Aktuelle Forschungsprojekte

Projektbeschreibung: Ziel des geplanten FuE-Projektes ist die Entwicklung eines kontaktlosen Beschichtungssystems für das pulverbettbasierte Schmelzen von Metallen mittels Laserstrahl (PBF-LB/M). Durch das kontaktlose Beschichtungssystem entfällt der Verschleiß aktueller PBF-LB/M-Beschichtungseinheiten sowie der zugehörige Rüstaufwand. Zudem wird durch die Erzielung einer ebenen Pulverbettoberfläche sowie der Erhöhung der effektiven Wärmeleitfähigkeit in Folge der Verdichtung des Pulverbetts eine Steigerung der Oberflächenqualität erwartet.

Laufzeit: 10.2023 bis 09.2025

Projektpartner:

• 2onelab

Förderung:

• ZIM (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand)

Ansprechpartner: M.Sc. Andreas Hofmann

Projektbeschreibung: Marktübliche Kreissägeblätter in der Holzzerspanung sind mit aufgelöteten Sägezahnplättchen versehen, wodurch ein Austausch der Sägezähne verhindert wird. Dadurch bleiben Potentiale hinsichtlich optimierter Zahnformen und leistungssteigernder Beschichtungen ungenutzt, was sich nachteilig auf Leistung und Lebensdauer der Kreissägeblätter auswirkt sowie zu schlechten Oberflächengüten an den gesägten Hölzern führt.

Ziel des Forschungsvorhabens DuroCut ist daher die Entwicklung eines Hochleistungskreissägeblattes für die industrielle Holzzerspanung.

Zunächst wird eine maßgeschneiderte Beschichtung entwickelt, die die Sägezähne vor abrasiven und thermischen Einflüssen schützt. Im Anschluss werden die Sägezähne hinsichtlich ihrer Zahnform optimiert und mit der zuvor entwickelten Beschichtung kombiniert. Dadurch wird eine Steigerung von Leistung und Lebensdauer der Kreissägeblätter sowie eine Verbesserung der Oberflächengüte der gesägten Hölzer ermöglicht. Im letzten Schritt wird eine Schnittstelle zum effizienten Wechsel für verschlissene Sägezähne entwickelt.

Laufzeit: 10.2021 bis 09.2023

Projektpartner:

• KOHNLE GmbH Hartmetall-Werkzeug-Fabrik
• SAM Coating GmbH

Ansprechpartner: M.Sc. Florian Schreiner

Projektbeschreibung: Die weltweite Standardlösung für die dezentrale, autarke Stromversorgung wie auch die Generierung von Notstrom zur Versorgung kritischer und nicht-kritischer Infrastrukturen sind dieselmotorisch betriebene Gensets, bei kleinen Leistungen manchmal auch auf Basis von Benzinmotoren. Der Bedarf an Gensets, beispielsweise in Indien, ist groß. Indien gehört zu den größten Treibhausgasemittenten weltweit. Derzeit stammen 140 GW der installierten Leistung zur Energieversorgung aus Dieselgeneratornetzen. Diese verursachen ca. 940 Mio. Tonnen CO₂, stellen jedoch nur 30 % der Elektrizität bereit. Gleichzeitig führt in vielen Regionen Diebstahl von Diesel und mangelnde Kraftstoffverfügbarkeit zu mehr als 8 Stunden Stromausfall pro Tag. Trotz der Aktivitäten zur Elektrifizierung ländlicher Bereiche sind immer noch 100 Mio. Menschen ohne Stromzugang.

Mit dem Wirtschaftswachstum des Landes steigt gleichzeitig auch der Energiebedarf, wodurch u. a. das Potenzial für Erneuerbare Energien (EE) groß ist. Der Zuwachs von EE von 84 GW auf 175 GW benötigt geeignete, skalierbare Speicher: Hier werden die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie die Lösung sein. Großes Potenzial bietet sich hierbei für die dezentrale und netzferne Stromversorgung von kritischen Infrastrukturen (Krankenhäuser, Mobil- und Behördenfunkmasten) sowie von Inselnetzen.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines dezentral arbeitenden, skalierbaren Genset-Prototyps auf PEM-Brennstoffzellenbasis. Nach Durchführung erster Dauertests in Indien sowie in Deutschland, erfolgt die Demontage und Verschleißanalyse beider Prototypen. Mit dem Vorhaben soll die Basis für die Entwicklung eines serientauglichen brennstoffzellenbasierten Gensets für den Feldeinsatz geschaffen werden.

Laufzeit: 01.2022 - 12.2024

Projektpartner:

• CBC GmbH & Co.KG
• Fraunhofer-Institut Produktionstechnik und
  Automatisierung IPA

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Frank Döpper, M.Sc. Julian Schmidt

Projektbeschreibung: Die Erdbevölkerung, und zu einem großen Teil die Industrie, konsumiert bereits mehr als das 1,5-fache der pro Jahr zur Verfügung stehenden Ressourcen. Steigende Preise für Rohstoffe, zunehmende Verknappung von natürlichen Ressourcen sowie der zunehmende europäische und globale Wettbewerb zwingt Unternehmen heute in noch größerem Maße als in der Vergangenheit dazu, effizienter und gleichzeitig nachhaltiger zu produzieren. Insbesondere KMU fehlt es oft an den notwendigen Strukturen, das entsprechende Know-how gleichzeitig im Bereich effizienter als auch nachhaltiger Produktionstechnologien eigenständig aufzubauen.

Das Projekt „Effizient und nachhaltig produzieren“ ist darauf ausgerichtet, Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in produzierenden KMU die Chancen, die sich mit effizienten und nachhaltigen Produktionstechnologien und -methoden ergeben, aufzuzeigen und einen anwendungsorientierten Wissenstransfer aus dem universitären Wissen in die industrielle Anwendung durchzuführen. Zielsetzung ist es, den Teilnehmenden systematisch Anwenderwissen zu vermitteln, um die eigene Produktion sowohl effizienter als auch nachhaltiger zu gestalten und eine schnelle Integration und Umsetzung vermittelter Lerninhalte im eigenen Tätigkeits- und Verantwortungsbereich sicherzustellen.

Die Weiterbildungsmaßnahme beruht auf einem berufsbegleitenden Konzept mit zeitlich und örtlich flexiblem Lernprozess (Blended Learning). Die Inhalte der fünf Module können Sie hier abrufen. (https://www.campus-akademie.uni-bayreuth.de/de/forschung/Effizient-und-nachhaltig-produzieren/Inhalte-und-Lehrmethoden/index.html)
Nähere Informationen zu den Teilnahmebedingungen finden Sie hier. (https://www.campus-akademie.uni-bayreuth.de/de/forschung/Effizient-und-nachhaltig-produzieren/Anmeldung-und-Konditionen/index.html)

Das Projekt wird im Rahmen der Förderaktion 6 „Netzwerktätigkeiten zwischen Hochschulen und Unternehmen“ aus dem Europäischen Sozialfonds gefördert. Die Teilnahme an der Weiterbildung kann deshalb während des Projektzeitraums einmalig kostenfrei für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) aus Bayern angeboten werden. Interessierte Unternehmen wenden sich direkt an Herrn Stefan Zeh.

Laufzeit: 07.2021 bis 12.2022

Projektpartner: Campus Akademie, sowie zahlreiche kleine und mittelständische Unternehmen der nordbayerischen Wirtschaft – vom produzierenden Unternehmen über Dienstleister bis hin zu Handelsunternehmen.

Ansprechpartner: M.A. Stefan Zeh

Homepage: https://www.campus-akademie.uni-bayreuth.de/de/forschung/Effizient-und-nachhaltig-produzieren/index.html

Projektbeschreibung: Aktuelle Lithium-Ionen-Batteriesysteme werden speziell hinsichtlich Leistung, Energiedichte und Kosten optimiert. Aspekte eines kreislauf- bzw. recyclinggerechten Designs von Zellen, Modulen und Systemen, insbesondere hinsichtlich einer funktionserhaltenden Refabrikation, werden bislang nicht betrachtet.
Angesichts stark zunehmender batteriesystembedingter Stoffströme durch die Anwendung im wachsenden Markt der Elektromobilität zielt das Projekt auf die systemische Analyse und Ableitung von Gestaltungsrichtlinien für die recyclinggerechte Konstruktion, um geschlossene, effiziente und rohstoffverlustarme Batteriesystemkreisläufe zu ermöglichen.

Laufzeit: 12.2020 bis 11.2023

Projektpartner:

• TU Braunschweig
  Institut für Konstruktionstechnik (IK)
  Prof. Thomas Vietor
  Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF)
  Prof. Christoph Herrmann
  
  
• Fraunhofer IKTS Dresden
  Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS)
  Prof. Mareike Wolter
  
  
• Universität Bayreuth
  Lehrstuhl Elektrische Energiesysteme (EES)
  Prof. Michael Danzer
  Lehrstuhl Umweltgerechte Produktionstechnik (LUP)
  Prof. Frank Döpper

Ansprechpartner:
Dr. Bernd Rosemann

Förderung:
Bundesministerium für Bildung und Forschung

Website:
BMBF - Batterieforschung in Deutschland

BMBF - Clusterprojekt GreenBatt/Redesign

Projektbeschreibung: Unternehmen sind gegenwärtig krisenbedingt mit dramatischen Veränderungen konfrontiert, die zunehmend häufiger, extremer und schneller geschehen. Nicht zuletzt wird dieser Effekt zusätzlich durch den digitalen Transformationsprozess und einer damit verbundenen Zunahme an Komplexität in der Unternehmenswelt verschärft.

Zur Stärkung der Zukunftsfähigkeit von Unternehmen wird im Projekt „Krisenbewältigung und Transformation für KMU“ den Teilnehmern methodisches Wissen über den Aufbau einer widerstandsfähigen Produktion zur Erhöhung der Resilienz technischer Systeme vermittelt. Darüber hinaus werden Lösungen zur Befähigung von Beschäftigten vor dem Hintergrund einer zunehmenden Digitalisierung und hybriden multilokalen Arbeit aufgezeigt.

Die Weiterbildungsmaßnahme beruht auf einem berufsbegleitenden Konzept mit zeitlich und örtlich flexiblem Lernprozess (Blended Learning). Die Inhalte der fünf Lehrgangsmodule sowie nähere Informationen zu den Teilnahmebedingungen finden Sie hier: https://www.campus-akademie.uni-bayreuth.de/de/zertifikatslehrgaenge/Krisenbewaeltigung-_-Transformation-fuer-KMU/index.html

Das Projekt wird im Rahmen der Förderaktion 19 „Berufliche Qualifizierung - Wissenstransfer aus den Hochschulen in die Unternehmen“ aus dem Europäischen Sozialfonds gefördert. Die Teilnahme an der Weiterbildung kann deshalb während des Projektzeitraums einmalig kostenfrei für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) aus Bayern angeboten werden.

Laufzeit: 01.2022 bis 12.2023

Projektpartner: Campus Akademie, Lehrstuhl Strategische Management und Organisation sowie zahlreiche kleine und mittelständische Unternehmen der nordbayerischen Wirtschaft – vom produzierenden Unternehmen über Dienstleister bis hin zu Handelsunternehmen.

Ansprechpartner: M. A. Stefan Zeh

Homepage:https://www.campus-akademie.uni-bayreuth.de/de/zertifikatslehrgaenge/Krisenbewaeltigung-_-Transformation-fuer-KMU/index.html

Projektbeschreibung: Das Projekt „IoT4all“ ist darauf ausgerichtet, Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in produzierenden KMU die Chancen sowie die Produktivitätssteigerung durch Anwendung Internet of Things (IoT)-basierter Prozesse und Prozessanalytik in Arbeit und Fertigung aufzuzeigen. Durch den anwendungsorientierten Wissenstransfer aus der universitären Forschung in die industrielle Anwendung wird sowohl die Innovationskraft als auch die Flexibilität gesteigert und somit zur Bewältigung der Corona-Pandemie beigetragen. Das im Projekt entwickelte berufsbegleitende Weiterbildungskonzept basiert auf einem zeitlich und örtlich flexiblem Lernprozess (Blended Learning) mit abschließender Zertifizierung.

Laufzeit: 01.2022 bis 12.2023

Ansprechpartner:  Prof. Dr. Stefan Schönig, Universität Regensburg

Homepage: https://www.uni-regensburg.de/informatik-data-science/wi-schoenig/projects/iot4all/index.html

Projektbeschreibung: Hauptbestandteile der für die herkömmliche Werkzeugherstellung verwendeten Hartmetalle sind die Rohstoffe Wolfram und Kobalt. Beide werden aufgrund Ihrer beschränkten und auf wenige Länder konzentrierten Vorkommen als kritische Rohstoffe eingestuft. Im Forschungsvorhaben LithoMill soll daher ein beschichteter Schaftfräser aus einem Verbundwerkstoff auf Basis von hochverfügbarem und aus umwelttechnischer Sicht unbedenklichem Gesteinsmehl entwickelt werden. Darüber hinaus soll der gesteinsbasierte Verbundwerkstoff zur Reduzierung der auftretenden Werkzeugschwingung im Bearbeitungsprozess beitragen.

Der zu entwickelnde Schaftfräser soll bei der spanenden Bearbeitung von Bauteilen aus Kunststoff und Aluminium zum Einsatz kommen. Die Werkzeuggeometrie, welche auf den neuartigen Werkstoff abgestimmt sein muss, wird mit Hilfe einer Finite-Elemente-Simulation entwickelt. Die Herstellung des Werkzeuggrundkörpers erfolgt durch ein additives Fertigungsverfahren.

Laufzeit: 01.10.2021 bis 30.09.2023

Projektpartner:

• Lehrstuhl Keramische Werkstoffe (Universität Bayreuth)
• RSB Schleifdienst GmbH
  
• SAM Coating GmbH
• Alfred Schweizer GmbH & Co. KG
• Biersack Aerospace GmbH & Co. KG

Ansprechpartner: M.Sc. Julian Schmidt

Projektbeschreibung: Im Zertifikatslehrgang Nachhaltigkeit und Resilienz durch additive Innovationen erhalten Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter produzierender KMU aus Bayern einen praxisorientierten Einblick in die Chancen zur Steigerung der Nachhaltigkeit und Resilienz, die innovative additive Fertigungsverfahren ermöglichen.

Die sechs Veranstaltungen fokussieren die wichtigsten Themen rund um die additive Fertigung, die für eine Steigerung der Innovativität, Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit in Bezug auf undefinierbare Krisen nützlich sind.

Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer steigen mit den grundlegenden Potenzialen wie Leichtbau, Flexibilisierung der Produktion oder Steigerung der Ressourceneffizienz ein und werden durch additive Geschäftsmodelle, fertigungstechnische Besonderheiten, sowie rechtliche Belange und die Arbeitssicherheit geführt. Abgerundet wird der Lehrgang mit Inhalten zum Management von Innovationen und Veränderungsprozessen im Unternehmen. Zielsetzung ist es, den Teilnehmenden systematisch Anwenderwissen zu vermitteln, um die nachhaltigen und resilienten Potentiale der additiven Innovationen zu erkennen und im eigenen Unternehmen umzusetzen.

Da das Projekt im Rahmen der Aktion 19 "Berufliche Qualifizierung - Wissenstransfer aus den Hochschulen in die Unternehmen" durch den Europäischen Sozialfonds gefördert wird, kann die Teilnahme an diesem Programm kostenfrei angeboten werden. Als interessierter Teilnehmender müssen Sie in einem kleinen oder mittleren Unternehmen (KMU) in Bayern angestellt sein.

Laufzeit: 01.2022 bis 12.2023

Projektpartner: Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD; Lehrstuhl für Entrepreneurship und digitale Geschäftsmodelle; Lehrstuhl für Bürgerliches Recht, Immaterialgüter- und Wirtschaftsrecht sowie zahlreiche kleine und mittelständische Unternehmen der bayerischen Wirtschaft – vom produzierenden Unternehmen über Dienstleister bis hin zu Handelsunternehmen.

Förderung: Das Projekt wird im Rahmen der Förderatkion 6 "Netzwerktätigkeiten zwischen Hochschulen und Unternehmen" aus dem Europäischen Sozialfonds gefördert.

Ansprechpartner: M.Sc. Hajo Groneberg

Homepage: https://www.additive-innovationen.uni-bayreuth.de/de/Weiterbildung/index.html

Projektbeschreibung: Ziel des Forschungsprojektes ReproStAF ist es durch die Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit des Pulverbettes beim Laserstrahlschmelzen (eng. laser beam melting, LBM) die Menge an benötigten Stützstrukturen um durchschnittlich 50 % und den kritischen Downskin-Winkel von δ = 45° auf δ = 15° zu reduzieren. Dies wird durch eine Adaption der Fertigungsmaschine und des Fertigungsprozesses angestrebt. Hierdurch wird sowohl die Produktivität und Materialeffizienz als auch die geometrisch-konstruktive Freiheit beim LBM erhöht. Die Entwicklung ist in bestehende LBM-Fertigungsmaschinen integrierbar.

Laufzeit: 04.2021 bis 03.2023

Projektpartner:

•   inkjet.parts (Jan Franck)

Förderung: : ZIM (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand)

Ansprechpartner: M.Sc. Andreas Hofmann

Projektbeschreibung: Im Projekt „RSDS“ sollen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in produzierenden Unternehmen die Potenziale von Data Science und der Digitalisierung im Hinblick auf eine Schonung wertvoller Ressourcen durch die smarte Datengewinnung, eine intelligente Datenwertschöpfung und die effiziente Datenverwertung aufgezeigt werden. Dies geschieht durch den anwendungsorientierten Wissenstransfer aus der universitären Forschung in die industrielle Anwendung. Hierdurch werden neben der Schonung natürlicher Ressourcen auch die Flexibilität und die Befähigung der Teilnehmenden im Umgang mit digitalen Technologien ermöglicht und dadurch auch zur Bewältigung der Folgen der Corona-Pandemie beigetragen. Im Projekt wird ein berufsbegleitendes Weiterbildungskonzept entwickelt, welches auf einem zeitlich und örtlich flexiblen Lernkonzept basiert und eine abschließende Zertifizierung einschließt.

Da das Projekt im Rahmen der umfassenden Fördermaßnahme REACT-EU durch den Europäischen Sozialfonds gefördert wird, kann die Teilnahme an diesem Programm kostenfrei angeboten werden. Als interessierter Teilnehmender müssen Sie in einem kleinen oder mittleren Unternehmen (KMU) in Bayern angestellt sein.

Laufzeit: 01.2022 bis 12.2023

Ansprechpartner:  M.Sc. Engjëll Ahmeti

Homepage: https://www.campus-akademie.uni-bayreuth.de/de/zertifikatslehrgaenge/Ressourcenschonung-durch-Data-Science/index.html

Projektbeschreibung:

Der Einsatz der additiven Fertigung in Bereich der Biofabrikation ist noch weitestgehend unerforscht. Es herrscht ein Mangel an Vielfalt von Biotinten und Bioreaktoren, die die additive Fertigung von Zellen mit hoher Vitalität erlauben.

Deshalb ist das Ziel dieses Forschungsverbundes die Biofabrikation unter Einsatz von additiven Fertigungsverfahren zur Gewebe- und Bioreaktorherstellung tiefgreifender zu erforschen.

Hierfür wurde ein umfasssender Sonderforschungsbereich mit  über 20 verschiedenen Teilprojekten mit den Schwerpunkten Entwicklung von Biotinten, Entwicklung von Verfahren und Methoden zur 3D-Biofabrikation und Validierung von Biofabrizierten Modellen. Der LUP ist beteiligt in einem Teilprojekt zur Erforschung von und Entwicklung neuer Verfahren und Methoden zur 3D-Biofabrikation. Dabei werden die Lösungsansätze verfolgt verschiedene Kompositbiotinten für das Bioprinting von Skelettmuskelgewebe zu entwickeln. Dabei soll die In vitro Stimulation und der Zellwachstum durch elektrische/  biochemische Faktoren zur Bildung eines Muskelgewebes ermöglicht werden.

Hierfür wird die Bioreaktortechnologie und die additive Fertigung von individuellen, funktionellen Bioreaktoren für die elektrische Stimulation der Biofabrikate mittels Materialextrusion und High Speed Sintering entwickelt und erforscht. Als Ergebnisse des Forschungsprojektes werden innovative Kompositbiotinten für das Bioprinting, Selektiv elektrisch leitfähige additive Fertigungsverfahren und Materialien und Individualisietre Vorgehensweisen zur additiven Bioreaktorfertigung angestrebt.

Projektpartner:

• Lehrstuhl Biomaterialien Universität Bayreuth
• Lehrsuhl Biomaterialien Universität Erlangen-Nürnberg

Ansprechpartner: M.Sc. Johann Schorzmann