Offene Zugangsmöglichkeit für das Hochskalieren von innovativen, smarten Leichtbau-Verbundwerkstoffen und -Komponenten


Hintergrund und Motivation
Leichtbaustrukturen und High-Performance Materialien sind eine Möglichkeit, CO2- Vorgaben erfüllen zu können. Die Einführung von Nanotechnologien in Metall- und Polymerverbundwerkstoffen kann eine Antwort auf diese Herausforderung sein. Im OASIS-Projekt wird daher ein “Open-Innovation Test Bed“  (OITB) für innovative, Polymer- und Aluminium-basierte, smarte Leichtbauverbundwerkstoffe entwickelt, welches Innovationen beschleunigen und Nanotechnologien vorantreiben soll. Hierfür bietet es Unternehmen (vor allem KMU) die Möglichkeit, leichte, leistungsstarke, multifunktionale, sichere und umweltfreundliche Materialien, Komponenten und Strukturen zu entwickeln und testen, sowie deren Markteinführung und Kommerzialisierung zu unterstützen. Auf diese Weise erhalten KMU Zugang zu einzigartigen Einrichtungen und Kenntnissen. Gleichzeitig entfällt der große finanzielle Aufwand, der häufig für die Vor- oder Kleinserien-Produktion benötigt wird. Im Laufe des Projekts können KMU über einen Open Call die Möglichkeiten des „Open-Innovation Test Bed“ testen!


Ziele und Vorgehen
Auf EU-Ebene werden Einrichtungen und Produktionsanlagen für Design, Entwicklung, Überprüfung und Kontrolle/Sicherheit von nanofähigen-, Leichtbau- sowie multifunktionalen Materialien und Komponenten verbessert und erweitert, sodass diese für Interessenten aus Europa einfacher zugänglich sind und eine Produktion im industriellen Maßstab vorangetrieben wird. Gleichzeitig rückt die Entwicklung geeigneter Inline-Qualitätskontrollen und Produktrückverfolgbarkeitssystemen für entsprechende Anlagen in den Fokus.
Das OASIS-Projekt umfasst zwölf Herstellungspilotlinien im Bereich Nanotechnologie, welche die gesamte Prozesskette von Nanopartikelentwicklung bis zur Erstellung eines finalen Produkts umfasst. Hierbei wird eine qualitativ hochwertige, sichere, wettbewerbsfähige und umweltfreundliche Produktion gewährleistet. Das Potential der Herstellungspilotlinien wird anhand sechs industrieller Vorzeigeprojekten aus Bereichen validiert, in denen Leichtbauprodukte einen signifikanten Impakt besitzen.
Ziel des Projekts istl im Allgemeinen die Materialforschung auf dem Gebiet der Nanotechnologie in Verbundwerkstoffen und die Anwendung dieser Materialien voranzutreiben . Explizitere Ziele sind unter anderem die Verbesserung von industriellen Prozessparametern um 15%, eine 20% schnellere Verifikation der Materialperformance, eine Reduzierung des Energieverbrauchs um 15% in mehreren Sektoren durch den Einsatz von leichteren Materialien im Produkt und Prozess, sowie eine Verbesserung der industriellen Produktivität, Verlässlichkeit, Umweltverträglichkeit, Beständigkeit und der Lebenszykluskosten um 20%.


Aufgabe des AWIs
Im Rahmen des OASIS-Projekts forschen wir an einem der sechs Vorzeigeprojekte. Wir sind verantwortlich für die Konstruktion, FE-Berechnung und (Struktur-) Optimierung von Leichtbaulösungen, um zusammen mit Industriepartnern eine material-, produktions- und kundenspezifische High-Performance Leichtbaustruktur zu entwickeln. In diesem Zusammenhang werden Bauteile unter statischen und dynamischen Lasten betrachtet, die mithilfe biologisch-inspirierte Strukturen und dem ELiSE-Algorithmus optimiert werden. Hierbei fließen nicht nur die Eigenschaften der neuen nanotechnologischen Materialien, sondern auch die durch neue Herstellungsverfahren bedingten Designvorgaben und -restriktionen in den Optimierungsprozess ein. Aus diesem Grund ist unser Ziel die Entwicklung eines Optimierungsverfahrens, das sowohl Herstellungsprozesse und -vorgaben, also auch neueste, biologisch-inspirierte Ansätze zur Strukturoptimierung bei der Entwicklung und Verbesserung von Leichtbaustrukturen berücksichtig, um das gesamte Potential der neuen Materialien und Herstellungsverfahren ausschöpfen zu können.

Projektdurchführung:
Dr. Christian Hamm (Projekteitung AWI )
Nils Kaiser (AWI)
Sonia Florez Fernandez (Tecnalia, Projektkoordination Gesamtprojekt)

Kontakt:
Nils Kaiser
(0)471 4831 1832

Laufzeit:
Januar 2019 bis August 2022
(44 Monate) 

Förderung:
Europäische Union

Abschlussarbeiten:
In diesem Projekt können Abschlussarbeiten geschrieben werden


Aktuelles

Video über das OASIS Projekt

Video-Vorstellung des OASIS-Projekts sowie des Open Innovation Test Beds und der dazugehörigen Pilot Lines und technischen Services. In diesem Zusammenhang sind wir für bio-inspirierte Designs verantwortlich. Weitere Informationen dazu finden Sie auch auf der Projekthomepage oder auf der LinkedIn Seite des Projekts.
 

Auszeichnung für BioFly Democase

Im Rahmen der MetalMadrid 2022 wurden wir als Teil des BioFly-Democase-Projektteams für das beste Akademische Projekt ausgezeichnet (Link zum BioFly-Video).

 

Dieses Projekt wird im Rahmen des Förderprogramms für Forschung und Innovation Horizont 2020 von der europäischen Union finanziert unter der Grant Agreement Nr. 814581.