Die TU Dresden ist mit verschiedenen Exponaten auf der Hannover Messe 2014 vertreten:

01. Leichtbau mit Pflanzen: Wissenschaftler entwickeln ein System aus biobasierten Mehrkomponentenwerkstoffen. Ein Fahrradgepäckträger zeigt dessen Leistungsfähigkeit
02. Durch Nanoschichten fest verbunden: Nanometermultischichten eignen sich zum spannungsarmen Fügen nahezu beliebiger Materialkombinationen
03. Materialien die mitdenken: Eine Fanschaufel für Flugzeugtriebwerke aus CFK, die Schäden selbst erkennt und auf Störungen reagiert, zudem sehr leicht ist und Kräfte besonders gut aufnehmen kann
04. Mit Abwärme Energie sparen - Weltneuheit: Keramische Hochtemperatur-Wärmeübertrager helfen Energie sparen, CO2-Emmisionen reduzieren und die Effizienz von Kraftwerksprozessen steigern
05. Strom zum Nulltarif - aus Abwärme: Mit keramischen Thermoelektrischen Generatoren lässt sich mit guten Wirkungsgraden aus Abwärme Strom erzeugen. Ein Laserfügeprozess erlaubt eine automatisierbare Fertigung
06. Innovative zellulare 3-D-Drahtstrukturen
07. Textil-Blech-Verbund-Hybride für Leichtbauanwendungen
08. Hocheffiziente Fertigungsverfahren für duroplastische Composite-Bauteile
09. Leichte ästhetische Rahmenstrukturen im Forschungsvorhaben Thermobility
10. Sicherheit und Energieeffizienz für Elektroautos
11. Erstmalige Präsentation der TU9 auf der Hannover Messe

1. Leichtbau mit Pflanzen: Wissenschaftler entwickeln ein System aus biobasierten Mehrkomponentenwerkstoffen. Ein Fahrradgepäckträger zeigt dessen Leistungsfähigkeit

Materialien auf Basis nachwachsender Rohstoffe spielen im Kunststoffbereich bisher nur eine untergeordnete Rolle. Zudem sind nur vereinzelt Werkstoffverbunde beschrieben, die sowohl Matrix- als auch Faserkomponenten aus nachwachsenden Rohstoffen enthalten. Doch schon deren unbedenkliche Recyclingfähigkeit und gute Verfügbarkeit sprechen für die Verwendung von Pflanzen als Rohstofflieferanten für Mehrkomponentenwerkstoffe. Zudem sind pflanzliche Strukturen optimal angepasst und bieten hohe Festigkeiten bei geringer Masse. Die Wissenschaftler im Teilprojekt BioHybrid des Spitzentechnologieclusters ECEMP entwickeln unter der Leitung von Prof. André Wagenführ vom Institut für Holz- und Papiertechnik der TU Dresden bionisch optimierte, funktionalisierte Verbundwerkstoffe, auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Die Wissenschaftler stellen ihr Projekt vom 07. bis zum 11. April 2014 auf der Hannover Messe, Halle 2, Stand A32, vor.
Bei der Pflanzenauswahl standen regional wachsende Pflanzen, die nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelindustrie stehen, im Fokus der Wissenschaftler. Als Faserkomponente verwenden die Forscher Flachsschäben und Flachslangfasern. Als Basis für die Matrixmaterialien dient Cellulose, die die Forscher so modifizieren, dass sie sich mit den Fasern verbindet und trotzdem noch gute thermoplastische Eigenschaften aufweist. Denn für die Festigkeit der Verbundmaterialien ist eine gute Faser/Matrix-Haftung und für deren Verarbeitung sind thermoplastische Eigenschaften unerlässlich. Daraus stellen sie spritzgussfähige Granulate und durch Heißpressen sogenannte thermoformbare Organobleche her.
Ein an eine Sattelstütze montierter Fahrradgepäckträger demonstriert die Beanspruchungsfähigkeit der entwickelten Materialien. Ausgehend von einer Belastungsanalyse auf Basis definierter Grundlastfälle – geradlinige Fahrt, Kurvenfahrt, Bremsvorgang – haben die Wissenschaftler Tragwerksentwürfe in Schale/Rippen-Bauweise erarbeitet und deren Belastungsfähigkeit bewertet. Als auslegungsrelevante Anforderungen haben sie in Anlehnung an kommerziell verfügbare Gepäckträger 10 kg spezifiziert. Die Struktur wurde in einem Prozessschritt in der Spritzgießmaschine hergestellt. Dazu haben die Forscher die Schale durch Umformung eines thermoplastischen Organoblechs und die Rippen durch prozessintegriertes Anspritzen des Granulats an die umgeformte Schale erzeugt.

Foto 1: Ein Fahrradgepäckträger auf Basis von Flachs und Cellulose (Fotos: Sebastian Spitzer, TU Dresden, ILK).
Foto 2: Ein Fahrradgepäckträger auf Basis von Flachs und Cellulose (Fotos: Sebastian Spitzer, TU Dresden, ILK).

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2. Durch Nanoschichten fest verbunden: Nanometermultischichten eignen sich zum spannungsarmen Fügen nahezu beliebiger Materialkombinationen

Bei konventionellen Fügeverfahren, wie beim Löten oder Schweißen, werden die Bauteile lokal sehr stark erwärmt. Das führt einerseits zu Veränderungen im Ausgangsgefüge, andererseits treten beim Abkühlen häufig hohe Spannungen auf, die das Fügeergebnis negativ beeinflussen. Wissenschaftler im Teilprojekt NanoWearJoin des Sächsischen Exzellenzclusters ECEMP haben unter Leitung von Prof. Eckhard Beyer, vom Institut für Fertigungstechnik der TU Dresden, ein effektives, millisekundenschnelles Fügeverfahren entwickelt, mit dem sich nahezu beliebige Materialkombinationen und temperaturempfindliche Materialien spannungsarm fügen lassen. So haben sie beispielsweise eine B-Säule aus dem Automobilbereich aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt und auf diese Weise gefügt. Die Wissenschaftler führen ihr Verfahren vom 07. bis zum 11. April 2014, auf der Hannover Messe, Halle 2, Stand A32, vor.
Sogenannte reaktive Nanometermultischichten (RMS) sind aus Schichtstapeln von Hunderten, manchmal bis zu einigen Tausend, nur wenige Nanometer dicken Einzelschichten zusammengesetzt und aus mindestens zwei Materialien aufgebaut, die unter Wärmeentwicklung miteinander reagieren können. Gezündet werden die RMS durch einen elektrischen Funken oder einen Laserpuls. Dadurch kommt es zur Ausbildung einer selbstfortschreitenden Reaktionsfront. So wird in Bruchteilen von Sekunden eine hohe Temperatur in einem räumlich eng begrenzten Gebiet erzeugt und eine auf die Schichten aufgebrachte Lotschicht oder das Grundmaterial aufgeschmolzen. Durch die besonders kurze Reaktionsdauer ist der Wärmeeintrag in den Grundwerkstoff sehr gering. Daher eignen sich RMS unter anderem zum spannungsarmen Fügen von Materialien mit sehr unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten und für besonders wärmeempfindliche Materialpaarungen.

Foto: Mit reaktiven Nanometermultischichten (RMS) gefügtes thermoplastisches Polyamid (Foto: Fraunhofer IWS Dresden).

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3. Materialien die mitdenken: Eine Fanschaufel für Flugzeugtriebwerke aus CFK, die Schäden selbst erkennt und auf Störungen reagiert, zudem sehr leicht ist und Kräfte besonders gut aufnehmen kann

Aus Sicherheitsgründen müssen bei regelmäßigen Wartungen technischer Anlagen Bauteile häufig auch dann ausgetauscht werden, wenn noch keine sichtbaren Schäden aufgetreten sind. Dies ist ein erheblicher Kosten- und Ressourcenfaktor. Die Wissenschaftler im ECEMP-Teilprojekt SmaComp, unter Leitung von Prof. Werner Hufenbach, Direktor des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden, entwickeln intelligente Materialien aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK). Die sogenannten Smart Composites, können Schäden im Werkstoff selbst erkennen, den Ort der Störung anzeigen und sogar auf solche Veränderungen reagieren. Dies geschieht durch die Integration von Sensor- und Aktorelementen in die Verbund-werkstoffe. Eine intelligente Fanschaufel für Flugzeugtriebwerke aus CFK stellen die Wissenschaftler vom 07. bis zum 11. April 2014 auf der Hannover Messe, Halle 2, Stand A32, vor.
Fanschaufeln sind komplexen Belastungen ausgesetzt. Sie müssen starken Temperaturschwankungen, extremen Geschwindigkeiten und wechselndem Winddruck standhalten. Durch eine geschickte Faseranordnung lässt sich die Schaufel so auslegen, dass die hohen Kräfte besonders gut aufgenommen werden können. So lässt sich in Flugzeugtriebwerken Masse einsparen. Aus fertigungstechnischen Gründen eigenen sich die verwendeten Faserverbundmaterialien zudem besonders gut zur Integration von Überwachungssystemen. Über eine zuverlässige Online-Schadensanalyse lässt sich dann nach einem Einschlag – beispielsweise durch Hagelkörner – sofort eine Aussage treffen, welche Fanschaufeln betroffen sind und ob es sich um einen kritischen oder unterkritischen Vorfall handelt.

Foto: Materialdefekte lassen sich über eine Schwingungsanalyse detektieren (Foto: Jürgen Jeibmann/ECEMP).

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4. Mit Abwärme Energie sparen - Weltneuheit: Keramische Hochtemperatur-Wärmeübertrager helfen Energie sparen, CO2-Emmisionen reduzieren und die Effizienz von Kraftwerksprozessen steigern

Ein großer Teil der in Industrie- und Verbrennungsprozessen eingesetzten Energie geht in Form von Abwärme durch den Schornstein verloren. Diese Abwärme zurückzuführen und wieder für den Prozess nutzbar zu machen, ist das Ziel der Wissenschaftler im ECEMP-Teilprojekt CerHeatPipe um Prof. Michael Beckmann vom Institut für Energietechnik der TU Dresden. Sie haben keramische Hochtemperatur-Wärmeübertrager entwickelt, mit deren Hilfe große Energiemengen eingespart, CO2-Emissionen reduziert und die Effizienz von Industrie- und Kraftwerksprozessen deutlich gesteigert und somit Kosten eingespart werden können. Die Wissenschaftler stellen ihr Projekt vom 07. bis zum 11. April 2014 auf der Hannover Messe, Halle 2, Stand A32, vor.
Die sogenannten Wärmerohr-Wärmeübertrager können in den Abgasstrom von Kraftwerks- oder Industrieanlagen installiert werden. Sie arbeiten energieautark und lassen sich exakt an die vorhandenen Bedingungen anpassen. Die Wärmeübertrager bestehen aus einer Vielzahl sogenannter Wärmerohre, auch Heatpipes genannt, mit denen sich sehr effektiv Wärme von einem Ort zum anderen transportieren lässt. Alles, was sie dafür brauchen, ist eine Temperaturdifferenz zwischen dem heißen und kalten Ende des Rohres.
Das Prinzip der Wärmerohre ist schon lange bekannt und einfach: Die Rohre sind hermetisch verschlossen und mit einer kleinen Menge eines Arbeitsmediums wie zum Beispiel Wasser gefüllt. Wenn am wärmeren Ende im Inneren des Wärmerohres das flüssige Arbeitsmedium verdampft, müssen die Moleküle Arbeit verrichten, um sich aus dem Flüssigkeitsverband zu lösen und in den gasförmigen Zustand überzugehen. Die dafür nötige Energie erhalten sie aus der Umgebung, indem sie ihr Wärme entziehen. Der Dampf strömt in Richtung der kälteren Region, wo er kondensiert und seine aufgenommene Wärme wieder an die Umgebung abgibt. Das Kondensat fließt zurück und kann abermals verdampfen. Die Leistung der im Versuchsmaßstab getesteten Rohre liegt im Bereich von bis zu 600 Watt je Wärmerohr, bei einer Temperaturspreizung zwischen heißer und kalter Seite von etwa 450 Kelvin.
Es gibt bereits verschiedene Anwendungen für metallische Wärmerohre. Doch eine großtechnische Nutzung dieser Technologie im Hochtemperaturbereich scheiterte bisher an den zur Verfügung stehenden Materialien. Denn bei den hohen Temperaturniveaus  in Kraftwerks- und Industrieprozessen und den zum Teil aggressiven Abgasatmosphären stoßen metallische Wärmerohre schnell an ihre Grenzen. Die von den Forschern verwendete Hochleistungskeramik und die speziellen Lotmaterialien sind für den Einsatz bei Temperaturen von über 1000 Grad Celsius und aggressiven, abrasiven Umgebungen geeignet. 

Foto: Im Heißgasversuchsstand werden die Wärmerohre unter Realbedingungen getestet (Foto: Jürgen Jeibmann/ECEMP).

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5. Strom zum Nulltarif - aus Abwärme: Mit keramischen Thermoelektrischen Generatoren lässt sich mit guten Wirkungsgraden aus Abwärme Strom erzeugen. Ein Laserfügeprozess erlaubt eine automatisierbare Fertigung

Nur etwa ein Drittel der in Gas, Öl und Kohle enthaltenen Primärenergie wird gewinnbringend umgesetzt, der Rest entweicht ungenutzt in die Umwelt. In Zeiten knapper Ressourcen eigentlich untragbar, denn die freiwerdende Wärme ist eine attraktive, bisher wenig erschlossene Energiequelle. Die Wissenschaftler im ECEMP-Teilprojekt TECer (thermoelectric ceramics) unter Leitung von Prof. Alexander Michaelis vom Institut für Werkstoffwissenschaft der TU Dresden und Leiter des Fraunhofer IKTS Dresden entwickeln neuartige keramische Thermoelektrische Generatoren (TEG), die Abwärme in elektrischen Strom umwandeln. Die Generatoren eignen sich zur Umwandlung von Abwärme von Fahrzeugen und Kraftwerken bis zur direkten Verstromung von Hochtemperaturwärme aus Industrieprozessen. Dass sich mit den TEG selbst aus Körperwärme elektrischer Strom erzeugen lässt, zeigen die Wissenschaftler vom 07. bis zum 11. April 2014 auf der Hannover Messe, Halle 2, Stand A32.
Das Funktionsprinzip der TEG ist relativ einfach und beruht auf einer möglichst hohen Temperaturdifferenz innerhalb des Generators. Erhitzt man den TEG auf der einen Seite und kühlt ihn auf der anderen, besitzen die Elektronen am heißen Ende eine höhere Energie als am kalten. Dadurch baut sich eine elektrische Spannung auf, die umso größer ist, je höher die Temperaturdifferenz zwischen der heißen und der kalten Seite ist. Damit die hohe Temperaturdifferenz erhalten bleibt, müssen die Materialien eine möglichst niedrige Wärmeleitfähigkeit haben. Gleichzeitig sollte die elektrische Leitfähigkeit hoch sein, damit der Strom ungehindert fließen kann. Ein Paradoxon, denn in der Regel sind die freien Ladungsträger sowohl für den elektrischen Stromtransport als auch für den Wärmetransport verantwortlich. Die Entkopplung dieser beiden Eigenschaften erreichen die Wissenschaftler durch den gezielten Einbau von Störstellen und Grenzflächen in die verwendeten keramischen Halbleitermaterialien.
Der Vorteil bei der Verwendung von Keramiken für die Thermoelektrischen Generatoren ist deren sehr gute thermische Stabilität. Daher können die TEG bei hohen Temperaturen eingesetzt und mit sehr großen Temperaturunterschieden zwischen Heiß- und Kaltseite betrieben werden. So ist deren Einsatz in einem breiten Temperaturbereich von 200 Grad Celsius bis etwa 1000 Grad Celsius möglich.
Für die Komplettierung der Generatoren haben die Forscher ein spezielles Laserlötverfahren entwickelt. Der Laserfügeprozess gestattet bei kurzen Prozesszeiten eine automatisierbare und produktive Fertigung von Generatormodulen. 

Foto: Der Laserfügeprozess erlaubt eine automatisierbare Fertigung (Foto: Jürgen Jeibmann/ECEMP).

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6. Innovative zellulare 3-D-Drahtstrukturen

Am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden erfolgt im Rahmen des Teilprojektes CoMeT des an der TU Dresden angesiedelten Spitzentechnologieclusters „ECEMP – European Centre for Emerging Materials and Processes Dresden“ die systematische Entwicklung verarbeitungs- und beanspruchungsgerecht ausgelegter textilbasierter multifunktionaler Polymer-Metall- bzw. Metall-Metall-Mehrkomponenten-Verbundhalbzeuge für die wirtschaftliche und Ressourcen schonende Weiterverarbeitung zu textilbasierten Leichtbaustrukturen im Multimaterialdesign. Hierfür bilden neuartige 3-D-Drahtstrukturen die Basis für die Verstärkung thermoplastischer und metallischer Matrices oder für Blech-Draht-Blech-Verbunde. Bei der Auslegung dieser zellularen metallischen Strukturen aus Draht müssen die besonderen Eigenschaften des zu verarbeitenden Materials sowie die gewünschte Struktur und Eigenschaften des Halbzeuges berücksichtigt werden. Am ITM werden die systematisch entwickelten Strukturen webtechnisch umgesetzt und für weitere Verarbeitungsschritte wie Fügen und Infiltration bereitgestellt. Die geforderten Eigenschaften, wie geometrische Vielfalt, eine offene Struktur, definierte Festigkeit und Steifigkeit und ein hohes Energieabsorptionsvermögen wird durch die dreidimensionale Struktur realisiert. Potenzielles Anwendungsgebiet für gewebte Drahtstrukturen ist die Verwendung als Verstärkungsstruktur in Metallverbundwerkstoffen oder als innere Struktur im Sandwichaufbau, wobei dadurch die Funktionalität und Komplexität hochbelasteter Bauteile bei gleichzeitiger Massereduzierung, z. B. für Crashanwendungen, in Blechbauteilen bzw. in Verbundwerkstoffen mit metallischer Matrix gesteigert wird. Das ITM bearbeitet dieses Projekt in enger Kooperation mit den Projektpartnern Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden sowie dem TUD-Institut für Werkstoffwissenschaft/Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM.

Foto: Gewebte Strukturen für Verbundwerkstoffe (Foto: Annett Dörfel, TU Dresden, Institut für Textilmaschinen und Hochleistungswerkstoffe).

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7. Textil-Blech-Verbund-Hybride für Leichtbauanwendungen

Eine weitere innovative Werkstoffkombination mit hohem Leichtbaupotenzial ist die Verbindung von Metallblech und Verstärkungstextil auf Basis von Glas- bzw. Kohlenstofffaser-/Thermoplast-Hybridgarnen zu Textil-Blech-Verbunden (TBV-Hybride), die in Hannover präsentiert werden. Das Multimaterialdesign erlaubt es, die Vorzüge der in den letzten Jahren stetig weiterentwickelten Blechwerkstoffe mit denen der gezielt anisotrop gestaltbaren Faserkunststoffverbunde zu verknüpfen und auszunutzen. Beim Einsatz von Hochleistungsfaserstoffen werden durch deren hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit höchste mechanische Eigenschaften im Verbund erreicht. Die Vorteile dieser Hybridbauteile liegen vor allem bei den mechanischen und akustischen Eigenschaften in Verbindung mit geringem Gewicht sowie in der hohen Designfreiheit. Des Weiteren ist durch die Verwendung eines thermoplastischen Matrixmaterials eine gute Recycelfähigkeit gegeben. Das ITM entwickelt derzeit gemeinsam mit den TUD-Instituten für Werkzeugmaschinen und Steuerungstechnik sowie Festkörpermechanik die dafür erforderliche neuartige in-situ Umform-Füge-Technologie zum TBV-Hybrid, die gemeinsam mit den Forschungspartnern für die Überführung in die Industrie vorbereitet wird.

Foto: Hybridverbunde (Foto: Annett Dörfel, TU Dresden, Institut für Textilmaschinen und Hochleistungswerkstoffe).

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ECEMP – Vom Atom zum komplexen Bauteil

Die Wissenschaftler im Spitzentechnologiecluster „ECEMP – European Centre for Emerging Materials and Processes Dresden“ entwickeln ressourcenschonende Werkstoffe, Technologien und Prozesse für die drei Zukunftsfelder Energietechnik, Umwelttechnik und Leichtbau. Dabei bündeln sie die Kompetenzen in allen Materialklassen (Metalle, Kunststoffe, Naturstoffe und Keramik) und der gesamten Wertschöpfungskette (Materialdesign (CMS), Entwicklung, Herstellung, Verarbeitung und Anwendung von Bauteilen). Das ECEMP umfasst 14 Teilprojekte, an denen 40 Professuren aus 24 Instituten der TU Dresden, der TU Bergakademie Freiberg, der HTW Dresden und der Wissenschaftsorganisationen HG, FhG, MPG und LG beteiligt sind. Das ECEMP wird finanziert aus Mitteln der Europäischen Union und des Freistaates Sachsen (EFRE – Europäischer Fonds für regionale Entwicklung). http://ecemp.tu-dresden.de

Das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden stellt mit verschiedenen Projektpartnern auf insgesamt fünf Messeständen Highlights aus der aktuellen Leichtbauforschung vor.
 
8. Hocheffiziente Fertigungsverfahren für duroplastische Composite-Bauteile

In Messehalle 6 am Stand D38 stellt das ILK gemeinsam mit der Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH (LZS) und der Leichtbau-Systemtechnologien Korropol GmbH (LSK) unter dem Motto „Leichtbaulösungen aus einer Hand“ aus. Hier präsentieren die Wissenschaftler und Ingenieure eine Weltpremiere: ein neuartiges Material und zwei dazugehörige Fertigungsprozesse, die die Herstellung hochbelasteter duroplastischer Bauteile revolutionieren werden. Mit einfachster Maschinen- und Prozesstechnik können zukünftig in extrem kurzen Zykluszeiten Hochleistungsbauteile mit duroplastischen Matrixsystemen hergestellt werden. Die Fertigungsprozesse können am Gemeinschaftsstand von ILK, LZS und LSK nachvollzogen werden.
Weitere Exponate am Gemeinschaftsstand sind eine neuartige Faserverbund-Antriebswelle in hochintegrativer Leichtbauweise, die 50 Prozent leichter als konventionelle Antriebswellen in Metallbauweise ist, sowie ein biobasiertes Werkstoffsystem, mit welchem sich komplexe Leichtbaustrukturen in einem Prozessschritt effizient fertigen lassen. Um die Praxistauglichkeit dieses Werkstoffsystems zu demonstrieren, wurde daraus ein ressourcenschonender Fahrradgepäckträger realisiert.

Fotos siehe Projekt 1.

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9. Leichte ästhetische Rahmenstrukturen im Forschungsvorhaben Thermobility

In Halle 2 am Stand A38 präsentiert sich das ILK auf dem Gemeinschaftsstand der Technischen Universität Dresden „Forschung für die Zukunft“ unter anderem mit einem Minibike-Demonstrator. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Forschungsvorhabens Thermobility werden durch die Projektpartner Rehau, Storck Bicycle sowie das ILK neuartige Bauweisen für funktionsintegrative, leichte und ästhetische Rahmenstrukturen entwickelt. Dafür verwenden die Ingenieure thermo-plastische Faser-Kunststoff-Verbunde. Die neuen Tragstrukturen sollen dabei modular für verschiedene elektrobasierte Fahrzeuge wie E-Bike, E-Motorrad oder E-Leichtmobile angewendet werden. Am Beispiel eines Minibike-Demonstrators stellen die Projektpartner die neuartige Tragrahmen-technologie auf der Hannover Messe 2014 vor.

Foto: Minibike (Foto: TUD/ILK)

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10. Sicherheit und Energieeffizienz für Elektroautos

Auf dem Messestand der Bundesregierung in Halle 27 am Stand H51 präsentieren die Projektpartner des Forschungsprojekts Motorbrain, Infineon Technologies, Siemens, das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU  Dresden und ZF Friedrichshafen, erstmals den Prototypen eines 9-Phasen-Elektromotors. Dieser hochintegrierte Elektromotor vereint die wichtigsten Bestandteile des Antriebsstrangs für ein Elektrofahrzeug. Er ist klein, leicht und effizient und kommt ohne Seltene Erden aus. Den Motorbrain-Forschern ist es gelungen, einen kompakten Elektromotor zu konstruieren, der um ein Viertel kleiner gegenüber Vergleichsmodel ist. Der auf der Hannover Messe 2014 vorgestellte Elektromotor-Prototyp hätte bequem in einem handelsüblichen City-Bag Platz.
Die Motorbrain-Partner senkten außerdem das Gewicht von Motor und Batterie um zirka 15 Prozent von zuvor rund 90 auf heute unter etwa 77 Kilogramm. Weniger Größe und Gewicht bringen Vorteile für den künftigen Autobesitzer: Ein leichteres Elektrofahrzeug, das den Batteriestrom effizienter „auf die Straße“ bringt und weitere Strecken als heute zurücklegen kann. Ein Mittelklassewagen mit Motorbrain-Elektromotor und einer Leistung von 60 Kilowatt könnte gut 30 bis 40 Kilometer weiter fahren als heutige Elektrofahrzeuge mit ihrer Reichweite von durchschnittlich etwa 150 Kilometern je Batterieladung.

Foto: Motorbrain (Foto: TUD/ILK)

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11. Erstmalige Präsentation der TU9 auf der Hannover Messe

Die TU9-Universitäten sind in diesem Jahr zum ersten Mal gemeinsam auf der Hannover Messe vertreten. Im Vordergrund stehen dabei TU9-Projekte aus den Bereichen Nachhaltige Energienutzung und Elektromobilität. Ein Beispiel aus dem Bereich E-Mobility präsentiert das ILK in Halle 2 auf dem Stand D36: Ein ultraleichtes Elektrofahrzeug, das im Rahmen des InEco®-Projekts von Wissenschaftlern der TU Dresden gemeinsam mit Experten der Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH (LZS) und der ThyssenKrupp AG entwickelt wurde.
Im Rahmen des InEco®-Forschungsprojekts wurde nach einem neuartigen, zukunftsorientierten und nachhaltigen Fahrzeugansatz gesucht. Die Projektpartner nahmen das gesamte Fahrzeugsystem unter die Lupe. Das Ergebnis dieses holistischen Forschungsansatzes ist ein generisches Elektrofahrzeug in integraler CFK-Stahl-Mischbauweise. Die Anzahl der Fahrzeugkomponenten konnte erheblich reduziert und das Leichtbaupotential in hohem Maße ausgenutzt werden.
Um zu veranschaulichen, wie das Elektrofahrzeug der Zukunft aussehen könnte, setzten die Wissenschaftler das neuartige Fahrzeugkonzept um und fertigten einen 4-sitzigen Fahrdemonstrator für den metrourbanen Raum. Bei einem Gesamtgewicht von nur 900 Kilogramm – einschließlich aller Komponenten sowie der Batterie – vereint das Forschungsfahrzeug sportives Fahrvergnügen mit umweltverträglicher Nutzung sowie kostenattraktive Bauweisen mit elegantem Aussehen.
 
Ergänzend zum Fahrdemonstrator wird auf der Solutions Area in Halle 6 am Stand D44 das Fahrzeugseitenteil mit integrativer CFK-Stahl-B-Säule ausgestellt. Durch die Erforschung neuartiger Hybridstrukturen, insbesondere von Stahl-CFK-Verbunden, kann das Fahrzeuggewicht signifikant reduziert werden. Das hochintegrale InEco-Seitenteil kann kosteneffizient und taktzeitoptimiert gefertigt werden.

Foto 1: InEco® (Foto: TUD/ILK)
Foto 2: Fahrzeugseitenteil (Foto: TUD/ILK)

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Standübersicht
Halle 6, Stand D38
Gemeinschaftsstand: Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden | Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH | Leichtbau-Systemtechnologien Korropol GmbH
Halle 6, Stand D 44
Solutions Area: InEco-Seitenteil
Halle 2, Stand A 38
Technische Universität Dresden auf Verbundstand „Forschung für die Zukunft“
Halle 2, Stand D 36
Gemeinschaftsstand: „TU9 - German Institutes of Technology”
Halle 27, Stand H 51
Stand der Bundesregierung: Präsentation des Projektes Motorbrain

Die Bundesministerin für Bildung und Forschung, Prof. Dr. Johanna Wanka, besuchte zum Auftakt der Hannover Messe 2014 den Messestand der TU9-Universitäten in Halle 2. Die TU9-Universitäten sind in diesem Jahr zum ersten Mal gemeinsam auf der Hannover Messe vertreten. Im Vordergrund stehen dabei TU9-Projekte aus den Bereichen Nachhaltige Energienutzung und Elektromobilität. Mit Prof. Dr. Maik Gude und Prof. Dr. Niels Modler vom Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der Technischen Universität Dresden sprach die Bundesministerin über die Nachwuchssituation im Bereich Maschinenbau in Dresden. Außerdem informierte sich die Politikerin über das ultraleichtes Elektrofahrzeug, das im Rahmen des InEco®-Projekts von Wissenschaftlern der TU Dresden gemeinsam mit Experten der Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH (LZS) und der ThyssenKrupp AG entwickelt wurde.
Das Elektrofahrzeug wurde in integraler CFK-Stahl-Mischbauweise gefertigt. Die Bundesministerin ließ sich von Prof. Gude die Vorteile dieses innovativen Materialeinsatzes erläutern und stellte Fragen zum Dresdner Modell. Das Dresdner Modell „Funktionsintegrativer Systemleichtbau im Multi-Material-Design“ wurde 1994 von ILK-Direktor Prof. Dr. Werner Hufenbach entwickelt und prägt seitdem die Arbeit am Institut.
Die Bundesministerin besuchte außerdem den Messestand der Bundesregierung, auf dem das ILK mit weiteren Projektpartnern den Prototypen eines hochintegrierten Elektromotors präsentiert. Erdacht und konstruiert wurde der Elektromotor von den vier deutschen Partnern des europäischen Forschungsprojekts „MotorBrain“: Infineon Technologies, Siemens, Technische Universität Dresden mit ihrem Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik und ZF Friedrichshafen.

Foto: Die Bundesministerin für Bildung und Forschung, Prof. Dr. Johanna Wanka, sprach mit Prof. Dr. Maik Gude (r.), Professor am ILK; Prof. Dr. Hans Jürgen Prömel (2.v.r.), TU9-Präsident; und Prof. Dr. Niels Modler (M.), Professor am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik.

Informationen für Journalisten:
Projekte 1, 2, 3, 4, 5: Dr. Silke Ottow, Tel.: +49 351 463-38447


Projekte 6, 7: Annett Dörfel, Tel.: +49 351 463-39321

Projekte 8, 9, 10, 11: Tanja Kirsten,  Tel.: +49 351 463-39471
Telefax: +49 351 463-38143