Bisherige und aktuelle Kooperationen mit der RWTH Aachen

Die Zusammenarbeit von CARE basiert auf mehreren grundlegenden bereits abgeschlossenen bzw. noch laufenden Projekten.

Die Zusammenarbeit im Bauwesen wurde durch die gleichzeitige Einrichtung von thematisch verwandten DFG-Sonderforschungsbereichen (SFB) initiiert: SFB 528 „Textile Bewehrung zur Verstärkung und Instandsetzung von Bauwerken“ (1999-2011) an der TU Dresden (TUD) und SFB 532 „Textilbewehrter Beton - Entwicklung einer neuen Technologie“ (1999-2011) an der RWTH Aachen. Diese Zusammenarbeit hat sich durch die groß angelegte, vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Initiative Carbon Concrete Composite (C3) (2014-2021) zu angewandter Forschung entwickelt. Das von der TUD gemeinsam mit RWTH-Forschern initiierte und geleitete Projekt hat sich zu einem deutschlandweiten Netzwerk mit inzwischen mehr als 150 Partnern aus Wissenschaft, Industrie und Behörden entwickelt, das den Transfer von wissenschaftlichen Erkenntnissen in die Baupraxis vorantreibt.

Seit 2020 arbeiten TUD- und RWTH-Wissenschaftler gemeinsam am SFB/TRR 280 „Designstrategien für materialminimierte Strukturen aus carbonbewehrtem Beton“ (Sprecher PI Marx). Mit Erkenntnissen aus Biologie, Mathematik und Kunst erforscht das Projekt neue Gestaltungsprinzipien für mineralische Verbundstrukturen.

• CARE profitiert von der umfangreichen Arbeit, die im Rahmen des TRR 280 geleistet wurde, und es wird erwartet, dass die Synergie zwischen diesen Initiativen ihre Erfolge erheblich steigern wird, insbesondere bei der Erreichung der CARE-Ziele Klimaneutralität und Ressourceneffizienz im Bauwesen.

Der 2022 gestartete Aachen-Dresden TRR 339 „Digitaler Zwilling des Straßensystems“ (Co-Sprecher PI Blankenbach) integriert Material- und Strukturdesigns mit dynamischen Verkehrsdaten, um die Nachhaltigkeit und Effizienz der Straßeninfrastruktur zu verbessern.

• Dieses Vorhaben steht im Einklang mit den CARE-Zielen Produktivitätssteigerung und Widerstandsfähigkeit und Anpassungsfähigkeit an den Klimawandel und bietet eine hervorragende Grundlage für CAREs Erkundungen zur Digitalisierung der gesamten Wertschöpfungskette.

Seit 2017 untersucht das DFG-Graduiertenkolleg (GRK) 2250 „Mineralgebundene Verbundwerkstoffe zur Erhöhung der Impaktsicherheit von Bauwerken“ an der TUD (Sprecher PI Mechtcherine), wie die Aufprallsicherheit von Bauwerken durch dünne Schichten von mineralischen Verbundwerkstoffen erhöht werden kann.

• Diese kosteneffizienten und umweltfreundlichen Methoden stehen in engem Zusammenhang mit dem Auftrag von CARE und unterstreichen die Bedeutung innovativer Materialien für die Stärkung der Widerstandsfähigkeit.

Das 2018 gestartete SPP 2005 „Opus Fluidum Futurum - Rheology of Reactive, Multiscale, Multiphase Construction Materials“ (Sprecher PI Mechtcherine) entwickelt einen robusten wissenschaftlichen Rahmen für rheologiebasierte Bauprozesse und unterstützt innovative Bautechnologien und nachhaltige Materialien.

• Diese Materialien sind die Grundlage für die CARE-Ziele Klimaneutralität und Steigerung der Produktivität.

Ab 2022 konzentriert sich das SPP 2388 "Hundert plus - Verlängerung der Lebensdauer komplexer Ingenieurbauwerke durch intelligente Digitalisierung" (Sprecher PI Marx) auf digitale Modelle und Zustandsindikatoren.

• Diese untermauern die Ziele von CARE, die Langlebigkeit von Strukturen zu verbessern und digitale Methoden voranzutreiben.

Das 2019 gestartete SPP 2187 „Adaptive Modulbauweisen mit Fließfertigungsmethoden“, an dem mehrere CARE PIs beteiligt sind, legt den Schwerpunkt auf Modularisierung und skalierbare Fertigung.

• Sie bilden eine solide Grundlage für die Bemühungen von CARE um modulare Strukturen  und die Digitalisierung in der Fertigung. Darüber hinaus führt CARE die Kreislaufwirtschaft ein, indem es anpassungsfähige modulare Strukturen für eine einfache Demontage nach der Nutzung entwirft und so die Nachhaltigkeit verbessert.

Das Bundesforschungszentrum Living Art of Building (LAB), an dem mehrere CARE-PI beteiligt sind, soll zu einem Zentrum des nachhaltigen Bauens werden. Bei der Förderung von umwelt- und sozialverträglichen Bauwerken verfolgt das LAB einen breiten, materialoffenen Ansatz, der Themen wie Stadtplanung, Energielösungen und Bauphysik einschließt, die über die CARE-Ziele hinausgehen. 

• Es bietet wertvolle Schnittstellen zu diesen hochrelevanten Bereichen. Wir planen eine intensive und vielseitige Zusammenarbeit mit einem starken Fokus auf den Transfer von Wissen in die Praxis.

Die DFG-Forschungsgruppe FOR 5492 „Polytop-Netzgenerierung und FEA-Methoden für Probleme der Festkörpermechanik“ (seit 2024, PI Klinkel, PI Kobbelt) konzentriert sich auf die jüngsten Fortschritte in der 3D-Körperdigitalisierung und der digitalen Fertigung, die zu einer erheblichen Zunahme der geometrischen Komplexität von Werkstücken führen, die in automatisierten CAD/CAE/CAM-Workflows verarbeitet werden.

• Diese Forschung trägt zur Steigerung der Produktivität in der digitalen Fertigung bei.