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Erfolgreicher Abschluss: Forschungsprojekt „InSeL“

Innovative Schaumstrukturen für den effizienten Leichtbau: Forschungsmitarbeiter Johann Heimann (M. Sc.) präsentiert die Ergebnisse des Pforzheimer InSeL-Teams. (Foto: Norbert Jost / Hochschule Pforzheim)

Innovative Schaumstrukturen für den effizienten Leichtbau: Forschungsmitarbeiter Johann Heimann (M. Sc.) präsentiert die Ergebnisse des Pforzheimer InSeL-Teams. (Foto: Norbert Jost / Hochschule Pforzheim)

Institut für Werkstoffe und Werkstofftechnologien (IWWT): "Innovative Schaumstrukturen für den effizienten Leichtbau"



Die Entwicklung von Rohstoff- und Energiepreisen sorgt für einen steigenden Bedarf an leichten Materialien. Vor diesem Hintergrund widmete sich das Forschungsprojekt „InSeL“ der Hochschule Pforzheim seit 2017 dem Themenkomplex "Innovative Schaumstrukturen für den effizienten Leichtbau". Nach fünf Jahren erfolgreicher Arbeit feierte das Projekt nun seinen Abschluss auf dem Campus der Fakultät für Technik – unter der Moderation von Prof. Dr.-Ing. Norbert Jost, Leiter des Instituts für Werkstoffe und Werkstofftechnologien (IWWT) und Sprecher des InSeL-Konsortiums. Diesem zugehörig waren neben der Hochschule Pforzheim auch die Hochschulen Reutlingen und Karlsruhe sowie Arbeitsgruppen des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Naturwissenschaftlichen-Medizinischen Instituts (NMI) der Universität Tübingen.
 

Im Rahmen der Abschlussveranstaltung referierten und diskutierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ausgiebig über ihre Forschungsergebnisse unterschiedlichster Themengebiete; so wurden in enger Zusammenarbeit der Arbeitsgruppen experimentelle, simulative Eigenschaften untersucht, die Modellierung von flüssigen Polymertemplates entwickelt oder gießfähige komplexe Metallschaumstrukturen erzeugt. Die KIT-Arbeitsgruppe präsentierte eine leistungsfähige Datenbank, mit deren Hilfe potentielle Anwender noch schneller genau die richtige Werkstoff-, bzw. Metallschaum- oder auch Hybrid-Auswahl treffen können. Diese wird mittlerweile auch allen InSeL-Partnern zur Praxisanwendung, insbesondere im Zuge von Anwender-Akquisitionen, zur Verfügung gestellt. „Wertschöpfende Diskussionen unter den Anwesenden im Anschluss der Fachvorträge führten bis hin zum finalen Prozess der Anwendbarkeit im Bereich hybrider Strukturelemente. Dabei stellte sich erneut das enorme Potential moderner Leichtbauwerkstoffe, aber auch die damit verbundenen Herausforderungen heraus“, erklärt Norbert Jost. Eine dieser Herausforderungen sei es, im Sinne von Effizienz und Effektivität genau den richtigen Werkstoff für den richtigen industriellen Anwendungsfall zu finden. „So muss der Leichtbauwerkstoff – durch sehr aufwendige konstruktive Maßnahmen – für seinen realen Einsatz erst nutzbar gemacht werden. Grund dafür ist eine evtl. örtlich stark elastische und plastische Verformbarkeit sowie die häufig dann auch ggf. geringe Steifigkeit der Leichtbauwerkstoffe.“ Die InSeL-Forschungsarbeiten hätten unter anderem aufgezeigt, dass hier offenporige Metallschäume in Form ganz neuer Hybride diese Lücke sehr gut schließen könnten, so die Experten; denn diese zeichneten sich durch eine sehr hohe und an den Anwendungsfall anpassbare spezifische Steifigkeit und Festigkeit bei gleichzeitigem effizienten Dämpfungsverhalten bei äußerst geringem Gewicht aus.

„Nach der kooperativen Zusammenarbeit der letzten fünf Jahre kann ich ein hervorragendes wissenschaftliches aber auch kollegiales Fazit ziehen. Schon jetzt steht fest, dass die Ergebnisse von InSeL in zahlreiche weitere bereits in der Startphase und/oder geplante Projekte bei allen Partnern einfließen werden. Gemeinsam werden wir die Etablierung der Werkstoffgruppe der metallischen Schäume weiter ausbauen“, ist sich Norbert Jost in Übereinstimmung mit allen Teammitgliedern sicher.

Unter den insgesamt sechzehn am InSeL-Projekt beteiligten Wissenschaftlern waren sieben Mitglieder des Instituts für Werkstoffe und Werkstofftechnologien der Hochschule Pforzheim. Sie untersuchten unter anderem die Entwicklung von prozesssicheren und reproduzierbaren Herstellungsrouten bei der Schaumstruktursynthese sowie die Optimierung bei der Metallschaumfertigung.

Das InSeL-Projekt wurde vom Land Baden-Württemberg und dem Strukturfondmittel der Europäischen Union (EFRE) gefördert.

Das Institut für Werkstoffe und Werkstofftechnologien (IWWT) der Hochschule Pforzheim beschäftigt sich in Forschung und Lehre mit der Entwicklung, der Herstellung, dem Aufbau und den Eigenschaften von Werkstoffen. Aktuelle Arbeitsgruppen sind „Metallische Werkstoffe“, „Kunststoffe und Fertigungstechnologien“, „Abtragende Fertigungsverfahren“, „Werkstoffkreisläufe“ und „Materialwissenschaften in der medizinischen Anwendung“. Dabei stehen die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen der Werkstoffe ebenso wie die anwendungsorientierte Prozessoptimierung im Fokus der Aktivitäten.