht, Folie oder Preforms erhältlich. Diese werden je nach Anforderungsprofil entsprechend designed und gefertigt.

Qualität von Ultraschall-Aktivgelöteten VerbindungenDie Festigkeiten von Lötverbindungen werden charak-terisiert durch das verwendete Lotmaterial, die zu verlötenden Grundmaterialien, dem verwendeten Löt-prozess, die zu verlötende Fläche, die Lötnahtdicke, die Korrosionsanfälligkeit, das Belastungskollektiv sowie das Bauteildesign. Je dünner z.B. die Lötschicht ist, desto fester ist die Lötverbindung. Empfohlene Löt-nahtdicken liegen dabei zwischen 50 -100 μm. Entspre-chend sollte das Verbindungsdesign ausgelegt sein. Flächengeometrien mit möglichst passgenauen Tole-ranzen sind zu bevorzugen. Bei korrosivem Angriff ist auf entsprechende Lotauswahl zu achten. Zn-basierte Lotsysteme eignen sich hierbei besser als andere und behalten über längeren Zeitraum ihre Festigkeit. Über-lappende Lötflächen ergeben sicherere Lötverbindungen als stumpf gelötete Verbindungen. Die mittleren Scher-zugfestigkeiten liegen im Bereich von 30-50 μPa. Scherzugfestigkeiten bis zu 80 μPa lassen sich beim Ultraschall-Aktivlöten von Aluminiumwerkstoffen erzielen.

ZusammenfassungDie blei- und flussmittelfreie Ultraschall-Löttechnik eröffnet ein hohes Potential an industriellen Anwen-dungen, bei denen das stoffschlüssige Fügen schwierig fügbarer Werkstoffe für eine starke Steigerung des Produktwirkungsgrades ausschlaggebend ist. Neben der Neuteilfertigung ist der Bereich der Reparatur hochwertiger Bauteile von hohem Interesse. Mit ange-passten Loten und entsprechenden Ultraschallspitzen-geometrien können diese Bauteile kostengünstig instandgesetzt werden und sind schnell wieder verfügbar.

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NMWP E.V.

Über die Euromat® GmbH

Dr. Ino Rass Euromat® GmbH

Die Euromat® GmbH mit Sitz in Baesweiler bei Aachen setzt innovative Technologien beim Beschichten, Löten, Fügen und Wärmebehandeln von Werkzeugen, Bauteilen und Komponenten ein. Für eine erfolgreiche Umsetzung der Kunden-anfragen bedarf es einer umfassenden Betreuung. Dieses spiegelt sich im Dienstleistungsangebot wider:

• Beratung und Konzeptionierung• Analyse und Bewertung bei Technologie-

und Werkstoffauswahl• Engineering, Prozessentwicklung und

Prototyping• Beschichtungs-, Löt- und Wärmebehandlungs-

Service www.euromat.de

Metallographische Schliffbilder von verschiedenen Ultraschall-Aktivgelöteter Verbindungen. Löttemperaturen von 240-260 oC. Flussmittelfrei mit schwermetallfreiem Lot: 1 Bild: Titan mit Titan; 2. Bild: Aluminium mit Stahl; 3. Bild: Glas-Metallisierung; 4. Bild: Al-SiC mit Al-SiC

Autor: Dr. Ino Rass Euromat® GmbH

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28 NMWP-Magazin

Bei der Abendveranstaltung des International Laser Technology Congress AKL´16, organisiert vom

Fraunhofer ILT, fand vor über 500 Fachexperten aus der Lasertechnologie sowie 100 Gästen aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik der Campus Talk mit der feier-lichen Schlüsselübergabe zwischen der Landmarken AG mit KPF-Architekten und dem Fraunhofer ILT statt. Im Anschluss an den Talk zum Thema „Cluster Photonik – Tailored Light“ konnten die Gäste das neue Forschungs-gebäude mit seinen Forschungs- und Büroräumlichkeiten besichtigen.

An der Talkrunde nahmen Frau Stadtdirektorin Anne-kathrin Grehling (Stadt Aachen), Prof. Ernst Schmach-tenberg (Rektor, RWTH Aachen University), Norbert Hermanns (Vorstandsvorsitzender, Landmarken AG),

Prof. Reinhart Poprawe (Leiter Cluster Photonik, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT), Jens Hardvendel (Director, KPF Architects) und Prof. Ingomar Kelbassa (Department Manager, Siemens AG) teil.

Die forschungstechnische und bauliche Dimension standen in der Gesprächsrunde im Fokus. Grehling und Schmachtenberg betonten, dass Aachen in der Laser-technik für die produzierende Industrie ein international renommierter und mehrfach ausgezeichneter Standort ist.

Bei dem alle zwei Jahre stattfindenden AKL treffen sich über 600 Vertreter der Laser-Community im Aachener Eurogress – 2016 bereits zum elften Mal. Mehr als 80 Referenten tragen für Laserhersteller, Laseranwender und Einsteiger zielgruppenspezifisch Praxisbeispiele

Feierliche Eröffnung des Clusters Photonik auf dem Campus der RWTH Aachen Campus Talk mit Fraunhofer ILT, Landmarken AG und

KPF-Architekten vor 600 Gästen

Neues aus Cluster, Verein und Branche

Heft 02.2016 29

aus der Industrie und jüngste Forschungsergebnisse aus der Wissenschaft zusammen. In Europas größtem Laseranlagenpark am Fraunhofer ILT erleben Teilnehmer darüber hinaus Lasertechnik in über 90 Vorführungen live. Die technologische Konferenz wird von einer Spon-sorenausstellung von 52 namhaften Unternehmen der Lasertechnik begleitet. Teilnehmer haben in Einzel-gesprächen Gelegenheit, sich über innovative Produkte und Prozesse im Bereich der Lasertechnik zu informieren und neue Kontakte zu knüpfen oder bestehende zu vertiefen.

„Durch das Cluster Photonik auf dem RWTH Aachen Campus wird unsere internationale Rolle in der Laser-technik weiter ausgebaut“, so Prof. Reinhart Poprawe, Leiter Cluster Photonik. „Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, RWTH-Institute und Unternehmen forschen zukünftig gemeinsam unter einem Dach an den Möglichkeiten, Laser als vielfältiges Werkzeug zu nutzen.“

„Das Cluster-Prinzip des RWTH Aachen Campus, in dem Wirtschaft und Wissenschaft sich austauschen und gegenseitig befruchten, spiegelt sich auch in der Architektur wider“, sagte Nobert Hermanns mit Blick auf den nun offiziell eingeweihten Gebäudeabschnitt, das lichtdurchflutete Atrium und die vielen Begeg-nungsflächen. Der Vorstand der Landmarken AG, die wesentlich an der Projektgesellschaft ante4C GmbH beteiligt ist, ergänzte: „Wir haben vom Start weg an das Campus-Projekt geglaubt und bleiben ihm weiter eng verbunden.“

»Durch das Cluster Photonik

auf dem RWTH Aachen Campus

wird unsere internationale

Rolle in der Lasertechnik

weiter ausgebaut.« Prof. Reinhart Poprawe, Leiter Cluster Photonik

Bild links: Eröffnung Cluster Photonik v.l.n.r.: Jens Kreiterling (Land-marken AG), Jens Hardvendel (KPF Architects), Norbert Hermanns (Landmarken AG), Stadtdirektorin Annekathrin Grehling (Stadt Aachen), Prof. Johannes Henrich Schleifenbaum (Lehrstuhl Additive Fertigung), Prof. Ernst Schmachtenberg (RWTH Aachen University), Prof. Reinhart Poprawe (Leiter Cluster Photonik), Dr. Ulrich Steger (Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfa-len), Prof. Ingomar Kelbassa (Siemens AG) (Bild: ©Fraunhofer ILT/A. Steindl); Bild oben: Cluster Photonik auf dem Campus Melaten (Bild: ©Campus GmbH)

Über das Cluster PhotonikDas Cluster Photonik, eines von sechs Start-clustern auf dem RWTH Aachen Campus, ist spezialisiert auf die Erforschung und Entwick-lung von Verfahren zu Erzeugung, Formung und Nutzung von Licht, insbesondere als Werkzeug für die industrielle Produktion. Das Licht bzw. der Laserstrahl kann im Vergleich zu anderen Werk-zeugen präzise dosiert und gesteuert werden. Zwei Center sind in dem Cluster Photonik aktiv: Aachen Center for Additive Manufacturing (ACAM) und Center for Digital Photonic Production. www.rwth-aachen.de

Über Fraunhofer ILT Mit über 415 Mitarbeitern und mehr als 19.500 m² Nettogrundfläche zählt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT weltweit zu den bedeu-tendsten Auftragsforschungs- und Entwicklungs-instituten im Bereich Laserentwicklung und Laseranwendung. Die Kernkompetenzen um-fassen die Entwicklung neuer Laserstrahlquellen und -komponenten, Lasermess- und Prüftechnik sowie Laserfertigungstechnik. Hierzu zählt bei-spielsweise das Schneiden, Abtragen, Bohren, Schweißen und Löten sowie das Oberflächen-vergüten, die Mikrofertigung und das Rapid Manufacturing. Übergreifend befasst sich das Fraunhofer ILT mit Laseranlagentechnik, Prozessüberwachung und -regelung, Modellie-rung sowie der gesamten Systemtechnik. Das Leistungsspektrum reicht von Machbarkeits-studien über Verfahrensqualifizierungen bis hin zur kundenspezifischen Integration von Laser-prozessen in die jeweilige Fertigungslinie. Das Fraunhofer ILT ist eingebunden in die Fraunhofer-Gesellschaft, die mit 67 Instituten, 24.000 Mit-arbeitern und mehr als 2,1 Mrd. Euro For-schungsvolumen jährlich zu den bedeutendsten Forschungseinrichtungen in Deutschland gehört. www.ilt.fraunhofer.de

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NMWP E.V.

Autor: Sonja Wiesner Leitung Presse- und Öffentlichkeitsarbeit RWTH Aachen Campus GmbH

Neues aus Cluster, Verein und Branche

30 NMWP-Magazin

9. Deutsch-Russische Rohstoff-Konferenz

Die 9. Deutsch-Russische Rohstoff-Konferenz findet unter dem Titel „Rohstoffwirtschaft in Verantwor-

tung für Klima und Umwelt“ vom 23. bis 25. November 2016 in der CCD Stadthalle in Düsseldorf statt.

Die renommierte Konferenz, zu der zahlreiche hoch-rangige Gäste aus Russland und Deutschland erwartet werden, bietet eine wichtige Plattform, um Fachthemen der Energie- und Rohstoffwirtschaft zu diskutieren und bilaterale Kooperationsprojekte anzustoßen.

Die Veranstaltung wird vom Deutsch-Russischen Roh-stoff-Forum durchgeführt in Kooperation mit dem Ministerium für Wirtschaft, Energie, Industrie, Mittel-stand und Handwerk des Landes Nordrhein-Westfalen und der Landeshauptstadt Düsseldorf.

Schwerpunktthemen 2016• Rohstoffwirtschaft in Verantwortung für Klima und

Umwelt• Stand der deutsch-russischen Wirtschafts-

und Technologiepartnerschaft im Rohstoffbereich• Deutsch-Russische Hochschulzusammenarbeit im

Bereich Energie- und Rohstoff

• Beseitigung von Bergbaufolgen: Herausforderungen in Russland, Erfahrungen in Deutschland

Die Konferenz bietet den Teilnehmern neben Plenar-tagungen und Paneldiskussionen auch die Möglichkeit zu Technical Tours wie z.B. der Besichtigung eines Braunkohletagebaus mit Rekultivierung der RWE Power AG oder der Besuch des Bochumer Tiefbohr- und Geo-thermiezentrums.

Der Cluster NMWP.NRW organisiert und moderiert als regionaler Partner eines der drei Diskussionspanels: „Rohstoffe als Motor für Innovation“.

Hochrangige Referenten und Teilnehmer aus Politik und Wirtschaft werden zur 9. Deutsch-Russischen Rohstoff-Konferenz in der Düsseldorfer CDD erwartet. Auszug aus der Referentenliste

• Sigmar Gabriel, Bundesminister für Wirtschaft und Energie

• Arkadi Dworkowitsch, stellvertretender Minister-präsident der Russischen Föderation

• Prof. Dr. Klaus Töpfer, ehemaliger Untergeneral-sekretär der Vereinten Nationen, deutscher Schirmherr

• Prof. Dr. Wladimir Litvinenko, Rektor der Sankt Petersburger Bergbauuniversität, russischer Schirmherr

• Garrelt Duin, Minister für Wirtschaft, Energie, Industrie, Mittelstand und Handwerk des Landes NRW

• Thomas Geisel, Oberbürgermeister der Landes-hauptstadt Düsseldorf

• Dr. Edmund Stoiber, Bay. Ministerpräsident a. D.• Ronald Pofalla, Vorsitzender des Petersburger

Dialog e. V.

Die Anmeldung zur Konferenz ist bis 09. November 2016 möglich. Weitere Informationen finden Sie in einem Informationsflyer, der unter www.rohstoff-forum.org als Download zur Verfügung steht.

Die renommierte Veranstaltung findet in diesem Jahr in Düsseldorf

statt. Der Cluster NMWP.NRW moderiert als regionaler Partner

eines der drei Diskussionspanels.

Auszug aus dem Einladungsflyer zur 9. Deutsch-Russischen Rohstoff-Konferenz - ©DRRF

REFERENTEN (AUSWAHL)

Michail Sutjaginski*

Vorsitzender des Direkto-renrats der Unternehmens-gruppe TITAN

Prof. Dr. Friedbert Pfl üger Direktor European Centre for Energy and Resource Security (EUCERS), King’s College London

Andreas Kuhlmann*

Vorsitzender der Geschäfts-führung der Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena)

Prof. Dr. Klaus-Dieter BarbknechtRektor der TU Bergakademie Freiberg

Prof. Dr. Jürgen KretschmannPräsident der TH Georg Agricola, Bochum

Prof. Dr. Manfred FischedickVizepräsident des Wuppertal Ins-tituts für Klima, Umwelt, Energie

Dr. Fritz JaeckelStaatsminister, Chef der Sächsischen Staatskanzlei

Dr. Timm KehlerVorstand Zukunft Erdgas e.V.

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Sigmar Gabriel Bundesminister für Wirtschaft und Energie, Vizekanzler

Thomas Geisel Oberbürgermeister der Landeshauptstadt Düsseldorf

Arkadi Dworkowitsch stellv. Ministerpräsident der Russischen Föderation

Prof. Dr. Klaus Töpferehem. Untergeneralsekretär der Vereinten Nationen, deutscher Schirmherr

Prof. Dr. Wladimir Litwinenko Rektor der Sankt Petersburger Bergbauuniversität, russischer Schirmherr

Garrelt Duin Minister für Wirtschaft, Energie, Industrie, Mittelstand und Handwerk des Landes NRW

Prof. Dr. Valerij Jasew Präsident des Verbandes der Montanindustriellen der Russischen Föderation

Ronald Pofalla Vorsitzender des Petersburger Dialog e. V.

Pawel Sawalnij Präsident der Russischen Gasgesellschaft

Dr. Wolfgang Büchele* Vorsitzender des Ost-Ausschus-ses der Deutschen Wirtschaft, Vor-standsvorsitzender der Linde AG

Dr. Karsten Heuchert Vorstandsvorsitzender der VNG – Verbundnetz Gas AG

Dr. Edmund Stoiber Bayerischer Ministerpräsident a. D.

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Hans-Joachim WelschVorsitzender BDI-Rohstoff aus-schuss, Geschäftsführer ROGESA Roheisengesellschaft Saar mbH

Natalia KomarovaGouverneurin des autonomen Gebiets der Chanten und Mansen

Andrej Gurjew*

Generaldirektor der OAO PhosAgro

Alexander Nowak* Energieminister der Russischen Föderation

Klaus SchäferVorstandsvorsitzender der Uniper SE

* angefragt

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Die aktuelle Referentenliste fi nden Sie unter

www.rohstoff -forum.org

PROGRAMM

Mittwoch, 23. November

Anreise der Teilnehmer

13:00 − 18:00 Uhr Unternehmensbesichtigungen (zeitgleich) Besuch des größten europäischen Abfall-Recycling Zentrums

der REMONDIS GmbH in Lünen Besuch des Tiefbohr- und Geothermiezentrum GZB, Bochum Besichtigung eines Braunkohletagebaus mit Rekultivierung

der RWE Power AG19:00 Uhr Begrüßungsabend RHEINTERRASSE | Joseph-Beuys-Ufer 33 | 40479 Düsseldorf

Donnerstag, 24. November

CCD Congress Center Düsseldorf | Stockumer Kirchstr. 61 | 40474 Düsseldorf

09:45 − 11:15 Uhr Eröff nung11:15 − 11:45 Uhr Kaff eepause11:45 − 13:30 Uhr Plenartagung 1: Rohstoff wirtschaft in Verantwortung für Klima und Umwelt13:30 − 14:30 Uhr Mittagspause14:30 − 16:00 Uhr Paneldiskussionen (zeitgleich) Deutsch-Russischer Unternehmer-Roundtable (mit Kooperati-

onsbörse) Deutschlands Klimaziele: Chancen oder Risiken für Erdgas? Rohstoff e als Motor der Innovation 16:00 − 16:15 Uhr Kaff eepause16:15 − 18:00 Uhr Plenartagung 2: Deutsch-Russischer Energie- und Rohstoff dialog Rede Bundeswirtschaftsminister Sigmar Gabriel Rede stellvertretender Ministerpräsident Arkadi Dworkowitsch anschließend Podiumsdiskussion18:30 − 19:00 Uhr Verleihung des Georgius-Agricola-Preis des Deutsch-Russischen Rohstoff -Forums19:00 Uhr Empfang

Freitag, 25. November

CCD Congress Center Düsseldorf | Stockumer Kirchstr. 61 | 40474 Düsseldorf

10:00 − 13:00 Uhr Paneldiskussionen Stand und Perspektiven der deutsch-russischen Hochschul-

kooperation im Bereich Energie und Rohstoff e Beseitigung von Bergbaufolgen – Herausforderungen in

Russland, Erfahrungen in Deutschlandab 14:00 Uhr Kulturprogramm in Düsseldorf

B2B Deutsch-RussischeKooperationsbörse!

Thematische Meeting-Points!

Unternehmens-besichtigungen!

Jetzt mitdiskutieren:Kontaktieren Sie dieModeratoren online!

Jetzt Unternehmensprofi lonline veröff entlichen!

www.rohstoff -forum.org

Neues aus Cluster, Verein und Branche

Heft 02.2016 31

Neue Werkstoffe und Nanotechnologie sind Schlüssel-technologien im Sinne der Hightech-Strategie der

Bundesregierung. Durch innovationsbegleitende Maßnahmen unterstützt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) die Vernetzung und den interdisziplinären Austausch von Kompetenz-trägern, den Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis sowie die Kommunikation mit der Öffentlich-keit und beteiligten gesellschaftlichen Interessens-vertretern.

Die im Rahmen dieser Hightech-Strategie initiierte Kompetenzkarte zu den Werkstofftechnologien bietet einen Überblick zu interdisziplinären Forschungs-institutionen und branchenübergreifenden Unternehmen sowie Ansprechpartnern im Bereich der Material- und Werkstoffforschung in Deutschland. So werden Kom-petenzen bundesweit und global sichtbar gemacht.

Die interaktiven Kompetenzkarten ermöglichen es, Akteure aus den Bereichen Industrie, Forschung, Aus- und Weiterbildung sowie Technologietransfer nach Regionen, Anwendungs- und Technologiefeldern zu recherchieren und in übersichtlichen Landkarten darzustellen. Zoomfunktionen erlauben die Darstellung

einzelner Bundesländer. Jede Institution ist mit einem eigenen Eintrag vertreten, der Kontaktdaten sowie Kurzprofile über das Forschungs- und Tätigkeits-spektrum beinhaltet.

Nutzen auch Sie die Kompetenzkarte zu den Werkstoff-technologien, um Ihre Aktivitäten in der Werkstoff-technologie sichtbar zu machen. Die Karte bietet einen kompakten Überblick zu interdisziplinären Forschungs-institutionen und branchenübergreifenden Unternehmen sowie Ansprechpartnern im Bereich der Material- und Werkstoffforschung in Deutschland.

Ihre Vorteile als registrierter AkteurDie Kompetenzkarte wird national wie global abgefragt. Ihre zahlreichen Vorteile sind:

• Ein Überblick über die wachsende Akteursszene in Deutschland.

• Sie werden in die regionalen Verteiler von Unternehmen bzw. FuE-Einrichtungen zu Themen der Werkstofftechnologie aufgenommen.

• Sie können Ihre Position bundesweit und international ausbauen.

• Als Ansprechpartner und Kompetenzträger einer innovativen Branche können Sie von potentiellen Partnern schneller gefunden werden.

• Finden Sie möglichst schnell und einfach geeignete Kooperations- bzw. Geschäftspartner.

• Intensivieren Sie Ihre Vernetzung und den interdisziplinären Austausch.

• Der Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis bzw. in die Marktprodukte wird beschleunigt.

• Nutzen Sie Ihren Eintrag als Marketing-Instrument.

Einen kostenfreien Eintrag können Sie ganz einfach selbst vornehmen unter www.w-map.de Weitere Informationen zur Werkstoffkarte und anderen Forschungs- und Bildungslandkarten des BMBF finden Sie unter www.werkstofftechnologien.de.

Forschungslandkarte Werkstoffe des BMBFErhöhen Sie die bundesweite sowie globale Sichtbarkeit

Ihrer Kompetenzen! Jetzt kostenlos registrieren!

Neues aus Cluster, Verein und Branche

32 NMWP-Magazin

ROCKET fördert die Zusammenarbeit zwischen Wirt-schaft und Wissenschaft im deutsch-niederländi-

schen Grenzgebiet zwischen Nordsee und Niederrhein zur Stärkung von Forschung, technologischer Entwick-lung und Innovation.

Schlüsseltechnologien (KET; Key Enabling Technolo-gies) wie Nanotechnologie, Mikrosystemtechnik, Mikro- und Nanoelektronik, innovative Materialien und Werkstoffe sowie Photonik bilden die technologische Grundlage für die Antworten auf die globalen Heraus-forderungen.

Dieses Projekt wird im Rahmen des INTERREG-Programms von der Europäischen Union und den INTERREG-Partnern finanziell unterstützt. Die Laufzeit des Projektes ist 2016 - 2020 und ging mit einem zu verteilenden Gesamtbudget von 8 Mio. Euro an den Start.

Zielsetzungen des Projektes ROCKET• Aufbau, Förderung und Durchführung

grenzüberschreitender Innovationsprojekte in den Bereichen Gesundheit, Energie und Produktion.

• Evaluierung von Projektideen mittels Machbarkeitsstudien.

• Beschleunigung des Wissenstransfers zur Entwicklung von bis zu 40 marktfähigen, KET-basierten Produkten.

• Aufbau eines grenzüberschreitenden Netzwerks mit einem großen Pool von High-Tech KMU.

• Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit von KMU, Förderung von Wachstum und Schaffung von Arbeitsplätzen.

Fünf regionale Koordinatoren (Oost NV, Business Cluster Semiconductors Netherlands, Kennispark Twente, Cluster NanoMikroWerkstoffePhotonik.NRW und die innos - Sperlich GmbH) stehen als Ansprechpartner und Berater vor Ort zur Verfügung.

Bewerben auch Sie sich – gemeinsam mit Ihrem niederländischen Partner – mit Ihrer innovativen Idee. Welche Regionen zum ROCKET-Fördergebiet gehören, sehen Sie auf der Karten rechts. Im Cluster NMWP.NRW steht Ihnen der Projektkoordinator Dirk Kalinowski (E-Mail: dirk.kalinowski@nmwp.de) zur Verfügung.

Mitte 2016 liefen bereits die ersten vier Innovations-projekte an: SAIL PRO, Antibacterial Materials, Super-Surf und FastPharma. Eine kurze Beschreibung dieser Projekte sehen Sie auf der rechten Seite .

Am ersten September 2016 fand in Kleve das ROCKET Kick-Off Meeting statt. Aktuelle Entwicklungen zu laufenden und neuen Projekten sowie Informationen zum ROCKET-Projekt und einen detaillierten Info-flyer finden Sie unter www.rocket-innovations.de

Projekt ROCKET gestartet!Der Cluster NMWP.NRW ist Corepartner des Projektes ROCKET.

Im Rahmen des INTERREG V A-Programms für das deutsch-

niederländische Grenzgebiet steht für innovative F&E-Projekte

ein Budget von 8 Mio. Euro zur Verfügung. Werden auch

Sie ein Teil von ROCKET und bewerben Sie sich mit Ihrer Idee.

Der Countdown läuft!

RegiOnal Collaboration on Key Enabling Technologies

2016-2020Projektlaufzeit

Bis zu

15Machbarkeitsstudie

n

Bis zu

10Innovationsprojekte

Bis zu

80beteiligte Projektpartner

Bis zu

40neue KET-basierte Produkte

8Mio. Euro

Budget

Förderprogramme

Heft 02.2016 33

Bereits bewilligte und laufende Innovationsprojekte:

SAIL PRO (Produktion) Die Entwicklung eines lasergestützten Produktions-verfahrens von Nanopartikeln und deren Anwendungs-potenziale in einer Vielzahl unterschiedlicher Matrizen steht im Fokus des Projekts „SAIL PRO“ (Safe and Amplified Industrial Laser PROcessing).

Antibacterial Materials (Gesundheit & Produktion) Neuartige antibakterielle Materialien auf der Basis von Keramiken bieten eine Vielzahl von Anwendungs-möglichkeiten in Produkten für Endverbraucher ebenso wie in der klinischen Anwendung.

SuperSurf (Energie & Produktion) Brennstoffzellen gehören zu den Energiewandlern der Zukunft. Die Produktion erfordert eine zuverlässige Qualitätskontrolle der Komponenten. Die Entwicklung eines 2D- und 3D-Messsystems zur optischen Inspektion steht im Mittelpunkt des Projekts „SuperSurf“ (Surface measurement systems for fuel cell production).

Fast-Pharma (Gesundheit) Die Produktion hoch spezialisierter Pharmazeutika für das „Molecular Imaging“ stellt hohe Anforderungen an die Qualitätskontrolle dieser Produkte. Zur Reduktion der anfallenden Analysezeiten und Erhöhung der Prozesskontrolle wird ein kompaktes Analysegerät im Projekt „Fast Pharma“ (Fast microGC analyzer for pharmaceutical applications) entwickelt.

Starten Sie mit Ihrer Idee durch! Werden Sie ein Teil von ROCKET und bewerben Sie sich mit Ihrer grenz-überschreitenden Projektidee für die Finanzierung einer Machbarkeitsstudie oder starten Sie mit Ihren Partnern direkt eines der Innovationsprojekte. Der Countdown läuft!

Das ROCKET-Fördergebiet umfaßt das deutsch-niederländische

Grenzgebiet zwischen Nordsee und Niederrhein. Die Kartenskizze

zeigt vereinfacht, welche Regionen im Fördergebiet enthalten sind.Rhein-Kreis

Neuss

Zuidoost- Friesland

Delfzijl en omgeving

Overig Groningen

Oost- Groningen

Noord-Friesland

Zuidwest-Friesland

Noord-Drenthe

Noord-Overijssel

Zuidwest-Overijssel

Zuidwest-Gelderland

Noordoost-Noord-Brabant

Zuidoost-Noord-Brabant

Noord-Limburg

Midden-Limburg

Wilhelmshaven

FrieslandWeser-marsch

Wittmund

Aurich

Emden

Leer Ammerland

Landkreis Oldenburg

Landkreis Osnabrück

Steinfurt

MünsterCoesfeld

BorkenKleve

Wesel

Viersen

DuisburgKrefeld

DüsseldorfMönchen-gladbach

Stadt Osnabrück

Warendorf

Cloppenburg

EmslandVechta

Grafschaft BentheimFlevoland

Veluwe

AchterhoekArnhem/ Nijmegen

Twente

Zuidwest-Drenthe

Zuidoost-Drenthe

Stadt Oldenburg

Delmenhorst

Förderprogramme

34 NMWP-Magazin

Am 7. und 8. Dezember 2016 findet die vom Ministe-rium für Innovation, Wissenschaft und Forschung

des Landes Nordrhein-Westfalen, der Wirtschafts-förderung Münster und dem Cluster NanoMikro-WerkstoffePhotonik.NRW veranstaltete 7. NRW Nano-Konferenz im Messe und Congress Centrum Halle Münsterland statt.

Die NRW Nano-Konferenz hatte zuletzt sechs Mal in Folge erfolgreich in Dortmund stattgefunden. Als Ausrichter ist nun für 2016 erstmals die Wirtschafts-förderung Münster mit im Boot, künftig wechselt der Veranstaltungsort zwischen Münster und Dortmund. Dies ist das zukunftsweisende Ergebnis eines Standort-Wettbewerbs und setzt ein Zeichen für die übergrei-fende Zusammenarbeit der Technologiestandorte in Nordrhein-Westfalen.

Zum interdisziplinären Austausch über aktuelle Trends und Herausforderungen in der Nanotechnologie werden auch im Dezember wieder über 700 Expertinnen und Experten erwartet. Neben Fachvorträgen internationaler, hochkarätiger Referenten aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik wird es eine Begleitausstellung mit neuen Entwicklungen und Produkten rund um die Nanotech-nologie sowie zahlreiche Fachsessions geben.

Wissenschaftsministerin Svenja Schulze sagte mit Blick auf die Konferenz und NRW als den Nanotechnologie-Standort Deutschlands: „Nanotechnologie kann in zentralen Zukunftsfeldern wie etwa Medizin oder Energie-effizienz für echten Fortschritt sorgen. Münster und Nordrhein-Westfalen haben sich längst als international führender Standort für Nanowissenschaften und Nano-sicherheit etabliert. Diese Position wird weiter ausge-baut.“

Sechs SchwerpunktthemenFür die 7. NRW Nano-Konferenz wurden die folgenden Schwerpunktthemen definiert:

• Gesundheit Auf Nanotechnologie basierende Ansätze bieten Lösungen, die dem Erhalt und der Förderung der Gesundheit dienen.

• Elektronik Die Nanoelektronik eröffnet ungeahnte Möglichkeiten für neue Systemarchitekturen bis hin zur Quanten-informationstechnologie.

• Neue Werkstoffe Die Nanotechnologie liefert branchenübergreifend Impulse zur Entwicklung neuer Werkstoffe und deren Anwendungen.

• Sicherheit & gesellschaftliche Akzeptanz Mögliche Risiken und Gefahren neuer Technologien müssen analysiert und berücksichtigt werden.

• Energie Nanotechnologische Innovationen bieten das Potenzial zur Optimierung in nahezu jedem Bereich des Energiesektors.

• Geschäftsmodell Nanotechnologie Erfolgreiche Unternehmer sprechen über ihr Unternehmen und ihr Erfolgsgeheimnis.

Hochrangige Keynotes und FachvorträgeZur siebten Runde in Münster konnten erneut hoch-rangige Keynotes gewonnen werden. Die Referenten versprechen interessante Einblicke in hochaktuelle Themenbereiche der Nanotechnologie. Sicher ist: Ein Qualitätsmerkmal der Nano-Konferenz ist und bleibt die Hochkarätigkeit der Referenten aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik.

Chancen, Potenziale und Trends in der Nanotechnologie – die NRW

Nano-Konferenz geht in die siebte Runde. Am Standort Münster.

7. NRW Nano-Konferenz

Ministerin Svenja Schulze auf der 6. Nano-Konferenz in Dortmund

Neues aus Cluster, Verein und Branche

Heft 02.2016 35

Vielfältige PräsentationsmöglichkeitenErstmalig bietet die Nano-Konferenz Sponsoren-Pakete an. Detaillierte Informationen zu den vielfältigen und individuellen Präsentationsmöglichkeiten wie Werbung, Sponsoring und die Ausstellung der Nano-Konferenz sind in einer Informationsschrift zusammengefasst, die zum Download auf der Seite www.nanokonferenz.de hinterlegt ist.

Seien Sie auf dem Expertentreff der Branche aktiv dabei, erfahren Sie alles über aktuelle Entwicklungen und vernetzen Sie sich mit regionalen und internationalen Experten aus den verschiedensten Teilbereichen der Nanotechnologie.

Prof. Dr. Stuart Parkin Managing Director at the Max Planck Institute of Microstructure Physics in Halle and an Alexander von Humboldt Professor at the Institute of Physics of the Martin-Luther-University Halle-Wittenberg

Prof. Dr. Michael HeukenVice President Corporate Research & Development AIXTRON SE and Member of the Board of the NMWP Association

Prof. Dr. Samuel I. StuppInstitute for BioNanotechnology in Medicine, Northwestern University, Chicago

Mostafa Analoui, PhDHead of Healthcare and Life Sciences at The Livingston Group (New York, NY) and Chairman and CEO of Cense Biosciences, Inc.

Unsere Keynote-Speaker

Nanotechnology.Because size

doesmatter.

www.nanokonferenz.de

Anzeige

Neues aus Cluster, Verein und Branche

36 NMWP-Magazin

Kostenlos: portal.nmwp.deDas Online-B2B-Netzwerk für Akteure im Bereich der Schlüssel-

technologien. Ein soziales Netzwerk für Nano, Mikro, Werkstoffe

und Photonik

Soziale Netzwerke sind aus dem alltäglichen Leben nicht mehr weg zu denken. Wir teilen unsere Gedanken

und Fotos, kommunizieren mit Freunden und Familie, suchen nach Jobs oder einfach nur nach dem günstigsten Angebot für Produkte. Auch die Wirtschaft hat dies erkannt und nutzt im großen Stil die Sozialen Netzwerke, um ihre Zielgruppen zu erreichen - im Gegensatz zur „klassischen Werbung“ mit deutlich höherer inhalt-licher Relevanz und bis ins heimische Wohnzimmer. Die Ziele, die die Unternehmen dabei verfolgen sind so vielfältig wie die Nutzer selbst.

Dank der hohen kommu-nikativen Relevanz der S o c i a l - M e d i a - K a n ä l e nutzen - unabhängig von der Unternehmensgröße - knapp die Hälfte aller deutschen Unternehmen Social-Media. Tendenz steigend. Die Steigerung der Bekanntheit und die Akquise neuer Kunden sind dabei das vorrangige Ziel. Immerhin jedes fünfte Großunternehmen setzt soziale Medien dazu ein, das Produkt- und Dienst-leistungsportfolio zu er-weitern bzw. mit Kunden zu kommunizieren. So wundert es nicht, dass der Handel in Bezug auf die Soci-al-Media-Nutzung am stärksten vertreten ist.

Die geringe Nutzung von Social-Media-Kanälen in Forschung und Industrie lässt sich durch die große Bandbreite der Nutzer und dem daher verhältnismäßig geringen Anteil der eigentlichen, hochspezialisierten Zielgruppe in Relation zur Größe der gesamten Community erklären. Wer Nano-Partikel verkaufen möchte oder einen F&E-Partner sucht, wird dies nicht auf Facebook tun. Diese Aussagen decken sich auch

mit dem Ergebnis der umfassenden Zielgruppen- und Bedarfsanalyse, die der Cluster NanoMikroWerkstoffe-Photonik.NRW zu Beginn des Projekts „NMWP-Portal“ erstellt hat. „Das Ergebnis zeigte uns, was wir verbes-sern müssen, um für die „Hidden Champions“ der vier Schlüsseltechnologien den größtmöglichen Nutzen zu erzielen. Zentraler Punkt ist hier in jedem Bereich – von der Vernetzung bis zur Kommunikation und dem Entstehen von Geschäftskontakten – die Verringerung der Streuverluste durch eine portal-seitige Fokussie-rung auf die potenzielle Zielgruppe.

Die Streuverluste in den anderen Netzwerken sorgen dafür, dass der „Return on Investment“ bei jeder Aktion auf sich warten lässt und viele Netzwerke deshalb einfach ineffizient für eine so spezielle Zielgruppe sind.“, so Clustermanager Dr.-Ing. Harald Cremer.

Aus diesem Grund hat der Cluster eine speziell auf die Schlüsseltechnologien Na-notechnologie, Mikrosys-temtechnik, neue Werk-stoffe und Photonik zugeschnittene Plattform

geschaffen. Die Streuverluste sind minimiert und die in-haltliche Relevanz für alle Mitglieder deutlich erhöht. „Das NMWP-Portal vereint das Beste aus den gängigen Business-Netzwerken mit zentralen Funktionen der Sozi-alen Netzwerke zu einem starken, innovationsfördern-den Tool für Wirtschaft und Wissenschaft in NRW und darüber hinaus. Und die Nutzung ist kostenlos!“ freut sich Dr. Cremer. So haben die Nutzer die Gelegenheit, auf dem NMWP-Portal News und Veranstaltungen ein-zustellen, die dann zusätzlich vom Cluster NMWP.NRW kommuniziert werden, zum Beispiel über den

»Das NMWP-Portal vereint das

Beste aus den gängigen Business-

Netzwerken mit zentralen Funk-

tionen der Sozialen Netzwerke

zu einem starken, innovations-

fördernden Tool für Wirtschaft

und Wissenschaft in NRW und

darüber hinaus. Und die Nutzung

ist kostenlos!«Dr.-Ing. Harald Cremer, Clustermanager NMPW.NRW

Newsletter. Diese Event-Funktion ist neben der reinen Kommunikation ein starkes Tool zum Managen von Veranstaltungen und zur Verwaltung der Teilnehmer.

Registrierten Mitgliedern bietet sich zudem die Möglich-keit, sich mit anderen, für sie relevanten Mitgliedern zu vernetzen, auszutauschen und in „Projektgruppen“ zu organisieren und Produkte in die Produktdatenbank des NMWP-Portals einzustellen und so der Zielgruppe zu präsentieren.

Werden Sie aktiv! Registrieren Sie sich kostenlos unter portal.nmwp.de

portal.nmwp - Das Netzwerk für Nano, Mikro, Werkstoffe und Photonik

• Registrierung und Nutzung kostenlos• Erfahren Sie branchenrelevante

Neuigkeiten und Termine• Vernetzen Sie sich mit Akteuren aus der

Branche • Tauschen Sie sich in Projektgruppen aus• Kommunizieren Sie Ihre Produkte, News

und Termine • Reduzieren Sie Ihre Streuverluste • Nutzen Sie die Matchmaking-Tools

Heft 02.2016 37

38 NMWP-Magazin

Wie sollten die Rahmenbedingungen gestaltet sein, damit Nanotechnologien, neue Materialien

und Produktionstechnologien (NMP) stärker indust-riell genutzt und verwertet werden können?

Um diese Schlüsselfrage geht es in dem INTERREG Europe Projekt NMP-REG (Delivering Nanotech-nologies, advanced Materials and Production to REGional Manufacturing), in dem sieben Partner aus fünf europäischen Regionen auf Basis einer Ist-Zustands- und Bedarfsanalyse Handlungsempfeh-lungen für die regionale Innovationspolitik erarbeiten und in maßgeschneiderten Aktionsplänen um-setzen.

Zur Definition der möglichen politischen Hand-lungsfelder stimmen sich die Partner in ihren Regionen in regelmäßigen Stakeholder-Meetings mit relevanten Innovationsakteuren aus Wissenschaft, Wirtschaft, Politik, Netzwerken und Verbänden ab.

Die Ergebnisse dieser Besprechungen werden auf europäischer Ebene verglichen und fließen in das NMP-REG-Projekt ein.

NMP-REG wird mit Fördermitteln des Europäi-schen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) unterstützt. Das Projekt ist am 1. April 2016 gestartet und hat eine Laufzeit von fünf Jahren. Neben Nordrhein-Westfalen sind in dem Projekt die Regionen Toskana (Italien), Flandern (Belgien), Norte (Portugal) und Bukarest-Ilfov (Rumänien) beteiligt. www.interregeurope.eu/nmp-reg/

INTERREG Europe-Projekt NMP-REG – Cluster NMWP.NRW

ist einer der 7 internationalen Partner

Vom 14. bis 16. März 2017 ist Paris mit der JEC World erneut internationaler Schauplatz

für Unternehmen und Akteure aus dem Bereich Verbundwerkstoffe.

Nach dem Erfolg der vergangenen Jahre organisiert das Land Nordrhein-Westfalen auch in 2017 einen Gemeinschafts-stand auf der Messe.

Unter dem Slogan „Leichtbau Nordrhein-Westfalen“ können nordrhein-westfälische Unter-nehmen ihre Technologien und Produkte einem internatio-nalen Fachpublikum präsen-tieren und sich den Zugang zu internationalen Leitmärkten öffnen.

Eine Anmeldung ist bis zum 31. 10. 2016 möglich.

Der Firmengemeinschaftsstand auf der JEC World 2017 ist die offizielle Messebeteiligung des Landes Nordrhein-Westfalen und bietet NRW-Unternehmen die Möglichkeit, zu günstigen Konditionen direkt an dieser internationalen Fachmesse teilzunehmen.

Die Teilnehmer profitieren unter anderem von einem schlüssel-fertigen und komplett eingerichteten Stand innerhalb des NRW-Firmengemeinschaftsstandes, von der exponierten Lage des Standes auf der JEC World, von der Teilnahme am NRW-Landes-empfang bzw. am NRW-Messe-rahmenprogramm.

Informationen über Leistungen und Kosten sowie das Anmelde-formular finden Sie unter www.nrw-international.de

"Leichtbau Nordrhein-Westfalen"

NRW-Gemeinschaftsstand auf der JEC World 2017 in Paris

Zu guter Letzt

Heft 02.2016 39

Termine | Impressum

26. Oktober 2016 | Köln

Mitgliederversammlung des NMWP E.V. Die Veranstaltung ist Vereinsmitgliedern vorbehalten. Weitere Informationen zu Zeit und Ort finden Sie auf unserem NMWP-Portal www.portal.nmwp.de

26. Oktober 2016 | Köln

Themenabend „NanoMikroWerkstoffePhotonik – Schlüsseltechnologien aus NRW“ Weitere aktuelle Informationen hierzu finden Sie auf unserem NMWP-Portal www.portal.nmwp.de/events

23. - 25. November 2016 | Düsseldorf

9. Deutsch-Russische Rohstoff-Konferenz Die Deutsch-Russische Rohstoff-Konferenz findet in diesem Jahr in Düsseldorf statt. Mehr hierzu finden Sie auf Seite 30 in diesem Magazin. www.rohstoff-forum.org

07.- 08. Dezember 2016 | Münster

7. NRW Nano-Konferenz Der Szenetreff der Nanobranche geht in die 7. Runde. Mehr lesen Sie auf den Seiten 34/35 dieses Magazins oder auf der Homepage: www.nanokonferenz.de

14.- 16. März 2017 | Paris

JEC World 2017 Unter dem Motto „Leichtbau Nordrhein-Westfalen“ wird es einen NRW-Gemeinsschaftsstand geben. Mehr hierzu lesen Sie links. www.nrw-international.de

Impressum

Herausgeber

Cluster NMWP.NRW

c/o NMW Management GmbH

Merowingerplatz 1

40225 Düsseldorf

Redaktion

Dr.-Ing. Harald Cremer (v.i.S.d.P.)

Hendrik Köster

Dörthe Schwerdtfeger

Telefon: 0211 385459-0

Telefax: 0211 385459-19

Internet: http://www.nmwp.nrw.de

Unentgeltliches Abo oder Adress-

änderungen vom NMWP-Magazin:

hendrik.koester@nmwp.de

Sämtliche Ausgaben können auch

als PDF auf unserer Internetseite

www.nmwp.nrw.de im Presse-Bereich

heruntergeladen werden.

Namentlich gekennzeichnete Beiräge

geben nicht unbedingt die Meinung

des Herausgebers wieder. Der

Nach- bzw. teilweise Abdruck ist nur

mit Erlaubnis des Herausgebers

gestattet.

News aus dem Cluster NMWP.NRW und dem Verein NMWP E.V.

ClusterNanoMikroWerkstoffePhotonik.NRWMerowingerplatz 140225 Düsseldorfwww.nmwp.nrw.deportal.nrw.de

VereinNanoMikroWerkstoffePhotonik E.V.Merowingerplatz 140225 Düsseldorfverein.nmwp.de

Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschungdes Landes Nordrhein-WestfalenVölklinger Straße 4940221 Düsseldorfwww.innovation.nrw.de

www.exzellenz.nrw.deExzellenz NRW steht für die Clusterstrategie am Wirtschafts- und Innovationsstandort Nordrhein-Westfalen. Die Landesregierung will Stärken stärken und die Exzellenzen in Nordrhein-Westfalen systematisch ausbauen. Ziel der Clusterpolitik ist es, ein günstiges Umfeld für Innovationen zu schaffen, das die Wettbewerbsfähigkeit der Wirtschaft stärkt und Wachstum und Beschäftigung stimuliert. Mehr zur Clusterstrategie des Landes und den Clustern in Nordrhein-Westfalen finden Sie unter www.exzellenz.nrw.de.