Kooperationen

Verbundforschung

SFB 666:

Integrale Blechbauweisen höherer Verzweigungsordnung

Durch die Arbeiten des SFB 666 entstehen Methoden und Verfahren, mit denen verzweigte Strukturen aus Blech mit für den jeweiligen Anwendungsfall optimierten Eigenschaften integral hergestellt werden können. Diese Zielsetzung schließt Fragestellungen der Produktentwicklung, der Fertigungstechnologien und der Bauteilbewertung ein. Daher haben sich Wissenschaftler der TUD aus den Disziplinen Produktentwicklung, Mathematik, Materialwissenschaften, Produktionstechnik, Betriebsfestigkeit und Bauingenieurwesen zu diesem interdisziplinären Forschungsverbund zusammengeschlossen.

Die erste und zweite Phase der Forschungsarbeiten konnte bereits mit innovativen Ergebnissen und faszinierenden Entwicklungen rund um die neuen Blechbauweisen sehr erfolgreich abgeschlossen werden. In der nun laufenden dritten Phase werden die Forschungsaktivitäten weiter intensiviert und das Spektrum der wissenschaftlich untersuchten Themen und Fragestellungen sukzessive erweitert.

SFB 805:

Beherrschung von Unsicherheit in lasttragenden Systemen des Maschinenbaus

Ressourcen schonen und Überdimensionierung vermeiden haben sich die Ingenieurwissenschaftler und Mathematiker auf die Fahnen geschrieben. Wie wichtig es ist, Unsicherheit in der Produktentwicklung, der Produktion und der Nutzung zu betrachten zeigt die seit Jahren steigende Anzahl an Rückrufaktionen. In der Automobilbranche waren es z. B. 2010 knapp über eine Million Fahrzeuge, die von Herstellern wieder zurückgerufen wurden. Genau so etwas wollen die Wissenschaftler der TU Darmstadt, die in Kooperation mit dem Fraunhofer Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF Darmstadt arbeiten, verhindern. Seit vier Jahren arbeiten sie schon an dem Thema und können zahlreiche Fortschritte verzeichnen.

Der methodisch geprägte SFB 805 „Beherrschung von Unsicherheit in lasttragenden Systemen des Maschinenbaus“ hat in seiner zu Ende gegangenen ersten Förderperiode ein Unsicherheitsmodell und ein Prozessmodell entworfen.

LOEWE Schwerpunkt RESPONSE

Hierbei stehen zwei wissenschaftliche Arbeitsschwerpunkte im Vordergrund:

Im Projektbereich 1 soll, aufbauend auf den etablierten NdFeB-Magneten, die Thematik der Seltenerd-Reduktion bearbeitet werden.

Projektbereich 2 verfolgt das Ziel, durch das Design neuer Materialarchitekturen neue seltenerdfreie Magnetwerkstoffe zu entwickeln. Leitidee und vorrangiges Ziel des LOEWE-Schwerpunkts RESPONSE ist die Etablierung eines interdisziplinären Forschungsschwerpunktes zur Entwicklung neuartiger, ressourceneffizienter Hochleistungspermanentmagnete für den Einsatz in Windkraftanlagen und Elektromotoren. Der Anteil der kritischen seltenen Erden in Hochleistungspermanentmagneten soll drastisch reduziert bzw. vollständig substituiert werden.

LOEWE Schwerpunkt Soft Control

Ziel des Loewe Schwerpunkts Soft Control ist die wissenschaftliche Forschung auf dem Gebiet von dünnen Polymer- und Polymerhybrid-Schichten an funktionalen Grenzflächen, die sich mittels äußerer Reize („Stimuli“ wie zum Beispiel Licht oder elektrische Felder) in ihrer Struktur (Konformation, Morphologie, Topologie) reversibel schalten lassen und es dadurch erlauben, geeignet angekoppelte Folgeprozesse (z.B. Katalyse, Transportprozesse, Bioaktivität) effizient zu modulieren. Dabei hat sich in den vergangenen Jahren insbesondere das Verständnis und die Entwicklung von „Funktionalen Papieren“ als ein wichtiger Forschungsschwerpunkt herausgebildet. Neben der zentralen Einbindung von Soft Control im Forschungscluster Moderne Materialien und Werkstoffe spannt der LOEWE Schwerpunkt auch strukturelle und inhaltliche Brücken zu anderen Forschungsclustern an der TU Darmstadt, wie z.B. dem Exzellenzcluster Smart Interfaces.

ETA-Fabrik – Die energieeffiziente Modellfabrik der Zukunft

Im Bauvorhaben ETA Fabrik sind die Arbeitsgruppen von Prof. Jens Schneider und Prof. Eberhard Abele verantwortlich für die Teilprojekte 7 (energetische Vernetzung) und 8 (innovative Gebäudehülle). Im Rahmen des TP 8 koordinierten und planten sie das Bauvorhaben von Beginn an. Die Ost- und Westseite sowie das Dach bestehen aus einem Sandwichelement aus thermisch aktiven PI-Platten aus Stahlbetonfertigteilen (raumseitig), einem mineralisierten Schaum, der in der verwendeten Konfiguration einzigartig, da rein mineralisch und damit zu 100% recyclebar ist, sowie thermisch aktiven Fassaden- und Dachplatten aus UHPC (DUCON). Die flankierenden Nord- und Südfassaden sind Ganzglasfassaden und die Parametrische Fassade wurde zum ersten Mal überhaupt in einem Bauvorhaben umgesetzt. Ebenfalls Forschungscharakter haben die speziellen Wärmeschutzgläser im Norden (die schwarzen), sog. AIMs mit VIP Einlage sowie die Lichtlenklamellen im Süden zur Tageslichtsteuerung in der Halle.

BAMP! – Bauen mit Papier

Natürliche Materialien wie Holz oder Papier werden seit Jahrtausenden im Bauwesen eingesetzt und spielen auch im modernen Hochbau und Innenausbau eine wesentliche Rolle. Beispiele reichen hier von Schichtholzplatten über Gipsfaserplatten bis hin zu Laminaten. Die verfügbaren Produkte basieren im Wesentlichen auf Erfahrungen der Hersteller. Dabei bietet gerade Papier ein hervorragendes Potential für biobasierte Anwendungen im Baubereich. Es ist kostengünstig herstellbar, besteht überwiegend aus nachwachsendem Rohstoff, bietet bezogen auf das Eigengewicht sehr gute Festigkeitseigenschaften, kann als flächiges Material aber auch mit hoher Porosität bzw. sogar als Schaum produziert werden und ist verhältnismäßig einfach chemisch zu funktionalisieren. Ziel des beantragten Schwerpunktes ist es, wissenschaftliche und technische Grundlagen für die Nutzung von Papier in Bauanwendungen zu schaffen und neue Lösungsansätze zu entwickeln.

Bilder

PV-Modul © SolarWorld
PV-Modul © SolarWorld

Tempergy Glass – Entwicklung neuartiger PV-Module mit energieeffizient hergestelltem thermisch vorgespanntem Dünnglas

„Tempergy Glass“ ist ein finnisch-deutsches Projekt, welches auf die Steigerung der Energieeffizienz beim thermischen Vorspannen dünner Gläser abzielt. Die Gläser finden in der Automobilindustrie aber auch im Bereich Architektur Anwendung. Das derzeit wichtigste Anwendungsgebiet ist der Einsatz von vorgespanntem Dünnglas als Deckglas bei Photovoltaik- bzw. Solarthermie-Modulen, bei denen das Glas die Solarzellen bzw. den Solarkollektor vor Umwelteinflüssen schützt.

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Kooperationspartner

Zentrum für Konstrutkionswerkstoffe

Die Staatliche Materialprüfungsanstalt Darmstadt (MPA – gegründet 1907) bildet zusammen mit dem Fachgebiet und Institut für Werkstoffkunde (IfW – gegründet 1927) an der TU Darmstadt eine leistungsstarke technisch-wissenschaftliche Einheit in Forschung, Lehre, Entwicklung, Prüfung und Beratung. Es gilt als unabhängiges Kompetenzzentrum für das ganze Gebiet der Werkstofftechnik des Maschinen- und Anlagenbaus sowie der Verkehrstechnik, Medizintechnik und Bauindustrie.

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