Pioniere der Leichtbauwelt – Christian Garthaus: „Emissionsfreie Mobilität ist unsere Vision.“

Pioniere der Leichtbauwelt – Christian Garthaus: „Emissionsfreie Mobilität ist unsere Vision.“

Das Start-up herone ist aus einem EXIST-Forschungstransfer 2017 entstanden. Das Unternehmen stellt Hohlprofile in einem zum Patent angemeldeten besonderen Verfahren her. Es kombiniert Flechtverfahren und Blasformen und ermöglicht so eine ressourcenschonende und effiziente Fertigung von Hohlprofilen aus faserverstärkten Kunststoffen mit veränderlichen Lagenaufbauten oder Querschnitten sowie Lasteinleitungselementen. Die initiale Idee, mit der das Unternehmen letztlich an den Markt ging, entstand in einem Luftfahrt-Forschungsprojekt am ILK der TU Dresden vor über zehn Jahren und wurde von drei Mitgliedern der Forschungsgruppe in zahlreichen Projekten zur Geschäftsidee weiterentwickelt:

Das Gründungsteam (v.l.) Dr. Christian Garthaus, Daniel Barfuss und Alexander Rohkamm (Quelle: herone)
  • Dr. Christian Garthaus, hat die Arbeitsgruppe um die initiale technische Idee aufgebaut und bis 2017 geleitet. 2018 promovierte er am ILK der TU Dresden zur Herstellung funktionalisierter Faserverbundprofile. Im Team ist er als Geschäftsführer für die Technologieentwicklung zuständig.
  • Daniel Barfuss ist ebenfalls Ingenieur der Luft- und Raumfahrttechnik und ist seit 2012 Teil des Teams, in dem er in der Geschäftsführung für Finanzen und die Produktentwicklung verantwortlich zeichnet.
  • Alexander Rohkamm – Ingenieur der Luft- und Raumfahrttechnik – stieß nach einer Zwischenstation bei Cotesa 2015 zum Team hinzu. Seine Aufgaben sind das Qualitätsmanagement und die Produktionsplanung.

In der vergleichsweise jungen Technologie Leichtbau geht es oft darum, branchen- und werkstoffübergreifend Impulse zu vermitteln und Trends zu setzen. 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. Und wenn sich dabei neue Partnerschaften über Unternehmens- und Branchengrenzen hinweg ergeben, so hat Leichtbau(welt) einmal mehr eine „Win-Win“-Situation geschaffen.

Leichtbauwelt:herone“ ist ein interessanter Name für ein Unternehmen – woher kommt er?

Dr. Christian Garthaus: Der Name hat zwei Vorbilder und steht deshalb im Plural: zum einen den Mathematiker und Ingenieur Heron v. Alexandria, der für die Automatisierung steht. Und zum anderen den Reiher (engl. heron), der für uns ein Sinnbild für den Leichtbau ist.

Faser-Thermoplast-Verbund-Hohlprofile mit angespritzten Lasteinleitungselementen aus CF-PEEK (Quelle: herone)

Leichtbauwelt: Automatisierter Leichtbau ist folglich der Kern Ihres Unternehmens. Was genau aber ist das Besondere an herone-Hohlprofilen?

Dr. Christian Garthaus: Wir können automatisiert maßgeschneiderte Produkte herstellen, bei denen die Funktionalität in das Bauteil integriert ist. Dazu nutzen wir den „thermoplastischen Vorteil“ um die Funktionalität unserer Composite-Profile auf die spezifischen Anforderungen unserer Kunden maßzuschneidern. Bei einer Rohrleitung beispielsweise, ersetzen wir das metallische Verbindungselement durch eines aus demselben thermoplastischen Kunststoff wie das Matrixmaterial des Composite-Rohrs. Beide Komponenten kombinieren wir dann zu einem einzigen Bauteil. So können wir die Rohrleitung leichter und robuster machen und gleichzeitig die Anzahl der erforderlichen Prozessschritte und damit Kosten einsparen.

Leichtbauwelt: Verraten Sie uns, wie dieser spezielle Herstellungsprozess entstanden ist?

Dr. Christian Garthaus: Die Idee basiert auf dem automatisierten Verarbeiten thermoplastischer Tapes im Flechtverfahren und anschließender Konsolidierung in einem innendruckbasierten Pressverfahren. Entstanden ist der Herstellungsprozess in einem Luftfahrt-Forschungsprojekt an der TU Dresden. Die Aufgabe war damals, Leichtbau-Hydraulikleitungen für die Luftfahrt zu entwickeln. Doch die Leitungen in den verschiedenen Flugzeugen sind alle unterschiedliche gebogen. Wir haben deshalb ein Verfahren für thermoplastische Composite-Profile entwickelt, die – wie metallische Leitungen – nachträglich individuell in die spezifische Form umgeformt werden können.
(Anm. der Redaktion: Ein ausführlicher Beitrag zum Verfahren wurde 2019 im Fachmagazin Composites World veröffentlicht, herone gehörte außerdem zu den Preisträgern des JEC-Awards 2019)

Leichtbauwelt: Worin sehen Sie den größten Nutzen Ihrer Produkte für den Leichtbau – und darüber hinaus?

Dr. Christian Garthaus: Der Einsatz von thermoplastischen Composites anstelle von Metall ermöglicht oft Gewichtseinsparungen über 50 Prozent und damit erhebliche Effizienzsteigerungen. Insbesondere in der Mobilität lassen sich durch Leichtbau Kraftstoff und klimaschädliche Emissionen einsparen. Durch die Integration maßgeschneiderter Funktionen reduzieren wir außerdem weiteres Gewicht und ermöglichen unseren Kunden bisherige Grenzen bei Innovation und Wachstum zu durchbrechen. Genau das ist auch unsere Vision und unser Anspruch: unseren Kunden innovative Produkte zu liefern, die es ihm ermöglichen technische und wirtschaftliche Grenzen zu überwinden.

„Wir ermöglichen eine skalierbare industrielle Serienfertigung, indem wir die hohen Produktionsraten eines Textilprozesses mit den kurzen Taktzeiten eines Pressprozesses kombinieren.“

Leichtbauwelt: Für welche Bauteile und Branchen könnten die Profile außerdem nützlich sein? Welche besonderen Eigenschaften bringen sie – eventuell auch für andere Branchen als die Luftfahrt – mit?

Dr. Christian Garthaus: Wir wissen, wie wir die Eigenschaften unserer Bauteile anpassen und Funktionen integrieren können. Häufig lernen wir erst im Kontakt mit einem Kunden die spezifischen Anforderungen und Wünsche kennen. Für uns ist es deshalb wichtig, die Potentiale unserer Produkte zu zeigen, um darüber in den Austausch über die konkreten Anwendungen zu kommen.
Das hohe Potential unserer Produkte resultiert aus der Kombination des „thermoplastischen Vorteil“ und unserer herone Technology. Je nach Thermoplast können die spezifischen Eigenschaften des Kunststoffs genutzt werden. So sind thermoplastische Faserverbundkunststoffe mit PEEK-Matrix beispielsweise chemikalien- und korrosionsbeständiger als die meisten Metalle. Ihre Ermüdungsfestigkeit ist vier bis fünfmal höher, spezifische Steifigkeit und spezifische Festigkeit entsprechen dabei dem Werkstoff Aluminium, der in der Luftfahrt eingesetzt wird.

In einem Video auf youtube (Kanal futureSax) erklärt Dr. Christian Garthaus das Herstellungsverfahren und die Besonderheiten der Profile in etwa 1,5 Minuten.

Leichtbauwelt: Das hört sich so an, als sei die Entwicklung hier noch längst nicht abgeschlossen. Vielmehr bekommt sie durch jeden weiteren Anwendungsfall neue Impulse?

Dr. Christian Garthaus: Ja, das ist richtig. Unsere Technologie ist eine Technologieplattform, die für funktionalisierte Profile branchenübergreifend eingesetzt werden kann. Mit unserem Fokus auf Hochleistungskunststoffe wie PEEK eignen sich die Profile besonders für Anwendungen mit sehr hohen Anforderungen hinsichtlich mechanischer Eigenschaften oder Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit.

Leichtbauwelt: Planen Sie darüber hinaus auch selbst noch weitere Entwicklungen?

Dr. Christian Garthaus: Mittelfristiges Ziel von herone ist es den hohen Automatisierungsgrad zu nutzen, um auch Bauteile in Serien <10.000 Stück zu produzieren. Außerdem arbeiten wir bereits seit zwei Jahren an Produkten zur Speicherung und Verteilung von Wasserstoff. In dieses Technologiefeld werden wir weiter investieren, um die Produkte in die Serienanwendung zu bringen.

Leichtbau ist für mich persönlich…
~… eine der Schlüsseltechnologien, um uns ein nachhaltiges Leben auf diesem Planeten zu ermöglichen.

Die größte Herausforderung im Leichtbau ist, …
~… das Produkt auch wirtschaftlich wettbewerbsfähig zu machen.

Der für mich interessanteste Trend im Leichtbau…
~… sind die thermoplastischen Composites und deren Einzug in Serienanwendungen. Das gilt insbesondere, wenn hohe Performance und große Stückzahlen gefragt sind, wie beispielsweise zukünftig für elektrisch betriebene Flugtaxis.

Das Interview für Leichtbauwelt ist mir wichtig, weil…
~… Leichtbauwelt eine inspirierende Plattform für neue Ansätze und Technologien bietet.

Leichtbauwelt: Gehen wir nochmals zurück zum Start Ihres Unternehmens: Wann wussten Sie, dass aus Ihrer Idee ein Start-up werden könnte?

Dr. Christian Garthaus: Wir selbst haben die Option der Ausgründung aus dem Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden schon mehrere Jahre im Kopf gehabt. Ausschlaggebend war letztlich, dass wir uns als Team in der Konstellation gefunden und das positive Feedback unserer industriellen Partner bekommen haben.

Leichtbauwelt: Gab es für Sie persönlich so etwas wie einen „Point of no return“?

Dr. Christian Garthaus: Ja, seit dem gemeinsamen Entschluss, ein Unternehmen aufzubauen, war für mich die Entscheidung im Kopf gefallen. Und mit der Entscheidung, ein produzierendes Unternehmen zu gründen, gehen natürlich entsprechende Investitionen und auch Verpflichtungen einher.

Leichtbauwelt: An welchen Hindernissen sind Sie in den ersten Gründungsjahren gewachsen? Gab es dabei ein besonderes Ereignis, eine wichtige Phase?

Dr. Christian Garthaus: Wir sind als Team – aber auch jeder für sich – in den letzten drei Jahren kontinuierlich gewachsen, um zu erreichen, wo wir gerade sind. Das für uns aktuell spannendste Projekt ist die Entwicklung und Inbetriebnahme unserer Pilotproduktionsanlage und damit die Möglichkeit unsere Produkte in Serie zu produzieren. Dieser Übergang – vom Entwicklungsdienstleister zum Produzenten – ist ein sehr wichtiger Entwicklungsschritt für uns, bei dem wir auch schon einige Hindernisse überwunden haben. Sicher warten auf diesem Weg aber auch noch einige Herausforderungen, die wir bewältigen müssen und werden.

„Zukünftig werden sich in vielen Branchen Produkte nur durchsetzen, wenn sie nicht nur Kosten- sondern auch Nachhaltigkeitsanforderungen gerecht werden.“

Leichtbauwelt: Hatte die Corona-Pandemie Auswirkungen auf Ihr Unternehmen?

Dr. Christian Garthaus: Die Krise hatte und wird auch zukünftig noch Auswirkungen auf unser Unternehmen haben. Einige Projekte konnten nicht wie geplant realisiert werden und die Akquise hat sich mit dem Wegfall und der Digitalisierung der Messen und Veranstaltungen natürlich verändert.
Wir haben die Zeit jedoch aktiv zum Aufbau unserer Produktionskapazitäten genutzt. Natürlich bietet jede Krise auch Raum, Bestehendes zu hinterfragen und alternative Lösungen in Betracht zu ziehen. Ich denke Leichtbau und insgesamt nachhaltigere Lösungen werden weiter an Bedeutung gewinnen. Zukünftig werden sich in vielen Branchen Produkte nur durchsetzen, wenn sie Kosten- und Nachhaltigkeitsanforderungen gerecht werden.

Leichtbauwelt: Welche drei Tipps würden Sie angehenden GründerInnen geben wollen?

Dr. Christian Garthaus: Das ist nicht schwer:

  1. Baue ein Team mit sich ergänzenden Kompetenzen auf.
  2. Lerne deinem Baugefühl zu vertrauen.
  3. Sei Dir immer Deines Ziels bewusst und priorisiere sorgfältig.

Leichtbauwelt: Gibt es auch im „Leichtbau-Alltag“ noch Herausforderungen für Sie?

Dr. Christian Garthaus: Tatsächlich, die gibt es: Das Potential der thermoplastischen Faserverbundkunststoffe und damit auch unserer Produkte gegenüber metallischen, aber auch alternativen Leichtbauwerkstoffen wie duroplastischen Composites-Lösungen zu kommunizieren. Die mit diesem Werkstoff einhergehenden Möglichkeiten müssen den Entwicklungsingenieuren bewusster sein – dies ist eine der Herausforderungen in unserem Alltag.

Leichtbauwelt: Sehen Sie denn eine Konkurrenz der Werkstoffklassen um das „beste Leichtbaumaterial“?

Dr. Christian Garthaus: Das beste Material für die jeweilige Anwendung – ja natürlich. Das ist auch gut so, da es natürlich auch die Weiterentwicklung der Werkstoffklassen fördert.

Leichtbauwelt: Lassen Sie uns ein bisschen träumen: Wenn Sie einen Wunsch für den Leichtbau oder Ihr Unternehmen frei hätten, was würden Sie sich wünschen?

Dr. Christian Garthaus: Die emissionsfreie Mobilität und insbesondere die emissionsfreie Luftfahrt sind enorme Herausforderungen für uns alle. Leichtbau kann dafür einen entscheidenden Beitrag leisten. Für uns persönlich wünsche ich mir, dass wir unseren Teil dazu beitragen können und werden.


Kontakt zu Dr. Christian Garthaus / herone

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