Geesthacht. Wissenschaftler vom Helmholtz-Zentrum Geesthacht forschen im Bereich Fertigungstechnik. Bund unterstützt das neue Projekt.
Der Forschungsstandort Geesthacht wächst weiter. Am Helmholtz-Zentrum Geesthacht entsteht in den kommenden Jahren ein neues Labor für Fertigungstechnik, in dem die Leistungsfähigkeit von Werkstoffen wie Magnesium, Titan oder Aluminium optimiert werden soll. Der Bund wird das innovative Projekt mit 2,43 Millionen Euro unterstützen, die im Etat-Entwurf des Bundesforschungsministeriums für 2021 bereits fest eingeplant sind, wie Norbert Brackmann, CDU-Abgeordneter aus Lauenburg im Bundestag, jetzt mitgeteilt hat.
Die Planungen für den Neubau haben bereits begonnen, Baubeginn ist voraussichtlich im kommenden Jahr. Mit der Fertigstellung wird 2023 gerechnet. „Mit den Bundesmitteln wird nun die wichtige Forschung an innovativen Fertigungsverfahren gestärkt“, sagt Norbert Brackmann. Was sich banal anhöre, bedeute für die Menschen und die Wirtschaft jedoch große Fortschritte.
Helmholtz-Zentrum Geesthacht plant einen Neubau
Geplant ist eine 320 Quadratmeter große Versuchshalle für die Prüfmaschinen und ein zweigeschossiger Trakt für Technik- und Büroräume auf dem HZG-Gelände. Es wird einen Durchgang zur bis dahin wiederaufgebauten Halle des Magnesium Innovations-Centers und zum Gebäude 64 geben. In dem beschäftigt sich bereits seit zwei Jahren eine Arbeitsgruppe unter der Leitung von Professor Noomane Ben Khalifa mit der Fertigung von Leichmetallkomponenten. Zu den Forschungsschwerpunkten der Gruppe gehört, für die im Institut entwickelten Materialien maßgeschneiderte Fertigungsprozesse und Prozessrouten zu finden, die auch ressourcenschonend sein sollen. „Bei unserer Arbeit geht es darum, die Werkstoffe zu optimieren, sie also leichter, ökologischer und vor allem auch nachhaltiger zu machen“, erläutert der Wissenschaftler. Dabei ginge es in dem neuen Labor nicht nur darum, neue leistungsfähigere Werkstoff zu entwickeln, die zentrale Eigenschaften wie Festigkeit, Zähigkeit, Dämpfungseigenschaften oder elektrische Leitfähigkeit zeigen. Die Wissenschaftler wollen auch die Leistungsfähigkeit des einzelnen Werkstoffs durch die Art der Fertigung verbessern.
„Dafür werden wir jeden einzelnen Schritt der Prozesskette gesondert betrachten – angefangen mit der Produktion des Werkstoffs bis hin zum fertigen Bauteil“, sagt Ben Khalifa. Das Besondere: Die gesamte Prozesskette wird nicht nur real, sondern auch digital abgebildet. „Durch das reale Experiment wird am Rechner ein digitaler Zwilling validiert, der das reale Objekt in der digitalen Welt repräsentiert“, erläutert er.
Geld vom Bund fließt in Laborfläche und Räume
Der Zwilling ist aus Daten und Algorithmen aufgebaut und erlaubt die Durchführung von komplexen Analysen und Simulationen. Unter dem Begriff Industrie 4.0 begleitet er den gesamtem Entwicklungs-Produktions- und Betriebszyklus eines Produkts. Ben Khalifa: „Das bedeutet, dass wir jeden Schritt der Prozesskette analysieren und Veränderungen vornehmen können, die das Ergebnis beeinflussen.“
Die Grundlagenforschung, die im Labor für Fertigungstechnik des HZG betrieben wird, wird ihren Einsatz später zum Beispiel in der Automobilbranche, im Flugzeugbau oder in der Medizintechnik finden.
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Die 2,43 Millionen Euro fließen in die Laborfläche und die Räumlichkeiten. Für Maschinen und weitere notwendige Kosten werden noch weitere Mittel benötigt, die die Arbeitsgruppe versucht, über Forschungsprojekte zu bekommen.
Ein weiteres Projekt: Silizium zeigt Muskeln
Ob Smartphone, Laptop oder Smart Watch: Das chemische Element Silizium findet sich in jedem elektronischen Bauteil und noch so kleinen Computerchip. Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Geesthacht ist es nun gemeinsam mit Wissenschaftlern der TU Hamburg, der Universität Hamburg und des Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) gelungen, Silizium „Muskelkraft“ zu verleihen. Mit dieser Eigenschaft kann das Material erstmals elektrische Signale in mechanische Bewegungen umsetzen. Damit bietet das Hybridmaterial völlig neue Perspektiven für die chipbasierte Technik von morgen. fram/pm