Forschungsbereich | Leichtbau mit Verbundwerkstoffen
Forschungs- & Entwicklungsschwerpunkte
➤ Leichtbautechnologien
➤ Faser- und textilverstärkte Verbundwerkstoffe
➤ Carbonfaserentwicklung
➤ Materialmodelle für Verbundwerkstoffe
➤ Experimentelle Diagnostik von Verbundwerkstoffen und Structural Health Monitoring
➤ Multifunktionale Leichtbauanwendungen
Team
B.Eng. Moritz Bühl | Livia M. Doß | M.Sc. Davood Peyrow Hedayati | Dipl.-Ing. Peter Jakob | M.Eng. Gregor Jesse | M.Eng. M.A. Philipp Johst | B.Eng. Antonia Kirchner | Dr.-Ing. Michael Kucher | Dr.-Ing. Dmytro Rassokhin | M.Eng. Rafael Schelkow | B.Eng. Laura Schiele | B.Eng. Arthur Schletter | Jannick Schneider | Sandy Schubert | M.Eng. Dimitrij Seibert | M.Eng. Lukas Steffen | B.Eng. Marten Tschatschanidse | Dr. phil. Pamela Voigt | M.Eng. Willi Zschiebsch
Prof. Dr.-Ing. habil. Robert Böhm
Professur Leichtbau mit Verbundwerkstoffen
Institute
EMB | Institut für entwicklungsorientierten Maschinenbau
TPMB | Institut für Technologie und Produktion im Maschinenbau
Telefon: +49 (0)341 3076 4177
E-Mail: robert(dot)boehm.1(at)htwk-leipzig.de
Aktuelle Projekte
SoKoRoMed
Soft- und Kontinuums-Robotik für medizinische Anwendungen
Das Vorhaben zielt auf die Etablierung definierter Prozessketten für die Herstellung patienten- bzw. anwendungsspezifischer weicher Endeffektoren ab. Dazu werden neue Werkstoffe, geeignete Berechnungsverfahren und eine angepasste 3D-Drucktechnik entwickelt. Die Soft- und Kontinuums-Roboter (SKR) werden im Projekt konzipiert und in Kombination mit konventioneller Medizin- und Robotertechnik in einem klinischen Gesamtdemonstrator für spezifische Interventionen zur Anwendung gebracht. Über die Definition von Standards zur System- und Funktionsbeschreibung soll die klinische Translation erleichtert werden.
Förderung: Sächsische Aufbaubank - Förderbank (SAB), kofinanziert von der Europäischen Union
Projektpartner: Innovation Center Computer Assisted Surgery (ICCAS) der Universität Leipzig
Projektlaufzeit: 09/2024-06/2026
ExSaZell
Im Rahmen des geplanten Forschungsvorhabens soll ein neuartiger, mehrschichtiger Sandwichaufbau von thermoplastischen Wabenkernstrukturen entwickelt werden. Die Auslegung und Optimierung dieser neuartigen Zellwandstrukturen erfolgt dabei simulativ. Mit Hilfe verschiedener Methoden zur Dichtereduktion sollen die sandwichartig aufgebauten Zellwände zudem fertigungstechnisch umgesetzt, systematisch in Hinblick auf Material- und Prozessparameter untersucht und mit bestehenden Wabenstrukturlösungen verglichen werden. Durch Verwendung von rezyklierten, thermoplastischen Werkstoffen in Verbindung mit der neu entwickelten Mehrlagenwabenstruktur aus einem Material ließen sich zudem deutlich nachhaltigere und biegesteifere Sandwichstrukturen kostengünstig und großindustriell herstellen.
Förderung: ZIM
Projektlaufzeit: 05/2023 - 11/2025
PRINTCAP
Next Generation of 3D Printed Structural Supercapacitors
Das Vorhaben Printcap widmet sich der Entwicklung von effizienten, leichten und langlebigen Energiespeicherlösungen für CO2-freien Mobilitätssysteme. Die zu erforschenden Lösungen, die auf der Kombination von Superkondensatoren (Supercaps, SC) und Verbundwerkstoffen beruhen, haben das Potential zu Durchbruchsinnovationen auf dem Gebiet der Elektromobilität. Die Synergie von Superkondensatoren und Verbundwerkstoffen zielt darauf ab, Gewicht und Platzbedarf für Energiespeicher drastisch zu reduzieren. Die Entwicklungsarbeiten erfolgen in Zusammenarbeit mit Thales R&T, Nawa Technologies (beide Frankreich) und der TU Dresden.
Förderung: SAB/EU (M-Era.net)
Projektlaufzeit: 06/2022 - 05/2025
ElVis
Entwicklung und Erprobung ultraleichter Verbundstrukturen mit integrierter elektrischer Speicherfunktion
Im Rahmen des Luftfahrtforschungs- und -technologie (LuFo VI)-Vorhabens „Entwicklung und Erprobung ultraleichter Verbundstrukturen mit integrierter elektrischer Speicherfunktion“ (Elvis) entwickelt die HTWK zusammen mit der TU Dresden und dem Fraunhofer IWS Dresden sogenannte Struktur¬batterien. Dabei handelt es sich um multifunktionale Werkstoffe, die sowohl eine hohe Tragfähigkeit aufweisen als auch als Batterie agieren. Strukturbatterien können perspektivisch dem elektrischen Fliegen zum Durchbruch verhelfen. Das Ziel von Elvis besteht in der Entwicklung, Auslegung und Erprobung von flexiblen Energiespeicher-Tapes und deren Weiterverarbeitung zu einer neuen Generation von Leichtbaustrukturen.
Förderung: BMWK
Projektlaufzeit: 05/2022 - 04/2025
EuReCOMP
European recycling and circularity in large composite components
EUReCOMP zielt darauf ab, nachhaltige Methoden für das Recycling und die Wiederverwendung von Verbundwerkstoffen bereitzustellen, die aus Komponenten stammen, die in verschiedenen Branchen wie der Luftfahrt und der Windenergie verwendet werden. Die wichtigsten Wege zur Verwirklichung im Sinne einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft sind: i) Reparatur, Wiederverwendung und Neugestaltung von Komponenten aus ausgedienten Großserienprodukten und ii) Recycling und Rückgewinnung der in diesen Bauteilen verwendeten Materialien. Auf diese Weise wird die Abfallmenge verringert und die Umwandlung in Produkte mit hoher Wertschöpfung erreicht.
Förderung: EU Horizon Europe
Projektlaufzeit: 04/2022 - 03/2026
Mehrdimensionale und skalenübergreifende Werkstoffforschung
Im Rahmen der Großgeräte-Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) erhält die HTWK Leipzig ab Januar 2022 rund eine Million Euro. Davon werden unter anderem ein Rasterelektronenmikroskop und ein Computertomograph finanziert. Diese Großgeräte erweitern das Spektrum des 2021 gegründeten Kompetenzzentrums für Werkstoffforschung an der HTWK und ermöglichen erkenntnisorientierte Forschungsprojekte im Bereich der Materialwissenschaften. Mit Hilfe des REM erfolgt die Erforschung der Wechselwirkungen zwischen Gefüge, Mikrostruktur und den technisch relevanten Eigenschaften von Baustoffen, Metallen und Faserverbunden. Der CT ermöglicht dreidimensionale Mikrostrukturanalysen mit Auflösungen bis in den Submikrobereich und wird mit zwei In-situ-Prüfvorrichtungen ausgestattet.
Förderung: DFG
Projektlaufzeit: 01/2022 - 12/2026
Projektseite Mehrdimensionale und skalenübergreifende Werkstoffforschung ↗
MeHodE
Entwicklung einer Methodik zur automatisierten Auslegung und Optimierung von Hochleistungsprodukten durch digitalisierte Entwicklungsprozesse
Für die digitale Darstellung des Entwicklungsprozesses von Leichtbaustrukturen aus Verbundwerkstoffen werden in dem Vorhaben selbstlernende Methoden und ein virtueller Zwillingsansatz miteinander kombiniert. Hierfür werden neue softwarebasierte Lösungen entwickelt, die für den gesamten Konstruktionsprozess inclusive Recycling tauglich sind. Eine Formalisierung des digitalen Entwicklungsprozesses schafft die Grundlage für eine Plugin-getriebene Entwicklung, die durch das Einbinden von existierenden Teillösungen den Entwicklungsprozess effizienterer und gleichzeitig nachhaltigerer Ingenieurlösungen deutlich vereinfacht und verbessert.
Förderung: HTWK Promotionsstipendium
Projektlaufzeit: 06/2021 - 05/2025
iClimaBuilt
Functional and advanced insulating and energy harvesting/storage materials across climate adaptive building envelopes
Das im Rahmen von Horizon 2020 geförderte Projekt iClimaBuilt widmet sich der Entwicklung intelligenter Leichtbaumaterialien für den Bausektor und Technologien zur Integration von Energiespeicher- und Energierückgewinnungssystemen in Gebäudehüllen. 27 Partner aus 14 verschiedenen europäischen Ländern forschen in iClimaBuilt an sog. Zero Emission Buildings (ZEB’s). In Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe Nachhaltiges Bauen des Instituts für Betonbau der HTWK wird die Carbonbetonbauweise nachhaltiger gestaltet.
Förderung: EU Horizon 2020
Projektlaufzeit: 03/2021 - 02/2025