Hochschulen und Forschungseinrichtungen präsentieren auf der Hannover Messe innovative Produktideen

Die Wissenschaftler stellen vom 16. bis 20. April in Hannover 20 innovative Produktideen und Verfahren vor. Am Stand des Ministeriums in Halle 2, Stand C 36, zeigt beispielsweise das Forschungszentrum Jülich ein Gerät, das die Warteschlangen bei der Kontrolle des Handgepäcks am Flughafen verkürzen könnte: Das Gerät kann von außen analysieren, ob Flaschen ein harmloses Getränk oder eine gefährliche Säure enthalten. Die Universität Duisburg-Essen präsentiert einen Roboter, der aus Erfahrungen lernt und sein Vorgehen je nach aktueller Lage ändert. Das Land NRW ist außerdem mit dem Stand des Wirtschaftsministeriums in Halle 16, Stand A 10, und dem Stand „Innovative Zukunftsenergien NRW“ in Halle 13, Stand E 60, vertreten.

Innovationsminister Professor Andreas Pinkwart besucht bei einem Rundgang am Montag, 16. April, ab 15 Uhr ausgewählte Stände auf der Messe. Treffpunkt ist die Infotheke am Stand „Innovationsland NRW“. Um 16 Uhr verleiht er zusammen mit dem niedersächsischen Ministerpräsidenten Christian Wulff und mit Prof. Hans-Jörg Bullinger, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft, den mit je 10.000 Euro in den Kategorien Maschinenbau und Fahrzeugtechnik dotierten Ferchau-Innovationspreis (Halle 2, Stand D 36). Zusammen mit Dr. Eva-Maria Stange, der sächsischen Staatsministerin für Wissenschaft und Kunst, sowie der rheinland-pfälzischen Wissenschafts-Staatssekretärin Dorothee Dzwonnek eröffnet Minister Pinkwart um 18 Uhr in Halle 2 die „Forschungs- & Technologie-Arena“ (www.ft-arena.de). Sieben Länder, unter ihnen NRW, präsentieren dort Innovationen aus Hochschulen und Forschungseinrichtungen. Die Moderation übernimmt der Wissenschaftsjournalist Jean Pütz. Die standübergreifenden Aktionen und Präsentationen der Hochschulstände sind Teil der „Night of Innovations“ am Montag ab 18 Uhr in Halle 2, bei der sich die Besucher einen Überblick über die Technologien der Zukunft verschaffen können.

Folgende Projekte der Hochschulen und Forschungseinrichtungen werden am NRW-Stand „Innovationsland NRW“ (Halle 2, Stand C 36) präsentiert:

Fachhochschule Dortmund:

Der Fachbereich Maschinenbau der FH Dortmund zeigt auf der Hannover Messe ein zum Patent angemeldetes Verfahren zum Aufbau von elektrisch beheizbaren Kunststoffformen. Mit dem Verfahren lassen sich Kunststoffteile wie beispielsweise Flügel für Windkraftanlagen preisgünstig und energiesparend in Klein- und Mittelserie herstellen. Verwendet wird Kunststoff, der mit Kohlenstoff-Fasern verstärkt und dadurch sowohl leicht als auch stabil ist. Am Stand zeigen die Dortmunder Wissenschaftler die Form für einen Flugzeugflügel im Modellmaßstab, die sich an verschiedenen Stellen unterschiedlich beheizen lässt. Die Bremer Yacht-Werft Meyer, mit der die FH Dortmund das Patent zusammen angemeldet hat, setzt das Verfahren bereits ein und konnte dadurch die Fertigungskosten für Flugzeug-Innenverkleidungen um die Hälfte reduzieren.

Forschungszentrum Jülich:

– Wissenschaftler des Forschungszentrum Jülich haben ein Verfahren entwickelt, das es erlaubt, Flüssigkeiten in Flaschen oder Plastikverpackungen von außen zu erkennen. Das Verfahren bietet die Möglichkeit, bei der Kontrolle am Flughafen den Inhalt von Flaschen im Handgepäck der Reisenden zu identifizieren. Das neuartige Messprinzip basiert auf sehr schwachen Mikrowellenfeldern. Auf der Messe führen die Jülicher Forscher die Arbeitsweise ihres Gerätes vor, das die Warteschlangen bei der Handgepäckkontrolle an den Flughäfen bald wieder verkürzen könnte. Die zu inspizierende Flasche wird auf die Sensorfläche gelegt. Innerhalb von Sekundenbruchteilen zeigt das Gerät an, ob sich in der Flasche eine gefährliche Flüssigkeit wie eine Säure oder ein brennbares Lösungsmittel oder ein harmloses Getränk oder Duschgel befindet.

– Das Institut für Festkörperforschung des Forschungszentrums Jülich stellt auf der Messe SQUIDs vor. Diese Sensoren können 1000-Mal kleinere Signale als herkömmliche Sensoren messen und damit Magnetfelder nachweisen, die weniger als einem milliardsten Teil des Erdfelds entsprechen. Die Sensoren nutzen die Eigenschaft von Supraleitern, die elektrischen Strom bei sehr niedrigen Temperaturen ohne Widerstand leiten. Bestimmte Keramiken tun das bereits bei Minus 196 Grad, sind aber sehr schwer zu verarbeiten. Für die Produktion der SQUID-Sensoren haben die Jülicher Forscher daher ein eigenes Verfahren zur Herstellung der keramischen Supraleiter entwickelt. Auf der Messe zeigen sie an ihrem mit flüssigem Stickstoff gekühlten SQUID-Sensor, wie dieser kleinste Metallspäne an einer Lebensmittel-Tüte nachweist. Typische Anwendungsgebiete für SQUID-Sensoren sind die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung sowie medizinische Herzuntersuchungen, die das schwach pulsierende Magnetfeld des schlagenden Herzens als Messsignal nutzen.

Universität Dortmund:

Das Institut für Roboterforschung der Universität Dortmund untersucht und entwickelt intelligente, vernetzte Systeme innerhalb von Gebäuden. Interessant sind solche Systeme beispielsweise in Seniorenwohnungen, wo bei Stürzen der Bewohner Alarm geschlagen werden soll. Um Personen in Gebäuden zu orten, werden sie bislang meist mit Sendern ausgerüstet oder mit Kameras aufgenommen. Beides verletzt die Privatsphäre. Die Dortmunder Wissenschaftler arbeiten daher an einer passiven Infrarot-Ortung, die die vom Menschen abgegebene Wärme registriert und mit handelsüblichen Sensoren funktioniert. Durch die Infrarotstrahlung kann die Person auch im Dunkeln lokalisiert werden, ohne dass sie eindeutig zugeordnet werden kann. Auf der Messe können die Besucher die Funktionsweise der Infrarot-Ortung kennenlernen, indem sie nur durch Bewegungen des Kopfes, ohne zusätzliche Ausrüstung, ein Computerspiel bedienen.

Bergische Universität Wuppertal:

Wohnhäuser in Erdbebenregionen – vor allem in Entwicklungsländern – sind häufig nicht erdbebensicher gebaut. Mehr als eine Milliarde Familien weltweit sind auf diese Weise bedroht. Bei Erdbeben hat sich jedoch gezeigt, dass die Bewohner von fachgerecht gebauten Fachwerkhäusern kaum zu Schaden kamen. Die für Fachwerk typischen diagonalen Balken verhinderten, dass die Gebäude wie Kartenhäuser einstürzten. An der Bergischen Universität Wuppertal arbeiten Bauingenieure deswegen zusammen mit einem internationalen Forscherteam an der Entwicklung einer Kosten sparenden Fachwerk-Bauweise, die deutsche Bauwerkssicherheit mit landestypischer Architektur kombiniert. Sie zeigen am Stand die Ecke eines Fachwerkhauses aus Stahlträgern und Ziegelsteinen, dessen Wände 2,50 Meter hoch sind. Die Wissenschaftler planen für den Sommer den Bau eines solchen Hauses in der iranischen Erdbebenregion um die Stadt Bam.

Fachhochschule Köln:

Immer mehr Produkte wie Laptops, Kameras oder Autos haben heute Mikrobauteile mit Abmessungen im Bereich von Bruchteilen eines Millimeters. Das Institut für Produktion der Fachhochschule Köln arbeitet im Rahmen des EU-Projekts MASMICRO an der Entwicklung einer serienfähigen Maschine, die solche Mikrobauteile aus Metall mit Hilfe der Innenhochdruckumformung wirtschaftlich herstellen kann. Mit Hilfe von Flüssigkeitsdrücken, die dem 4000-fachen Luftdruck entsprechen, werden kleine Metallrohre innerhalb von Formwerkzeugen zu komplexen Bauteilen aufgeweitet. Das kalte Metall wird durch den sehr hohen Druck in die gewünschte Form gepresst. Auf der Messe zeigen die Wissenschaftler der FH Köln Werkzeugelemente der Maschine sowie erste Versuchswerkstücke eines wellenförmiges Bauteil mit weniger als einem Millimeter Durchmesser, wie es für Kameras benötigt wird. Mitte des Jahres soll der Prototyp der Maschine fertig sein. Ein spanisches Partnerunternehmen des EU-Projektes plant bereits, sie in Serie herzustellen.

Fachhochschule Südwestfalen:

Der Fachbereich Elektrische Energietechnik der Fachhochschule Südwestfalen stellt auf der Messe eine Mikrowellen-Chargenanlage aus. Mit dieser können beispielsweise Lebensmittel bei geringer Temperatur schonend pasteurisiert oder getrocknet werden. Zusätzlich zur Mikrowelle verfügt das Gerät über eine Infrarot-Heizung sowie konvektive Heizeinrichtungen zur Durchluft und Umluft. Diese Maschine wurde zusammen mit einem mittelständischen Unternehmen aus der Region gebaut. Die Anlage ist vorgesehen für die Erprobung neuer Anwendungsgebiete beispielsweise von Konservierungsverfahren wie Pasteurisation und Sterilisation für Lebensmittel aller Art. Oder auch um Erkenntnisse bei Trocknungsverfahren und Trocknern zu gewinnen, die dann in den Bau von Großanlagen münden. Diese Anlage könnte für die Märkte der tropischen Regionen interessant sein. Auf der Messe werden einfache Versuche gezeigt wie zum Beispiel das Trocknen von Keramik und das Aufleuchten von Gasentladungslampen.

Fachhochschule Bielefeld:

Der Fachbereich Produktentwicklung Mechatronik der FH Bielefeld beschäftigt sich mit mechatronischen Anwendungen im konventionellen Maschinenbau. Die Wissenschaftler haben eine Schwingförderrinne entwickelt, die für den Transport oder das Sieben von Erz, Kohle, Kies oder auch Lebensmittel wie Mehl durch Vibration eingesetzt werden könnte. Statt wie herkömmlich mit einem mechanischen ist die Förderrinne mit einem regelbaren elektronischen Getriebe ausgerüstet, das es erlaubt, bei laufendem Betrieb beispielsweise den Siebvorgang oder die Richtung zu verändern. Durch den elektronischen Antrieb sind außerdem der Verschleiß und die Geräuschentwicklung geringer. Die Forscher demonstrieren die Funktionsweise der Förderrinne am Stand an einem 1,50 Meter langen und 30 Zentimeter breiten Prototypen, der Kunststoffgranulat transportiert.

Fachhochschule Düsseldorf:

Das Institut für Produktentwicklung und Innovation der FH Düsseldorf zeigt auf der Messe einen Schlägelhäcksler, dessen Schnittmesser die Forscher mit Hilfe von Simulations- und Experimentaltechnik optimiert haben. Die Maschine schneidet und häckselt Gras und dünne Zweige so klein, dass der Mulch nicht entsorgt werden muss, sondern auf der Wiese liegen bleiben kann. Das ebenfalls von den Düsseldorfer Wissenschaftlern entwickelte Messsystem ermöglicht es, beispielsweise beim Beladen eines Schiffes mit Getreide die Durchfluss-Menge zu messen und zu berechnen, wie schnell der Laderaum voll ist. Der Forschungsbereich „E² – Erneuerbare Energien und Energieeffizienz“ demonstriert am Computer Echtzeit-Simulationen für die Regelung von Heizungs- und Solaranlagen.

Universität Siegen:

Die meisten Produkte werden heute am Computer entworfen. Vielfach arbeiten dabei verschiedene Abteilungen, verschiedene Unternehmen oder auch ein Hersteller mit Zulieferern zusammen. Diese verändern wiederholt die Produktmodelle, oft sogar parallel an verschiedenen Standorten, dann können die Modellversionen nur mit großem Aufwand wieder zusammengeführt werden. Weiterhin geht das Wissen über die globalen Zusammenhänge von Änderungen leicht verloren. Die Fachgruppe Praktische Informatik der Universität Siegen hat eine Software namens „SiDiff“ entwickelt, mit der man Versionen von technischen Modellen in der Produktentwicklung miteinander vergleichen kann. Das System kann für viele Modelltypen Unterschiede im Detail anzeigen, Gemeinsamkeiten in Modellfamilien finden und Modellhistorien z.B. daraufhin analysieren, wann und in welchem Zusammenhang eine Änderung in der Vergangenheit stattfand.

Universität Duisburg-Essen:

– Ein Roboter sollte nicht nur ein vorgegebenes Programm ausführen, sondern seine Handlungen anpassen können, wenn es die Situation erfordert. Das kann der mobile Roboter „ALRob“, der aus seinen Erfahrungen lernt und je nach aktueller Lage sein Vorgehen ändert. Der Lehrstuhl Steuerung, Regelung und Systemdynamik der Universität Duisburg-Essen stellt den 40 x 60 x 55 Zentimeter großen Roboter am Stand vor. Auf einem 11 Quadratmeter großen Feld findet und „entschärft“ „ALRob“ Sprengstoffattrappen. Der Roboter soll dort eingesetzt werden, wo Flexibilität nötig ist, der Mensch aber nicht überleben würde, beispielsweise im Unterwasserbergbau. Außerdem können die Messe-Besucher den ebenfalls am Institut entwickelten Überwachungsautomaten „ÜAut“ testen. Hinter dem Lenkrad eines Fahrsimulators bekommen sie einen Eindruck davon, wie der „intelligente Beifahrer“ im Verkehr auf Gefahren hinweist.

– Der Lehrstuhl Mechanik der Universität Duisburg-Essen präsentiert auf der Hannover Messe eine virtuelle Entwurfsumgebung für Achterbahnen, mit der sich die Entwicklungszeiten um mehr als die Hälfte reduzieren lassen. Am Stand kann der Besucher diese ausprobieren und eine virtuelle Achterbahnfahrt unternehmen. Eine Achterbahn muss so ausgelegt sein, dass die Fahrt aufregend

ist – aber ungefährlich. Mit Hilfe der Software aus Duisburg-Essen lassen sich Beschleunigung, Kurvenneigung und Kurvenradius mit wenigen Mausklicks am Computer zusammenstellen, die Fahrten simulieren und direkt berechnen, wie stabil welche Stütze sein muss. Der deutsche Achterbahnhersteller Maurer Söhne ist durch die kürzeren Entwicklungszeiten, die ihm die virtuelle Entwurfsumgebung aus Duisburg-Essen ermöglicht, international konkurrenzfähiger geworden.

Fachhochschule Niederrhein:

– Mit ihren Entwicklungen aus der Mikrotechnik ist das Institut „iNano“ der Fachhochschule Niederrhein auf der Messe vertreten. Die Wissenschaftler stellen ein Sensorsystem zur Übertragung von Messdaten in Industrieanlagen vor, das nicht nur das Messsignal optisch überträgt, sondern per Laserlicht auch die Energie für den Sensor. Solche Sensoren ohne direkte Stromversorgung erhöhen die Sicherheit in der chemischen Industrie, wo in Bereichen mit Explosionsgefahr Messungen vorgenommen werden müssen. Das Institut präsentiert auch die „iPump“, eine preiswerte Mikropumpe für den Alltagsgebrauch, die zum Beispiel zur Überwachung der Wasserqualität in Aquarien oder in Schwimmbädern zum Einsatz kommen kann. Außerdem bringen die Wissenschaftler der FH Niederrhein eine UV-Sonde mit, die rund 10-mal günstiger ist als bereits auf dem Markt befindliche Sonden. Mit Hilfe von optisch aktiven Mikrosphären können damit Transportvorgänge in Bodenproben analysiert werden.

– Der Fachbereich Elektrotechnik der FH Niederrhein präsentiert am Stand ein Sensorsystem, das in der Produktion berührungslos mit sehr hoher Genauigkeit und Messdynamik Geschwindigkeiten sowie Längen erfassen kann. Das System, das mit Laserstrahlen auf Basis der Laser Doppler Anemometriemethode arbeitet, eignet sich zur Überwachung der Serienproduktion von textilen Garnen, Holz oder Papier. Auf einer Fläche von rund drei Quadratmetern zeigen die Wissenschaftler auf der Messe, wie der Prototyp des Sensorsystems bei einem Garnabzug die Länge des Fadens und die Fadengeschwindigkeit misst. Das System, das bereits in einem Unternehmen getestet wird, zeigt den Geschwindigkeitsverlauf auf einem Monitor an.

Fraunhofer IAIS Sankt Augustin:

Das Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme (IAIS) in Sankt Augustin zeigt auf der Messe einen Roboter aus der VolksBot-Reihe. Mit diesem modularen Baukasten-System lassen sich mit geringem Aufwand fahrbare Roboter für verschiedenste Einsatzgebiete, vor allem für schwieriges Gelände, entwickeln. Die vom Fraunhofer-Institut entwickelten Roboter werden bereits in Kleinserie hergestellt. Der Roboter, der am Stand vorgeführt wird, ist mit einem 3-D-Laserscanner ausgerüstet und überträgt 3-D-Bilder der Umstehenden auf einen Monitor.

PROvendis:

Die Patentverwertungsagentur der NRW-Hochschulen, PROvendis, stellt auf der Hannover Messe eine Erfindung von Wissenschaftlern der Universität Bonn und des Instituts für Textil- und Verfahrenstechnik in Denkendorf aus. Die Forscher haben ein Textil erfunden, das auch im Wasser nicht nass wird. Sie haben sich dabei einen Effekt zunutze gemacht, der in der Natur zum Beispiel an bestimmten Wasserspinnen zu beobachten ist: Die Insekten sind unter Wasser von einer Luftschicht umhüllt und beim Auftauchen vollkommen trocken. Am Stand können die Besucher diesen Effekt an dem neuen Stoff beobachten, der in ein Wasserbecken getaucht wird. Er soll unter anderem bei Badeanzügen zum Einsatz kommen, die im Wasser nicht nass werden. PROvendis stellt auf der Messe weitere Produkte und Verfahren aus den NRW-Hochschulen vor. Insgesamt betreut die Agentur mehr als 20.000 Wissenschaftler.

RWTH Aachen:

– Das Lehr- und Forschungsgebiet „Wissensbasierte Systeme“ der RWTH Aachen arbeitet an der Entwicklung mobiler Roboterplattformen. Die Wissenschaftler beteiligen sich auch an den Wettbewerben des RoboCup, in dem mobile Roboter in verschiedenen Disziplinen gegeneinander antreten. 2006 hat die Mannschaft der „AllemaniACs“ den Weltmeistertitel in der „RoboCup@Home-Liga“ gewonnen. Dort muss sich der Roboter in einer Umgebung wie zum Beispiel einer Wohnung kollisionsfrei bewegen und Aufgaben erledigen. Auf der Messe zeigen die „AllemaniACs“ ihren siegreichen Roboter, der mit Kamera und Lasersensor seine nähere Umgebung erkundet.

– Der Roboterclub Aachen entwickelt autonome Roboter und tritt mit ihnen beim internationalen Wettbewerb „EUROBOT“ an. Unterstützt wird der Verein, den Studenten gegründet haben, von der RWTH Aachen. Zur Hannover Messe bringen die Studenten zwei ihrer Roboter mit, die rund 40 Zentimeter hoch sind und sich auf einem Spielfeld bewegen. Einer der Roboter saugt schwarze und weiße Tischtennisbälle auf und sortiert sie nach vorgegebenem Prinzip in farbige Löcher. Den anderen Roboter, der universell einsetzbar und wendig ist, können die Besucher selbst über das Spielfeld steuern.

– Als einzige Initiative bundesweit aus dem Maschinenbau und der Produktionstechnik hat sich der Cluster „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ der RWTH Aachen in der Exzellenzinitiative durchgesetzt. Die RWTH Aachen bildet mit dem im Oktober 2006 gegründeten Exzellenzcluster das Kompetenzzentrum „Aachen House of Integrative Production Technology“. Führende Aachener Produktionstechniker und Materialwissenschaftler schließen sich zusammen, um gemeinsam mit namhaften Unternehmen aus der produzierenden Industrie Antworten auf die Frage nach einer nachhaltig wirtschaftlichen Produktion unter Hochlohnlandrandbedingungen zu erarbeiten. Auf der Hannovermesse ist der Exzellenzcluster auch am Stand des Wirtschaftsministeriums (Halle 16, Stand A 10) vertreten.

Fachhochschule Lippe und Höxter:

Das Institut Industrial IT im Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Fachhochschule Lippe und Höxter stellt unter anderem neue Strategien zur Durchgängigkeit von Datenflüssen zwischen Maschinen und Geschäftsprozessen vor, die durch intelligente Maschinen- und Anlagenkonzepte aufgrund kognitiver Fähigkeiten und Umfeldänderungen hochflexibel reagieren können. Diese Strategien lassen sich durch konsequente Nutzung von Informationstechnologien in der Automatisierungstechnik meistern.