12 spannende Impulse für den Leichtbau

Zwölf besondere Ideen für den Leichtbau – alle aus dem Tüftler-Bundesland Baden-Württemberg – werden Jahr für Jahr von der LeichtbauBW mit dem ThinKing ausgezeichnet. Der ThinKing des Jahres wird dann normalerweise im Februar verliehen – in diesem Jahr wurde die Veranstaltung und Ehrung der Sieger pandemiebedingt auf den 07. Juli verlegt. Und so müssen sich alle – auch wenn der Sieger bereits feststeht – noch ein paar Monate gedulden.

Die zwölf Preisträger für den ThinKing-Award 2021 kommen aus sehr unterschiedlichen Bereichen und zeigen, warum Leichtbau als eine werkstoff-, prozess- und disziplinübergreifende Denkweise gefestigt werden muss, um in allen Branchen einen positiven Einfluss auf den Schutz unseres Klimas nehmen zu können. Lassen Sie sich gerne von den folgenden Vorstellungen inspirieren – oder schließen Sie im KollegInnenkreis Wetten ab, wer den Jahrespreis gewonnen haben wird:

Januar 2021: Wenn Tüftel-Träume fliegen lernen

Ken Noé: „Elektronik, Regelungs-, Steuerungs- und Displaytechnik, Softwareentwicklung, Informatik, Platinen-Fertigung, Leichtbau-Konstruktion und additive Fertigung – wirklich ausnahmslos alles, was wir über unser gesamtes Studium gelernt haben, steckt in dieser Entwicklung“ (Quelle: Hochschule Pforzheim)

Zwei Studenten der Hochschule Pforzheim haben ihr Wissen aus unterschiedlichen Disziplinen konsequent eingesetzt und ein Studienprojekt mit beharrlichem Tüftler-Ehrgeiz in einen echten Leichtbau-Erfolg verwandelt. Der auf Leichtbau getrimmte Quadrocopter verlor 60 % an Masse und trägt dennoch das Vierfache seines Eigengewichts.

Februar 2021: Präzise Messwerte – Mit Sicherheit an Grenzen gehen

Innenansicht des Prüfsystems, mit dem die Einsatzbedingungen des Werkstoffs unter Wasserstoffatmosphäre simuliert werden können. (Quelle: MPA Universität Stuttgart)

Wer an die Grenzen des Machbaren gehen will, muss sein Material genau kennen. Das gilt für Extremsportler ebenso wie für Leichtbau-Ingenieure. An der Materialprüfungsanstalt (MPA) der Universität Stuttgart hat ein Forscherteam einen Kraftmesssensor entwickelt, der bei Materialprüfungen unter Wasserstoffatmosphäre deutlich präzisere Werkstoffkennwerte liefert. Diese Zahlen ermöglichen die sichere und materialeffiziente Leichtbau-Konstruktion von Komponenten – unabdingbar zum Beispiel für die zukünftige Wasserstofftechnologie in der Mobilität.

März 2021: Leichtbau-Domino – Leichte Bauweise, verbesserte Produktivität, geringere Kosten

Mit dem Systembausatz können FTS modular einfach skaliert und ohne großen Aufwand in die Automatisierungsarchitektur bis hin zu Industrie 4.0 integriert werden. (Quelle: EMM! Solutions)

Für das Unternehmen EMM! Solutions ist Leichtbau Teil der Unternehmens-DNA und beschreibt die zentrale Entwicklungsstrategie: Alle Ressourcen, inklusive Material und Zeit werden optimal für die erforderlichen Produkteigenschaften und kurze Produktentstehungszeiten eingesetzt. Je individueller Fahrzeuge auf Kundenanforderungen abgestimmt sein müssen, umso wichtiger wird dieser Ansatz. So spart das individuelle FTS (Fahrerloses Transport-System) Ressourcen und ist im operativen vollautomatisierten Dauer-Betrieb leistungsstark, energieeffizient und zuverlässig – eben Leichtbau von A bis Z.

April 2021: Der Trick mit dem Grid – Warum ein Carbongitter das Klima wirksam beeinflussen kann

Besonders hohe Werte für Zugfestigkeit und Bruchspannung werden durch das optimierte Tränken aller Fasern im Bündel mit Epoxidharz erreicht. (Quelle: Solidian)

Die Carbonbewehrung Solidian Grid kombiniert besondere mechanische Eigenschaften, die klimaschonendes und ressourceneffizientes Bauen ermöglichen. Mit dem Produkt bietet das Unternehmen der Bauindustrie ein praxisgerechtes Standardprodukt an, das mit neuen Abmessungen und verbesserten mechanischen Eigenschaften den Weg für leichtes Bauen ebnet.

Mai 2021: In 10 Klicks zum Angebot – Online-Shopping leichter CNC-Bauteile

Während man bei klassischer Beauftragung mehrere Wochen auf ein Angebot wartet, sind es hier noch nicht einmal zehn Klicks, um Frästeile zu einem wettbewerbsfähigen Preis zu bestellen.
(Quelle: Instawerk)

Faszinierend einfach und blitzschnell: CNC-Bauteile über eine Online-Plattform bestellen. Eine Kostenersparnis von 20 Prozent und ein enormer Zeitvorteil in der Beschaffung sind der bestechende Nutzen für Leichtbau-Entwickler, die „mal eben“ ein CNC-Bauteil benötigen. Was bisher eine Wartezeit von mehreren Wochen bedeutete, ist über die Online-Plattform von Instawerk fix erledigt: CAD-Daten hochladen, Preis kalkulieren lassen, bestellen – und zwei Tage später liegt das Bauteil im Wareneingang.

Juni 2021: Unsichtbare innere Werte – Aluminium und Faserverbund zeigen Profil

Aluminiumprofil mit innenliegender CFK-Verstärkung
(Quelle: Tajima)

Zum Verstärken von Bauteilen durch CFK werden meist Patches aufgesetzt. Eher ungewöhnlich ist es, Faserhalbzeuge in einen Profilquerschnitt einzuziehen. Ein niedriges Gewicht, Stabilität, Steifigkeit und Dämpfung sind das lohnende Resultat einer aus dem Maschinenbau auf andere Anwendungen und Branchen übertragbaren Leichtbau-Lösung von Tajima für eine Stickmaschine.

Juli 2021: Induktion 2.0 – Hitze auf den Punkt genau

Reparatur einer Faserverbundstruktur: Rechts oben ist die mobile Reparatureinheit zu sehen, die Heizmatte ist gerade aufgelegt. (Quelle: Msquare)

Das Reparieren von Leichtbauteilen aus Faserverbundkunststoffen war bisher langwierig und kostenintensiv. Das induktive, konturgenaue Aufheizen von Flächen mit der Flexin Heat Technologie des Start-ups Msquare schafft die Voraussetzung zum einfachen Reparieren. Dadurch wird die Lebensdauer von Leichtbauteilen deutlich verlängert, Klima und Ressourcen geschont. Außerdem eröffnet die Technologie neue Möglichkeiten des Formens und Fügens für Faserverbundkunststoffe.

August 2021: Eine Batterie erfindet sich neu – leicht, flexibel und langlebig

Größenvergleich einer 70 Ah Standardbatterie und eines 140 Ah-äquivalenten Demonstrators des neuen Leichtbau-Batteriegehäuses.
(Quelle: TGM Lightweight Solutions)

Kleiner, leichter, crashsicher, langlebig, flexibel und wirtschaftlich – das sind eine Reihe guter Argumente für einen Bauteil- und Technologiewechsel im Bereich Automotive. Im modularen Batteriesystem des Unternehmens TGM Lightweight Solutions stecken in einem steifen, prismenförmigen Kunststoffgehäuse langlebige Batteriezellen. Diese sind in Packs angeordnet und lassen sich modular und flexibel an den jeweiligen Einsatzzweck anpassen – vom Nutzfahrzeug bis zum Sportwagen, vom Verbrenner bis zum Elektrofahrzeug.

September 2021: Intelligentes CFK-Spannfutter: Leichte Spannung mit viel Feingefühl

Das Leichtbau-Spannfutter mit integrierter Sensorik (Quelle: Hainbuch Spannende Technik)

Spannend, dynamisch und leicht, aber mit viel Gefühl – was ein Filmtipp für einen lauen Sommerabend sein könnte, beschreibt ebenso zutreffend das intelligente Leichtbau-Spannfutter Torok CFK-IQ von Hainbuch. Es ergänzt die Vorteile der Gewichtreduzierung durch eine ausgeklügelte Sensorik, um durch seinen Einsatz die Produktion zu optimieren und gleichzeitig für die Digitalisierung fit zu machen.

Oktober 2021: Ein Stoßfänger fürs Druckgießen macht Bauteile leichter

Gießkolbenstange: Vorne rechts der Gießkolben, der in die Gießkolbenstange aus Aluminiumlegierung übergeht. (Quelle: Aage Aalener Gesellschaft für Leichtbauteile)

Beim Kaltkammer-Druckgießen bewirkt die leichte Gießkolbenstange aus Aluminiumlegierung viel Positives für Prozess und Umwelt. Sie ist nachgiebiger als ihr bisheriges Stahl-Pendant und nimmt die großen Kräfte am Ende des Füllprozesses deutlich besser auf. Die Gießkolbenstange der Aage Leichtbauteile ist auf fast jeder Druckgießmaschine nachrüstbar.

November 2021: Diese Heizung hat mehrere Leben

Schwimmende Verlegung der Flächenheizbahn in einem Tiny House. (Quelle: Lofec)

Diese Flächenheizbahn von Lofec ist nicht nur besonders dünn und leicht. Sie kann sogar mehrere Male verwendet werden oder mit dem Besitzer die Immobilie wechseln. Außerdem versursacht sie einen besonders geringen CO2-Footprint: Im Vergleich zu konventionellen Heizung verursacht sie nur ein Zehntel der Grauen Energie, deren Minimierung für möglichst klimaneutrales Bauen entscheidend ist.

Dezember 2021: Mitdenkende und flexible Produktionszelle für Preforms

Sechs Schneidetische und ein zentraler Roboter stellen 16 Stacks parallel her.
(Quelle: Schmidt & Heinzmann)

Beim Cutting & Stacking Center des Unternehmens Schmidt & Heinzmann ist das Zusammenspiel zwischen Hard- und Software gelungen. Die flexible Produktionszelle für Preforms schneidet mit optimiertem Nesting an mehreren Tischen materialspezifisch zu und legt die Zuschnitte zykluszeitoptimiert und präzise auf dem Stack ab. Gleichzeitig reagiert sie auf Änderungen im Ablauf und berechnet diesen bei Bedarf neu. So wird sie zum Enabler für kosteneffizienten Leichtbau.

Wer sich die Lösungen gerne von den Entwicklern selbst erklären lassen möchte, dem sei der You-Tube Kanal der Leichtbau BW empfohlen. Hier werden die ThinKings in kurzen Video-Beiträgen erläutert. Bis zum 27. Juni ist die Anmeldung für die Abendveranstaltung zur Preisverleihung am 07. Juli in Stuttgart noch offen.

Sobald die Sieger feststehen, bekommt dieser Beitrag ein Update – seien Sie gespannt! Den Kandidaten drücken wir natürlich alle Daumen.

Bild oben: Die Trophäen für die ThinKing-Jahresbesten 2021 (Quelle: LeichtbauBW)


Christine Koblmiller

Autor: Christine Koblmiller, Redakteurin, Gründerin, Fachjournalistin aus Leidenschaft, überzeugter Leichtbau-Fan.

Mit dem Metamagazin Leichtbauwelt.de habe ich 2018 den Schritt in die Selbständigkeit gewagt und mit Leichtbauwelt ein neues Medienformat im B2B-Umfeld geschaffen. Seit etwa 25 Jahren bin ich Redakteurin für technische B2B-Fachzeitschriften. Für verschiedene führende Fachmagazine habe ich als eBusiness-Projektmanager Industrie schon 2001 crossmediale Angebote eingeführt, denn die Digitalisierung aller Lebensbereiche hat Einfluss auf unser Informationsverhalten. Deshalb bin ich mir sicher, dass sich die Medienbranche wandeln muss. Mehr über mich finden Sie unter Conkomm, auf Xing oder LinkedIn.

„Leichtbau fasziniert und begeistert Techniker. Er ist für die Herausforderungen der Zukunft unabdingbar. Deshalb bin ich sicher, dass der Markt für Leichtbauwelt.de reif ist.“

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