Erfolgsgeschichten - Zuse-Gemeinschaft

In den Erfolgsgeschichten stellen wir Ihnen innovative Produkte, Dienstleistungen und Lösungen aus den Instituten der Zuse-Gemeinschaft vor.

Das Forschungsinstitut Access bringt zusammen mit Industriepartnern hybridelektrische Antriebe für Flugzeuge voran. Erste Tests von Prototypen sollen bereits 2022 stattfinden.

Die Architekten Lars Wilhelm und Björn Trieschmann vom Büro studioaw retten die baufällige Zuse-Halle in Bad Hersfeld mit einem modernen Haus-im-Haus-Konzept: Ende nächsten Jahres sollen die Kuben für’s Wohnen und Arbeiten unter dem Dach der einstigen Computerfirma fertig sein.

Mehr Sicherheit an Baustellen ist möglich: Ein Faktor: Schnellere und genauere Daten. Dafür hat das Institut für Automation und Kommunikation (ifak) eine sensorbasierte Warnleuchte entwickelt. Erfolgreich erprobt wird das System derzeit schon in Hamburg. Nun baut das ifak auf den großräumigen Transfer in die Praxis.

Angewandte Forschung für Energiewende und Nachhaltigkeit aus Deutschland. Das war Thema der Pressefahrt der Zuse-Gemeinschaft am 4. November im südlichen Niedersachsen. Technologien zur Nutzung regenerativer Energien sind in Deutschland seit vielen Jahren erprobt und bewährt. Doch welche Perspektiven bieten sich in der angewandten Forschung, auch vor dem Hintergrund der Digitalisierung, für bessere Ausbeute und effizientere Nutzung von Wind- und Solarstrom?

Corona-Pandemie bedeutet für viele Homeoffice. Mögen sie den Heim-Arbeitsplatz lieb gewonnen haben oder nicht: Im Kopf wie in den eigenen vier Wänden hat die Pandemie Spuren hinterlassen. Die Spuren im Kopf sind schwer messbar. Für die am Boden, dort wo der Schreibtisch steht, gibt's...

Die Erforschung von Wasserstoff als Energiequelle geht in Deutschland voran, vor allem wegen der Bedeutung des Elements für die Speicherung von Energie. Unsere Zahl des Monats Oktober schaut auf ein Projekt, an dem das DBI beteiligt ist.

Sie ist eine der ältesten Kulturtechniken. Was mit Handarbeit am Spinnrad seinen Anfang nahm und später mit der boomenden Textilbranche symbolhaft für die frühe Industrialisierung stand, hat in Deutschland heute seine Stärken in Forschung und Entwicklung: Die Spinnerei-Technik. Angewandte Forschung aus der Zuse-Gemeinschaft liefert nicht nur innovative Verfahren für Industrieunternehmen, sondern ist auch...

Wie lässt sich nachweisen, dass 5G für die industrielle Kommunikation geeignet ist und auch verlässlich funktioniert? Diese Fragen sind ein Forschungsschwerpunkt des ifak – Institut für Automation und Kommunikation in Magdeburg. Die Forschenden greifen dafür auf Kenngrößen zurück, die sie unabhängig von der genutzten Funktechnologie bereits erfolgreich entwickelt haben und in Kooperation mit Industriepartnern einsetzen. So entstand der Funk-Transfer-Tester (FTT) des ifak. Anwender können damit Tests reproduzierbar durchführen und leicht interpretieren.

Zu einer guten Umweltbilanz von Carbonfasern gehört gelungenes Recycling. Neben Preisrelationen spielen technische Fragen eine Schlüsselrolle für eine größere Markdurchdringung von recycelten Carbonfasern. Eine dieser technischen Fragen hat das Kunststoff-Zentrum (SKZ) nun mit Partnern gelöst.

Carbonfasern gewinnen für die Fahrzeugindustrie an Bedeutung. Sehr energieaufwändig wird die Faser bei 1.300 Grad Celsius gewonnen. Die Vorteile der Carbonfasern: Sie sind sehr stabil und leicht, bezogen auf die Kräfte, die sie aufnehmen können. Solche Eigenschaften benötigt man z.B. am Batteriekasten von E-Mobilen oder in der Karosserie, doch auch in der Luftfahrtindustrie oder in Fahrrädern kommen Carbonfasern zum Einsatz. Daher wird das Recycling des Stoffes immer wichtiger.

Dass Männer ihren Geldbeutel häufig in der Gesäßtasche tragen, ist nicht nur ungesund. Es leiden auch die Karten im Portemonnaie. Das ist nur eine von zahlreichen Erkenntnissen, die Fogra, gemeinnütziges Forschungsinstitut für Medientechnologien, aus ihren Untersuchungen solcher Karten gezogen hat. Mit weiteren Biege-Untersuchungen will die Fogra nun die Lebensdauer sogenannter Smart Cards besser prognostizieren.

Verzicht auf Antibiotika in der Tierzucht – ganz am Anfang beginnen: Während derzeit bedingt durch COVID-19 die Gefahren durch Viren das gesundheitspolitische Thema Nummer eins sind, bergen Bakterien und ihre Wandlungsfähigkeit gleichfalls hohe Risiken.

Für die zerstörungsfreie Analyse des Innenlebens unterschiedlichster Materialien ist Ultraschall ein international bewährtes Mittel: Akustische Signale werden durch den Prüfkörper geschickt, wieder aufgefangen und ihre Veränderungen analysiert. Sind stark schalldämpfende Stoffe zu prüfen, muss berührungslos über die Luft gearbeitet werden. Stark verbesserte Präzision und Verlässlichkeit bei dieser hoch komplexen Methode beansprucht ein neues System.

In einem durch das Land Nordrhein-Westfalen und die Europäische Union geförderten Vorhaben konnten Partner aus Wissenschaft, Agrarsektor und Industrie die Nutzung von Adsorbertextilien zur Gewinnung von Ammoniak aus Tierställen ausweiten.

Das Aachener Forschungsinstitut AMO arbeitet an einer kostengünstigen Aufbereitung von Schmutzwasser. Zum Einsatz kommt Nano-Technologie. Sie nutzt die Reaktionen, die sich an der Oberfläche von Stoffen abspielen. Ziel des Projekts: Die im Reinraum gewonnenen Erkenntnisse in den Großmaßstab übertragen.

Eine klimafreundliche Verkehrswende erfordert nicht nur den Umstieg auf erneuerbare Energien und mehr Wege auf der Schiene. Nötig ist auch eine verbesserte Kommunikation von Fahrzeugen und Geräten der Verkehrsinfrastruktur wie z. B. Ampeln. Das sorgt nicht nur für einen verbesserten Verkehrsfluss und damit geringeren Energieverbrauch.

In der Industrie stehen Menschen vor Hightech-Anlagen und müssen aufgrund immer komplexerer Fertigungstechnologien ständig auf Änderungen im Prozess, der Halbzeuge und der Maschinenausstattung reagieren können. Viel gewonnen ist, wenn die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine nicht nur so gemeistert wird, dass die Produktion reibungslos funktioniert, sondern auch so, dass ein Zuwachs an Wissen für Beschäftigte zu einem deutlichen Mehrwert im Unternehmen führt.

Das Nachahmen der Natur ist ein Erfolgsrezept. Man denke an den Lotusblumen-Effekt, der das Abperlen von Wasser an Blättern beschreibt und den der Mensch bei der Produktion von Lacken, Geschirr oder Badewannen imitiert. Doch auch weniger beliebte Lebenswesen besitzen kostbare Eigenschaften, von denen sich das Abgucken lohnt - z.B. die Augen von Motten. Die einzigartige Struktur auf der Oberfläche der Mottenaugen sorgt dafür, dass einfallendes Licht nicht reflektiert wird. So schützen sich die kleinen Nachtfalter vor Fressfeinden.

Sei es für Bauwerke wie Brücken, für Infrastruktur wie Schienenwege oder für Hightech in der Medizin: Das Schweißen ist das wohl wichtigste Verfahren, um Materialien in Industrie und Gewerbe zusammenzufügen. Weil es um langlebige Produkte geht, ist der Schutz vor Korrosion und anderen Schäden beim Schweißen umso wichtiger.

Die Versorgung von Patienten mit künstlichen Gelenken gehört zu den häufigsten Operationen in Deutschland. Laut Angaben des Statistischen Bundesamtes wurden allein im Jahr 2018 knapp 240.000 künstliche Hüftgelenke und rund 190.000 Kniegelenke implantiert.

Sei es das biblische Linsengericht, für das Esau sein Erstgeburtsrecht hergab, sei es die Prinzessin auf der Erbse oder das englische Märchen von Jack und der Bohnenranke. Hülsenfrüchte - fachsprachlich Leguminosen - besitzen ihren festen Platz in der abendländischen Kulturtradition. Allerdings haben in Deutschland der Anbau ebenso wie der Appetit auf Hülsenfrüchte lange Zeit abgenommen - obwohl sie für die Ernährung sehr wertvoll sind.

Den Eintrag von Plastik in die Umwelt zu vermeiden ist ein wichtiges Ziel, das nicht nur für die Weltmeere gilt, sondern auch für den deutschen Wald. Seit über 30 Jahren werden in Deutschland Wuchshüllen oder Wuchsgitter zum Schutz junger Bäume vor Wildverbiss oder Konkurrenzvegetation sowie zur Verbesserung des Anwuchses verwendet. Wenn die Hüllen aus Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) ihren Zweck erfüllt haben, werden sie häufig nicht eingesammelt, sondern verbleiben im Wald und tragen somit zu dessen Vermüllen bei.

Das Nationalmuseum Norwegens nutzt Leder vom FILK aus Freiberg für ein großes Projekt zur Restaurierung von Goldledertapeten aus dem 17. Jahrhundert. Auf die Leder aus Sachsen setzen die Museumsmacher in Oslo, weil sie deren Qualität und die FILK-Transparenz beim Gerben schätzen.

Die Beheizung von Bahnweichen bei Minusgraden verbraucht in Deutschland jedes Jahr große Mengen an Energie. Eine Entwicklung des ZAE Bayern und seiner Projektpartner löst das Problem.

Für manchen endet Kälte erst bei 150 Grad. So im Walzwerk. „Beim Kaltwalzen von Stahl erreichen wir bis zu 150 Grad Celsius“, beschreibt Julian Kremeyer vom VDEh Betriebsforschungsinstitut (BFI) eine der weltweit wichtigsten Methoden zur Umformung von Stahl.

Wie lassen sich Abläufe in der Logistik automatisieren? Um Antworten auf diese Frage in Unternehmen der Branche zu finden, hat das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) erfolgreich ein neues digitales Werkzeug entwickelt.

Globalisierung, Vernetzung und Digitalisierung lassen unsere Märkte zusammenwachsen. Gerade bei der Weiterentwicklung ihrer Supply-Chain profitieren Unternehmen von den Möglichkeiten einer übergreifenden Vernetzung der Organisationen, Akteure und Prozesse.

Bei Produktion und Absatz verderblicher Nahrungsmittel spielen hochwertige Verpackungen eine wichtige Rolle. Für einen Verpackungscheck solcher Produkte in der Ernährungswirtschaft hat das Sächsische Institut für die Druckindustrie (SID) aus Leipzig ein nützliches Messgerät entwickelt.

Bei Chitin denken viele zuerst an Insekten oder Krebstiere. Doch der in der Natur in Tierpanzern weit verbreitete Zucker könnte schon bald in der Medizin zum Einsatz kommen, so in Verbandsmaterialien. Das wird durch ein neues Verfahren möglich, das Forschende an den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung (DITF) entwickelt haben.

2 Milliarden - das ist unsere Zahl des Monats März. Was hat es mit ihr auf sich?

Wie lassen sich Wetterprognosen zum Nutzen von Wasserwirtschaft, Umwelt und Verbrauchern möglichst zügig und zuverlässig mithilfe von Fahrzeugen aktualisieren? Das erkundet ein Projekt des Forschungsinstituts für Wasser- und Abfallwirtschaft an der RWTH Aachen.

Sei es auf dem Dach oder in der Mauer: Der Ziegel ist eines der am weitesten verbreiteten Baumaterialien. In rund einem Drittel der Neubauten wird der traditionelle Baustoff aus Ton als Wandmaterial genutzt und ist damit der am häufigsten genutzte Wandbaustoff. Verbesserungen in der CO2-Bilanz der Produktion, wie sie am Institut für Ziegelforschung (IZF) ermittelt wurden, haben daher einen potenziell hohen Umweltnutzen.

Wie lassen sich Abläufe in der Industrie zum einen bei laufendem Betrieb verbessern und zum anderen von Grund auf neu denken, so dass Ressourcen geschont und Produkte innovativ entwickelt werden können? Dieser Frage stellen sich das Institut für Automation und Kommunikation (ifak) und die Papiertechnische Stiftung, zwei Forschungsinstitute der Zuse-Gemeinschaft, zusammen mit einem global agierenden Papierhersteller im Projekt Invite 4.0.

125 - Das ist unsere Zahl des Monats im Februar 2020. Wen und wie diese Zahl elektrisiert?

Sei es in Produktion, Dokumentation oder Qualitätssicherung: Die Digitalisierung hält in der Industrie immer stärker Einzug. Welche Vorteile dieser Megatrend – auch bekannt unter dem Stichwort Industrie 4.0 – in der Praxis bringen kann, zeigt das Forschungsinstitut ITW e.V. Chemnitz Institut für innovative Technologien gemeinsam mit Partnern in der optischen Digitalisierung.

Im Alltag ist es meist ärgerlich, wenn an Textilien etwas hängen bleibt. Für die Industrie hat jetzt ein Forscherteam aus Nordrhein-Westfalen, Mecklenburg-Vorpommern und Brandenburg aber genau darauf erfolgreich hingearbeitet – indem von Wasser durchströmte Textilien als Haftfläche dienen. Enzyme, die auf den eingesetzten Textilien sitzen, arbeiten dort an Reaktionen zur Produktion wertvoller Chemikalien.

Die fzmb GmbH - Forschungszentrum für Medizintechnik und Biotechnologie im thüringischen Bad Langensalza hat ein Messgerät entwickelt, das in der Lage ist die Nährwertangaben von Fleisch, Wurst, Käse und vielen anderen Lebensmitteln innerhalb von wenigen Sekunden zu bestimmen.

"Die langjährige Zusammenarbeit mit der Firma Reifenhäuser hat viel dazu beigetragen, dass sich das Kompetenzzentrum Vliesstoffe am STFI zu einem weltweit etablierten Forschungszentrum entwickelte“, bilanziert Dr. Heike Illing-Günther, heutige Forschungsleiterin am STFI, mit Blick auf eine langjährige Kooperation zwischen dem Chemnitzer Institut und dem Großunternehmen aus Nordrhein-Westfalen.

Im 3D-Druck gilt es, trotz seiner weiten Verbreitung noch viele Kinderkrankheiten der neuen Technik zu heilen. Dazu gehört die farbgetreue Darstellung. Das Fogra Forschungsinstitut für Medientechnologie e.V. hat hier nun wichtige Fortschritte erzielt.

Agent Smarty, wo sitzen die Ventile der Pumpe? Agent Smarty, welche Stromstärke benötigt die Pumpe? Das sind nur zwei Fragen, auf die ein neuer Sprachassistent Antworten parat haben sollte, für den Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beratend zur Seite standen.

Der Langzeittransport von Gütern in Verpackungen aus Wellpappe ist ein wachsender Markt. Trotz des steigenden Bedarfs fehlte es bislang an belastbarem Wissen, wie sich die Wellpappe möglichst sicher und gleichzeitig materialeffizient einsetzen lässt. Forscher von der Papiertechnischen Stiftung (PTS) ermittelten deshalb, was Wellpappe aushält.

Für gut verträgliche Implantate in der Medizin entwickeln Forschende an der TU Braunschweig und am DECHEMA-Forschungsinstitut eine Titanlegierung, die ohne Aluminium und Vanadium auskommt.

Sieben Partner, ein Ziel: Ein Konsortium aus Forschungsinstituten und Mittelständlern arbeitet an neuen Hanftextilien. Unter dem Markennamen Lyohemp entwickeln die Partner, zwei davon aus der Zuse-Gemeinschaft, das neue Verfahren von der Ernte und Aufbereitung bis zur Herstellung des fertigen Stoffes.

Das Forschungsinstitut GNF e. V. aus Berlin-Adlershof und die Atlantic Pool GmbH haben nun erfolgreich ein neues keramisches Filtermaterial aus Naturstoffen für die Filtration in Swimmingpools entwickelt.

Seien es Montagebänder in Fahrzeugindustrie und Maschinenbau, der Arbeitsplatz im Büro oder das Freizeitverhalten: Arbeits- und Bewegungsabläufe der Menschen in modernen Industriegesellschaften zeichnen sich häufig durch sich wiederholende und nicht immer gesunde Körperhaltungen und -bewegungen aus. Um ungesunde Abläufe und Bewegungen zu erkennen und zu vermeiden, hat das Institut für Mechatronik e.V. (IfM) aus Chemnitz ein Frühwarnsystem entwickelt, in dem die Interaktion von Mensch und Maschine digitalisiert wird.

Wasserstoff ist das erste Element im Periodensystem und steht derzeit doch nicht an erster Stelle in der Energiewirtschaft. Mit dem energiereichen, umweltfreundlichen und reaktionsfreudigen Element verbinden sich aber hohe Erwartungen für die sinnvolle Nutzung von überschüssigem Solar- und Windstrom: Denn durch den Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energien lässt sich über den Weg der Elektrolyse Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegen.

Der Bau, die Modernisierung und das Instandhalten von Gas- und Wasserrohrleitungen sind kostspielig und aufwändig. Der Fachkräftemangel, hohe Ansprüche an eine von Energiewende und demographischem Wandel geprägte Infrastruktur prägen die Anforderungen an diese Netze. Arbeits- und kostensparende Neuerungen stehen daher hoch im Kurs und sind auch bei Forschung und Entwicklung im Pipelinebau von großer Bedeutung. In diesem Umfeld entwickelt die Schweißtechnischen Lehr- und Versuchsanstalt (SLV) Halle derzeit ein baustellentaugliches Verfahren zum laserbasierten Schweißen von Rohrleitungen.

Fußbodenheizungen werden immer häufiger in Wohnungen und Häusern verbaut. Wer mag nicht das schöne warme Gefühl an den Füßen? Damit die Rohre dennoch dicht verbunden sind, wurde am ICM – Institut Chemnitzer Maschinen- und Anlagenbau in Chemnitz ein neues Verfahren entwickelt.

Ob es Nutztieren in der Landwirtschaft gut geht, lässt sich künftig anhand objektiv messbarer Kriterien bestimmen. Das wollen Forschende in einem noch bis Mitte 2023 laufenden Vorhaben erreichen, an dem das Institut für Agrar- und Stadtökologische Projekte an der Humboldt-Universität zu Berlin (IASP) maßgeblichen Anteil hat. Ebenfalls aus der Zuse-Gemeinschaft beteiligt ist das Institut für Fortpflanzung landwirtschaftlicher Nutztiere (IFN Schönow).

Während und nach einer Krebstherapie gilt es, die Entwicklung des Körpers genau zu beobachten. Denn nicht immer sind nach einer Behandlung alle Krebszellen vernichtet. Für die Therapie von Leukämie, auch als Blutkrebs bezeichnet, haben Forschende am Institut Hahn-Schickard in Freiburg ein neues Verfahren entwickelt, das über möglicherweise im Körper verbliebene Krebszellen schnell und verlässlich Auskunft gibt.

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