Smart Composites – Neue Technologien zur Integration elektronischer Bauelemente und Systeme in hochleistungsfähige multifunktionale Faserkunststoffverbundstrukturen – Chemnitz

Das Innovationsfeld 

Logo Smart Composites

Neue Werkstoffe gehören zu den entscheidenden Treibern bei der Entwicklung neuer Produkte. Nach Expertenschätzungen basieren heute bis zu 70 % aller neuen Erzeugnisse auf neuen Werkstoffen („Vom Material zur Innovation“, BMBF, 2015) Zu den Zukunftslinien dieses innovativen Wachstumsmarktes gehören die Entwicklung von Leichtbaumaterialien, insbesondere von hochleistungsfähigen faserverstärkten Kunststoffen, sowie von adaptiven und intelligenten Werkstoffen, sog. Smart Materials. Diese beiden Themen stehen im Mittelpunkt des Innovationsforums.

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Innovationsforum Smart Composites begleitet die Weiterentwicklung neuer Technologien zur Integration elektronischer Bauelemente und Systeme in hochleistungsfähige multifunktionale Faserverbundstrukturen. Das Ziel des Forums besteht in der Herausbildung eines neuen zukunftsträchtigen, interdisziplinären und branchenübergreifenden Innovationsclusters für diesen Entwicklungsbereich.

Eine wesentliche Grundlage dafür bildet die neue interdisziplinäre Zusammenarbeit der Textiltechnologie, der Elektrotechnik und des Maschinenbaus. Mit der Entwicklung neuer Technologien für die Herstellung von hochleistungsfähigen, intelligenten und multifunktionalen Faserverbundwerkstoffen schafft das aufzubauende Innovationsnetzwerk die Voraussetzungen, um künftig erfolgreich in den Wachstumsmärkten des Leichtbaus und der intelligenten Werkstoffe zu agieren.

Nahaufnahme einer textilen Faserverstärkung und von thermoplastischen Granulat

Textile Faserverstärkung und thermoplastisches Granulat als Ausgangsmaterial für Hochleistungsverbundstrukturen.

Fraunhofer IWU, Michael Heinrich

Die Akteure  

Mit dem Innovationsforum Smart Composites führt die INNtex Innovations Netzwerk Textil GmbH in enger Zusammenarbeit mit der Wirtschaftsförderung Erzgebirge GmbH verschiedene Akteure und Kompetenzträger zusammen, die über Expertise in den Bereichen Textiltechnik, Elektrotechnik und Kunststofftechnik verfügen. Zu den Initiatoren des Konsortiums gehören wissenschaftliche Einrichtungen wie das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik sowie das Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS und die Technischen Universität Chemnitz – Institut für Strukturleichtbau. Darüber hinaus wurden über 50 weitere potenzielle Partner identifiziert, vornehmlich KMU im Bereich der Sensorentwicklung und -herstellung, aber auch Textil- und Kunststofftechnik-Unternehmen und Dienstleister mit denen eine Vernetzung angestrebt wird. Das offene Innovationsnetzwerk ist Teil der langfristigen Strategie zur Integration elektronischer Bauelemente und Systeme in hochleistungsfähige multifunktionale Faserkunststoffverbundstrukturen und gleichzeitig Förderung von Innovation, Zusammenarbeit und Weiterentwicklung der Technologie auf Branchenebene.

Im Vordergrund der Zusammenarbeit stehen der Aufbau und die Festigung der strategischen Partnerschaft zu wichtigen Anwenderunternehmen. Das betrifft vor allem die Haupteinsatzbranchen für den Leichtbau wie den Automobil-, Schienenfahrzeug-, Schiff- und Flugzeugbau. Ein weiterer Schwerpunkt besteht in der Vertiefung der wissenschaftlichen Zusammenarbeit mit überregionalen deutschen Kompetenzzentren. Das gilt vorrangig für die führenden Cluster für hochleistungsfähige Faserverbundwerkstoffe in Niedersachsen, Bayern und Baden-Württemberg. Zugleich wir die Zusammenarbeit mit entsprechenden Unternehmen und Instituten in den grenznahen tschechischen und polnischen Gebieten angestrebt.

Die Perspektiven

Lösungen

Die am Innovationsforum beteiligten Partner zielen auf die Entwicklung neuer Technologien ab, die eine Funktionalisierung von Leichtbaustrukturen erlauben. Grundlage ist die Ausrüstung von bisher passiven faserverstärkten Textilien mit Mikrocontrollern, Kommunikationssystemen, Identifikatoren, Sensoren und Aktoren, die mittels kunststoffverarbeitender Technologien zu intelligenten Hochleistungsverbundstrukturen weiter verarbeitet werden. Dabei übernehmen die Aufgaben der Systemüberwachung und -steuerung z. B. integrale Dehnungs- und Temperatursensoren mit miniaturisierter Verarbeitungselektronik.

Dies erlaubt den effizienten Einsatz von Ressourcen bei minimalem Energieverbrauch sowohl bei der Herstellung als auch bei der Anwendung von Smart Composites. Darüber hinaus wird im Sinne von Industrie 4.0 die konsequente Informatisierung über den gesamten Wertschöpfungsprozess und den Produktionslebenszyklus umsetzbar.

Ziel des Innovationsforums ist es, durch die Identifizierung und Bündelung der regionalen und interregionalen Kompetenzen einen nachhaltig wirkenden Innovationsverbund aufzubauen. Mit diesem regionalen Bündnis werden die Grundlagen geschaffen, um die Innovationspotenziale der neuen Technologie für die Bereiche Elektronik, Maschinenbau, Kunststoff- und Textiltechnik systematisch auszuschöpfen und im Ergebnis einen qualitativen Sprung in der Technologieentwicklung zu erreichen.

Potenziale für die Partner

Das Innovationsforum gibt den Anstoß, um langfristig die regionalen Kompetenzen so zu profilieren, dass sowohl eine Alleinstellung im Wettbewerb entsteht als auch neue Märkte auf dem Gebiet des multifunktionalen Leichtbaus erschlossen werden. In der Kernregion „Erzgebirge“ gehören die Automobil-, die Automobilzulieferindustrie, die Textilindustrie und der Maschinenbau zu den dominierenden Branchen. Durch die enge Zusammenarbeit mit leistungsfähigen Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette kann eine große Marktnähe gesichert sowie Geschäftsfelder aus- und neu aufgebaut werden.

Kompetenzprofil

Das Innovationsforum konzentriert sich regional auf den Erzgebirgsraum, der in Deutschland zu den Landkreisen mit der höchsten Bevölkerungs- und Industriedichte gehört. In den drei größten Branchen Metall, Maschinenbau und Elektronik/Elektrotechnik arbeiten 66 % aller Industriebeschäftigten in überwiegend klein- und mittelständigen Unternehmen. In Zusammenarbeit mit den stark maschinenbau-, leichtbau- und elektronikorientierten Forschungsinstituten soll das Kompetenzfeld „Smart Composites“ in der Region ausgebaut und ein Netzwerk mit Leuchtturmcharakter etabliert werden. Das Innovationsforum dient dabei als Plattform mit Inkubatorfunktion, aus der heraus interdisziplinäre Partnerschaften aufgebaut werden, die neuartige Produkt- und Dienstleistungslösungen auf dem Gebiet des multifunktionalen Leichtbaus mit Breitenanwendung entwickeln und am Markt platzieren.

Kontakt

INNtex Innovation Netzwerk Textil GmbH
Nicole Demmling
Annaberger Straße 240
09125 Chemnitz
Tel.: 0371 5347-168
Fax: 0371 5347-300
Email: demmling[at]inntex.de

Laufzeit: 01.01.2017 - 30.09.2017