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Leichtbaupreis ThinKing 2020

„ThinKing Award 2020“ für 3D-druckbaren Holzwerkstoff
Leichtbau gegen die Klimakrise

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Nachhaltigkeit pur: Der 1. Platz des ThinKing Award 2020 prämiiert ein Bio-Material zum 3D-Drucken von Leichtbauteilen. Es geht an die Uni Freiburg und das Freiburger Materialforschungszentrum. Professorin Marie-Pierre Laborie nimmt den Preis für das gesamte Team entgegen. Bild: Leichtbau BW
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Mit dem „ThinKing Award 2020“ zeichnete die Landesagentur Leichtbau BW die besten Leichtbau-Innovationen in 2020 aus. Der zum dritten Mal vergebene Preis lässt deutlich werden, wie sehr die Akteure inzwischen ihren Blick auch auf Nachhaltigkeit richten.

» Olaf Stauß, Redakteur Konradin-Verlag

„Mit den monatlichen ThinKings hat die Landesagentur Leichtbau BW einen tollen Weg gefunden, innovative Leichtbaulösungen zu präsentieren“, sagte die baden-württembergische Wirtschaftsministerin Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut in ihrem Grußwort zur Preisverleihung. „Ich bin der festen Überzeugung, dass Leichtbau eines der großen Zukunftsthemen ist.“ Für diese Sicht erhielt die Ministerin prompt die Bestätigung durch die anschließend vergebenen Awards.

Mindestens zwei der ausgezeichneten Entwicklungen dienen nicht nur zur Gewichtsreduktion, sondern haben auch das Potenzial, die Nachhaltigkeit in der Technik voran zu bringen. Und die Awards zeigen, dass die Leichtbau-Community auf nachhaltige Lösungen aus ist und sie präferiert.

3D-gedruckte Teile aus Biomaterial Lignin

So ging der erste Platz des ThinKing Award 2020 an die Professur für Forstliche Biomaterialien an der Universität Freiburg und ihre Leichtbaulösung „Woodmimetics3D“. Den Forschern ist es gelungen, eine holzbasierte Biopaste zu entwickeln, die sich additiv zu technischen Teilen verarbeiten lässt. Ihr wichtigster Rohstoff ist der Holzwerkstoff Lignin. Katja Schlichting, junge Gründerin des mehrfach ausgezeichneten Start-ups Q.Big 3D und Jurymitglied, brachte es in ihrer Laudatio auf den Punkt: „Nachhaltige Technik wird die Aufgabe unserer Generation sein. Umso mehr freue ich mich, dass eine solche Entwicklung den ersten Platz errungen hat.“

Woodmimetics3D konnte die Fachjury gleich mit mehreren Pluspunkten überzeugen: Das Holzmaterial ist deutlich leichter als Metall, lässt sich im 3D-Druck zu Gitterstrukturen und Formteilen verarbeiten und besteht ausschließlich aus nachwachsenden Rohstoffen. Deswegen ist es auch zu 100 % biologisch abbaubar. Neben Lignin enthält der Bio-Werkstoff auch Hydroxypropylcellulose – ein aus der Pharma-, Kosmetik und Lebensmittelindustrie bekannter Zusatzstoff (E463) – sowie Wasser, Ethanol und Essigsäure als Lösungsmittel.

3D-Holzdruck imitiert das Pflanzenwachstum

„Die Grundidee stammt aus dem Verständnis zellulären Pflanzenwachstums“, erklärt die Freiburger Professorin Marie-Pierre Laborie und verweist auf Forschungsergebnisse aus Paris. „Altert die Zelle, so lagert sich in der Zellwand immer mehr Lignin ein, dass sie verholzt und stabiler und widerstandsfähiger wird.“ Dieses Prinzip imitierten die Freiburger für das 3D-Druckmaterial Woodmimetics3D.

Dass Leichtbau auch zu großem Schick führen kann, beweist Platz 2 des ThinKing Award 2020. Die Carl Stahl ARC GmbH ermöglicht mit ihren winddurchlässigen „leichten Lichtnetzen“ elegante Tragkonstruktionen für Lichtinstallationen in der Architektur. Die dreidimensional verformbaren Stahlnetze schmücken nicht nur die Stuttgarter Wilhelma, sondern bereits verschiedenste Bauwerke weltweit. „Die ThinKings zeigen eine große Breite des Leichtbaus für viele Branchen – 2020 haben alle Nominierten über fünf Millionen Menschen erreicht“, merkte Dr. Wolfgang Seeliger stolz an, Geschäftsführer der Leichtbau BW. Im Falle der Lichtnetze ermöglicht deren geringes Gewicht eine hohe Gestaltungsfreiheit. „Wir haben es geschafft, großflächige Installationen beherrschbar zu machen“, sagt Tobias Jung, Geschäftsführer von Carl Stahl ARC. „Es gibt derzeit kein vergleichbares Produkt am Markt.“

Carbonfaser aus nachwachsenden Rohstoffen

Bereits Platz 3 setzt wieder ein Zeichen für Nachhaltigkeit. Die Centrotherm international AG entwickelte für die Herstellung von Carbonfasern – einem Hightech-Material des Leichtbaus – einen neuartigen Ofenprozess, um die Fasern zu stabilisieren. Das vielversprechende Niederdruckverfahren arbeitet mit quasi digitalen Heizzonen und ersetzt den Prozessschritt im Umluftofen. Die Carbonfaser wird dadurch um rund 25 % günstiger, ohne dass sie an Qualität veliert. Der Energiebedarf sinkt sogar um 30 %. Das Beste aber: Auch Cellulose lässt sich mit diesem Prozess zu Carbon verarbeiten. Damit wird der Weg frei für die biobasierte Carbonfaser mit deutlich reduziertem CO2-Footprint. Gunter Fauth, COO von Centrotherm: „Wir sind besonders stolz, dass viele namhafte Marktteilnehmer unsere neue Technologie getestet haben und von den Ergebnissen sehr positiv überrascht sind.“

Alle Präsentationen mit Videos gibt’s hier: https://www.leichtbau-bw.de/thinking-award.html

Kontakt:


Das Nockenwellenmodul aus Kunststoff mit integrierten Lagern
Bild: Fraunhofer ICT

Community Award

Per Online-Voting stimmten Leichtbau-Experten für den „Community Award“ als vierte Auszeichnung. Ihre Wahl fiel auf ein Nockenwellenmodul aus faserverstärkten Duromeren mit metallischen Lagern – angedacht für Serien. Diese Bauweise senkt das Gewicht und die Montagekosten. Gelungen ist sie dem Mahle-Konzern mit dem Fraunhofer ICT und weiteren Partnern in einem BMWi-Verbundprojekt. „Wir sind sehr dankbar für die Teamleistung aller Projektbeteiligten“, sagt Katrin Schindele von Mahle – und lässt durchblicken, dass selbst gestandene Industrieingenieure immensen Respekt vor dem Projekt hatten …

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