Formgedächtnislegierungen werden heute schon breit eingesetzt, von Medizintechnik bis Bauwesen oder Luftfahrt. Als Draht integriert in Faserverbundwerkstoffe sind sie jedoch ein Novum mit – derart breitem Potenzial, dass der Gründer Dr. Moritz Hübler bis heute sein Unternehmen komplett branchenoffen aufstellt. Denn auch nach fünf Jahren ist kein Ende der Einsatzmöglichkeiten in Sicht. Moritz Hübler hat Compactive zusammen mit Nicolà Hummel, Patricia Stöbe und Daniel Vogelsanger 2018 gegründet. Heute ist das Start-up mit seinen leichten Biegeaktoren erfolgreich am Markt. Als Pionier der Leichtbauwelt gibt er persönliche Einblicke in die Entwicklungsstrategie sowie die Technologie der Curve Aktormodule und bezieht klar Stellung für mehr Technologieoffenheit.

Bild oben: Moritz Hübler (Quelle: Compactive)

Im Leichtbau sind branchen- und werkstoffübergreifende Impulse und neue Inspirationen für kreative, technologische Lösungen äußerst wertvoll. In der Serie „Pioniere der Leichtbauwelt“ kommen deshalb Gründer und Start-ups zu Wort. Hier haben sie die Möglichkeit, ihre Technologie, ihre Ideen und Visionen vorzustellen. Wenn sich so neue Partnerschaften über Unternehmens- und Branchengrenzen hinweg ergeben, dann haben wir bei Leichtbau(welt) unser Ziel erreicht: Inspiration für ihren Fortschritt.

Das junge Unternehmen Compactive produziert heute auf rund 270 m² Produktionsfläche mit eigener, moderner Anlagentechnik 150 Varianten der Curve Aktormodule auf höchstem Qualitätsniveau. Ergänzt wird die Produktion durch eine eigene Entwicklung, die potentielle Anwender der Aktorlösung unterstützen und die Aktormodule auf Situation und Anforderungen maßschneidert.

Leichtbauwelt: Welcher Impuls hat zur Gründung Ihres Unternehmens geführt?

Moritz Hübler: Kurz vor Abschluss meiner Promotion, welche sich mit der Integration von Formgedächtniselementen in Verbundwerkstoffe beschäftigt hat, stellte ein produzierendes Industrieunternehmen die entscheidende Frage: „Und wenn das jetzt funktioniert, wo kauf ich das dann?“ Da wurde mir klar, dass ein Unternehmen beziehungsweise ein Spinoff her muss, um diese Technologie aus dem Labor in die industrielle Nutzung zu bringen.

Leichtbauwelt: Woher kommt der Name für das Unternehmen?

Moritz Hübler: Der Name setzt sich aus dem Wort „Composite“ also Verbundwerkstoff und „Active“ also „aktive“, passend zu unseren aktiv ansteuerbaren und sich bewegenden Materialverbunden, die wir mit unseren Aktormodulen schaffen.

Leichtbauwelt: Wie ergänzen Sie sich im Team?

Moritz Hübler: Seit dem ich in der Halle nicht mehr so viel Basteln darf, ergänzen wir uns nahe zu perfekt. Wir haben zwei Ingenieure, Nicolà Hummel und Nils Neblung, die sich einerseits um Entwicklungen mit den Kunden und anderseits um die Weiterentwicklung unserer Produktionsprozesse kümmern. Beides kommt heute nicht ohne elektrische Aspekte aus und so werden die Kollegen von Daniel Vogelsanger im Bereich Elektro- und Informationstechnologie unterstützt. Daniel Vogelsanger hat zum Beispiel auch unsere hauseigenen Zyklenprüfstände gebaut und erweitert sie stetig. Patricia Stöbe kümmert sich ums Marketing und den Bereich Finanzen. Ich selbst übernehme die Koordination, strategische Themen und den technischen Vertrieb. Als junges Unternehmen unterstützen wir uns aber im Sinne eines Team sehr stark gegenseitig. Und so greifen mir die Kollegen für unsere Fokusbereiche im Vertrieb unter die Arme. Auf der Hannover Messe beispielsweise stehen wir alle am Stand!

Leichtbauwelt: Was hat ihre Innovation mit Leichtbau zu tun?

Moritz Hübler: Unser Antriebe nutzen Formgedächtnislegierungen, die prinzipiell schon eine sehr hohe Leistungsdichte habe, wenn man die Masse in Bezug zu erreichbaren Wegen und Kräften setzt. Beim Veredeln dieser Drähte zu einfachen und kompakten Biegeaktoren kommen im Wesentlichen leichte, polymerbasierte Werkstoffe hinzu. Unsere Aktormodule wiegen gerade einmal 0,8 g bis 7,9 Gramm. Das ist schon sehr wenig, wenn man diese Masse in Relation zur Funktionalität setzt.

Leichtbauwelt: Können Sie das für uns an einem Beispiel anschaulich machen?

Moritz Hübler: Wohnmobile sind ein sehr gutes Beispiel, wo Leichtbau und die Kompaktheit unserer Aktoren eine neue Funktion überhaupt erst erlauben. Camper wissen, dass es eine große Steigerung des Komforts ist, könnte man die Innenausstattung so nutzen wie Zuhause  – ohne die lästigen Verriegelungen, die eigentlich nur während der Fahrt gebraucht werden. Eine Zentralverriegelung der Innenausstattung erfordert aber viele aktiven Schließelemente, die durch ihren Einbau weder den nutzbaren Stauraum dezimieren und durch ihr Zusatzgewicht die zulässige Zuladung stark reduzieren.
Grundsätzlich führt auch eine Lösung mit unseren Biegeaktoren erstmal zu einem Mehrgewicht, jedoch ist das nur ein Bruchteil des Gewichtes, das bei konventionellen elektrischen Schlössern mit mehreren hundert Gramm pro Schloss zu Buche schlägt.

„Unsere Aktormodule habe ein Gewicht von 0,8 g bis 7,9 Gramm. Das ist schon sehr wenig, wenn man diese Masse in Relation zur neuen Funktionalität setzt.“

Leichtbauwelt: Was ist das Besondere an ihrer Technologie? Können Sie für uns ihre Innovation in wenigen Sätzen erklären?

Moritz Hübler: Schwierig, aber ich versuche es:  Unser Prinzip erlaubt es auf Knopfdruck Bewegung zu erzeugen. Wir setzen Drähte aus Formgedächtnislegierungen (FGL) direkt im Materialverbund ein und realisieren auf diese Weise Aktorik oder Verstellungen ohne die üblichen Begleiterscheinungen. Die Kombination aus kompakter Bauform, geringem Gewicht, lautlosem Funktionsprinzip und einem System, das durch Schmutz nicht blockiert werden kann und durch Wasser keinen Kurzschluss erleidet, macht unsere Aktorlösung einzigartig.

Leichtbauwelt: Was war der Ausgangspunkt Ihrer Entwicklung?

Moritz Hübler: Die Idee entstand im Zuge meiner Promotion am Leibniz Institut für Verbundwerkstoffe in Kaiserslautern. Mit der weitgefassten Zielstellung Faserkunststoffverbunde „smart“ zu machen, fand ich es besonders interessant, technisch nutzbare Bewegung zu erzeugen. Um solche Bewegungen zu erreichen, stechen im weiten Feld der Festkörperaktoren die Formgedächtnislegierung mit hohen Dehnungen und Kräften hervor. Damit war es die Aufgabe, solche Formgedächtnislegierungen zuverlässig und einfach mit Verbundwerkstoffen zu kombinieren. Um die Technologie für die industrielle Nutzung fit zu machen, wurde das heutige Modulkonzept für eine flexible und einfache Montage erfunden und die Module, wie wir sie heute vertreiben, entwickelt.

Leichtbauwelt: Was an Ihrer Innovation ist technologisch besonders interessant?

Moritz Hübler: Es ist der Aufbau, der unsere Aktormodule einzigartig macht, und gleichzeitig der Schlüssel ist, um die Aktorikleistung der FGL-Drähte zuverlässig nutzen zu können. Die Integration durch uns garantiert eine optimale, elektrische und mechanische Einbindung der FGL-Drähte und durch eine richtige Auslegung kann die FGL auch in ihrem optimalen Betriebspunkt genutzt werden.

„Die Kombination aus kompakter Bauform, geringem Gewicht, lautlosem Funktionsprinzip und einem System, das durch Schmutz nicht blockiert werden kann und durch Wasser keinen Kurzschluss erleidet, macht unsere Aktorlösung einzigartig.“

Leichtbauwelt: Worin sehen Sie den größten Nutzen für Ihre Kunden?

Moritz Hübler: Wenn wir das heute schon wüssten. Zu Beginn haben wir stark mit den Themen Kompaktheit und Leichtbau geworben, was für Schließriegellösungen beispielsweise in Wohnmobilen auch der Größte Nutzen ist. Gegenüber klassischen Lösungen kann man hier bis zu 80 Prozent Gewicht und bis zu 75 Prozent Bauraum einsparen.
In unserem Fokusbereich „Deckelöffnung“, bei dem es darum geht beispielsweise bei Abfallsammlern im öffentlichen Raum für Nutzer schnell einen Deckel zu öffnen, spielen aber weder Bauraum noch Gewicht eine große Rolle. Hier sind es die Schnelligkeit in deutlich unter 1s Öffnen zu können und gleichzeitig eine hohe Robustheit zu schaffen, da auf sensible Getriebe mit hoher Übersetzung verzichtet werden kann. Die Lautlosigkeit ist eine Eigenschaft, die man hier auch sehr schätzt und stark die Nutzererfahrung verbessert.
Nimmt man jetzt noch die Anwendung unserer Aktoren in der Felge von Elektro-Fahrzeugen dazu sind es die Kombination aus Leichtbau, Robustheit und autarker Reaktion durch starke Hitze von Außen.

Leichtbauwelt: Wo sehen Sie Ihre Technologie oder Ihr Unternehmen mittelfristig?

Moritz Hübler: Wir möchten uns zunächst in den aktuellen Fokusbereichen „Deckelöffnung“, „Aero-Wheel“ und „Schließriegel“ als Lieferant unterschiedlicher Kunden etablieren und wachsen. Diese Wachstum soll uns dann als Basis dienen, um langfristig als Querschnitttechnologie in vielen weiteren Themenbereichen Innovation zu ermöglichen.

Leichtbauwelt: Welchen Beitrag können Sie mit Ihrer Technologie zum Klimaschutz leisten?

Moritz Hübler: Unsere Technologie schafft neue Funktionen. Diese können durchaus einen starken Beitrag zum Klimaschutz leisten. Insbesondere Funktionen im Bereich der aktiven Aerodynamik können im Automobil oder der Luftfahrt einen starken Beitrag zu Effizienzsteigerung leisten. So sind unsere Aktoren auch bereits in einem Segelflugzeug abgehoben. Aktive ausfahrbare Wirbelgeneratoren auf dem Flügel könnten ein Schlüssel sein, um zukünftig hocheffiziente Laminarflügel einsetzen zu können.

Leichtbauwelt: Kennen Sie den CO₂-Footprint ihres eigenen Unternehmens?

Moritz Hübler: Unseren eigenen CO₂-Footprint kennen wir nicht. Generell legen wir aber gerade auch bei der Beschaffung von Bauteilen und Anlagen Wert darauf, dass wir regionale Unternehmen anfragen und beauftragen.

Leichtbauwelt: Für welche Branchen könnte Ihre Technologie darüber hinaus nützlich sein – und warum?

Moritz Hübler: Das ist sehr unterschiedlich. Dabei muss man nicht nur nach Branche unterscheiden, sondern eher auf die jeweilige Anwendung schauen. In den meisten Fällen besteht der Nutzwert in einer Kombination von mindestens zwei besonderen Eigenschaften unserer Antriebslösung. Bei der Deckelöffnung nah am Kunden beispielsweise schnell und robust. Bei Anwendungen im Bereich von Prothesen und Orthesen beispielsweise leicht und lautlos, bei der Felgenlüftung zum Beispiels autark, leicht und robust, bei den Schließriegeln ist es die Eigenschaftskombi kompakt und leicht.

Leichtbauwelt: Gibt es auch Einschränkungen?

Moritz Hübler: Ja, auch unser Aktor kann nicht alles. Auch wenn wir sehr schnell sein können, sind unsere Aktoren aufgrund unseres thermischen Wirkprinzips bei schnellen oszillierenden Funktionen eingeschränkt nutzbar. Die Aktivierung lässt sich in ihrer Geschwindigkeit steuern, während die Rückstellung von der Abkühlung abhängt.

Leichtbauwelt: Welche besonderen, spannenden Herausforderungen haben Sie bisher gemeistert?

Moritz Hübler: Von den spannendsten Projekten darf ich leider gar nichts Konkretes berichten – auf der einen Seite schade für die Leser, auf der anderen Seite bleibt es so auch weiterhin spannend und wir werden sehen, was es in den nächsten Monaten und Jahren noch alles über uns zu berichten gibt. 😉  Besonders spannend in den letzten beiden Jahren war aber die Vorbereitung unserer ersten kleinen Serienauslieferung eines Aktorsystems für einen berührungslosen Abfallsammler. Es war das erste Mal, dass wir unsere Aktormodule in größerer Stückzahl produziert und gesehen haben, dass unsere Prozesse tatsächlich auch für eine Serie funktionieren und wir sehr gute Qualität liefern können. Wir konnten an allen Stellen – von der Beschaffung bis hin zur Auslieferung – sehr viel lernen und können dieses Wissen nun für unsere nächste geplante etwas größere Serie nutzen und entsprechend umsetzen.

Leichtbauwelt: An welchen Hindernissen sind Sie in den letzten Jahren gewachsen?

Moritz Hübler: Eine völlig neue Technologie leidet im allgemeinen an der mangelnden Bekanntheit. Die Kaltakquise ist entsprechend besonders wichtig, aber gleichzeitig auch schwierig. Hier dranzubleiben, auch wenn man nie hört: „Wir suchen gerade nach einem Biegeaktor“ ist anstrengend. Hier gefühlt als Blindes Huhn, den richtigen Partner doch zur richtigen Zeit zu erwischen, dann wenn er sagt „wir suchen gerade nach einer Lösung und ihr Produkt könnte sehr gut passen.“ An so einen Moment denke ich gerne zurück.

Leichtbauwelt: Welche drei wichtigsten Tipps würden Sie all denjenigen mitgeben, die gründen wollen?

Moritz Hübler: Tipp 1: Das Team ist einer der wichtigsten Punkte, wenn man sich dazu entscheidet ein Unternehmen zu gründen, eine Technologie weiterzuentwickeln und auf den Markt zu bringen. Man verbringt sehr viel Zeit zusammen und geht durch Höhen und Tiefen. Sich hier aufeinander verlassen zu können, ist dabei einfach unbezahlbar.
Tipp 2: Nie den Mut verlieren und hartnäckig bleiben. Das fällt oft nicht so einfach, wenn es gerade mal nicht so läuft, wie man es geplant hat. Aber gerade an diesen Situationen wächst man oft am meisten und entwickelt sich weiter – sowohl persönlich als auch als Team.
Tipp 3: Frühzeitig Kontakt zu möglichen Kunden aufnehmen, um deren Anforderungen genau zu verstehen und den möglichen Kundennutzen zu identifizieren. Jeder kennt sein eigenes Produkt am besten und oft wird erst im Gespräch klar, mit welchen Herausforderungen der Kunde zu kämpfen hat. Und dann wird auch viel deutlicher, wo man mit seiner eigenen Lösung unterstützen kann und dem Kunden Vorteile bietet.

Leichtbauwelt: Sehen Sie eine Konkurrenz der Werkstoffklassen im Leichtbau?

Moritz Hübler: Wir haben mit sehr vielen verschiedenen Kunden und Bauteilen zu tun. Auch deswegen haben wir unser Modulkonzept so aufgebaut, dass wir mit verschiedenen Materialien und unterschiedlichen Fügeprozessen arbeiten können. Von einem besten Leichtbaumaterial zu sprechen, würde diese Diffusität ausblenden. Deshalb plädieren wir aus ganzem Herzen für mehr Mut bei der lösungsoffenen Suche nach der individuell besten Lösung in allen Bereichen.

Leichtbauwelt: Hatten die zum Teil noch andauernden Krisen der letzten Jahre bisher Auswirkungen auf Ihren Start als Unternehmen? Wenn ja, welche und wie sind Sie damit umgegangen

Moritz Hübler: Als während der Pandemie eine Vielzahl von Kommunikationswegen zu Kunden wegbrachen und mehr Unsicherheit ins Wirtschaftsleben einzog, musste man sich neu organisieren. Wir vertreiben neuartige Hardwarelösungen, im Vertrieb und der Anbahnung ist es immens wichtig, dass der Kunde die Technologie erleben und „anfassen“ kann.  Wir haben dann den Mut gefasst, unsere eher das Prinzip skizzierenden Funktionsmuster – auch wenn sie keinem hohen ästhetischen Anforderungen gerecht werden – zur Ideenanregung online verfügbar zu machen. Sicher erzeugt das, auch heute noch, das ein oder andere Schmunzeln beim Fachmann. Es hat sich aber bewährt, mit bewegten Bildern lassen sich sehr gut neue Ideen auch bei Kunden in ganz anderen Bereichen anregen.

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