Innovationsmotor neue Materialien

Dienstleistungen im Bereich Werkstoffe

Kosteneffizienz und wachsendes Umweltbewusstsein lassen den Bedarf an innovativen Werkstoffen ständig ansteigen. So stellen Materialkosten im produzierenden Gewerbe mit rund 42 Prozent noch vor den Personalkosten (rund 19 Prozent) den mit Abstand größten Kostenblock dar. Ein intelligenter Umgang mit Materialien kann deshalb schnell zum Wettbewerbsvorteil führen. Wichtige Aspekte rund um das Thema Werkstoffe erläuterte uns in einem Gespräch Stefan Kollböck, Geschäftsführer der Kompetenzzentrum Neue Materialien Nordbayern GmbH.

DIGITAL ENGINEERING Magazin (DEM): Herr Kollböck, Sie sind Geschäftsführer der Kompetenzzentrum Neue Materialien Nordbayern GmbH. Bitte stellen Sie unseren Lesern das Kompetenzzentrum in ein paar Sätzen vor.
Stefan Kollböck: Das Kompetenzzentrum Neue Materialien Nordbayern ist ein Unternehmensverbund, der im Jahr 2000 im Rahmen der High-Tech-Offensive des Freistaats Bayern gegründet und seitdem stetig ausgebaut worden ist. Der Verbund besteht aus mehreren selbstständig operativ tätigen Gesellschaften an den Standorten Bayreuth, Fürth und Würzburg. Das Dienstleistungsangebot reicht von der ersten Beratung über die Durchführung von Forschung und Entwicklung einschließlich der Erarbeitung industrieller marktfähiger Lösungen bis zur Erstellung funktionsfähiger, industrieller, wirtschaftlicher Kleinserien. Dazu werden mit moderner Technik an den Standorten mit industriefähiger Ausstattung anwendungsorientiert, praxisgerecht und kundennah Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durchgeführt.

DEM: Was sind die wichtigsten Aufgaben des Kompetenzzentrums Neue Materialien Nordbayern?
Stefan Kollböck: Aufgabe des Unternehmensverbunds ist es, das Innovationspotenzial der neuen Werkstoffe nachhaltig zu nutzen und auf die Bedürfnisse von Unternehmen abzustimmen. Wir wollen dabei Synergien durch fach- und standortübergreifende Zusammenarbeit von Wissenschaftlern und Ingenieuren aus Universitäten, Instituten und Unternehmen nutzen. Die Kooperation zwischen Forschung, Entwicklung und Anwendung soll die Einführung von F&E-Ergeb-nissen in die Praxis beschleunigen. Ein besonderes Leistungsmerkmal des Kompetenzzentrums ist die Bearbeitung aller Stufen der Innovationskette.

DEM: Für welche Zielgruppe ist Ihr Dienstleistungsangebot vorrangig ausgelegt?
Stefan Kollböck: Als starker Partner orientiert sich das Kompetenzzentrum Neue Materialien Nordbayern konsequent an den Anforderungen seiner Kunden und des Marktes und unterstützt insbesondere kleinere und mittelständische Unternehmen bei deren Entwicklungen. In unseren Projekten arbeiten wir selbstverständlich auch mit den großen Industrieunternehmen erfolgreich zusammen. Im Rahmen von Verbundprojekten gelingt es, unterschiedliche Unternehmen zusammenzubringen und frische Denkansätze zu finden sowie kreative Lösungen zu entwickeln.

Stefan Kollböck ist Geschäftsführer der Kompetenzzentrum Neue Materialien Nordbayern GmbH in Bayreuth.

DEM: Welche Rolle spielen Werkstoff-Innovationen und Fertigungsprozesse, wenn es um die Entwicklung moderner Produkte geht?
Stefan Kollböck: Neue oder verbesserte Werkstoffe und Verfahren waren in der Geschichte des Menschen schon immer der Motor für neue Produkte, für Fortschritt und Entwicklung, für mehr Lebensqualität und Sicherheit. Heute gilt die moderne Materialforschung und Werkstofftechnik in allen technologisch führenden Ländern als ein Innovationsmotor ersten Ranges. Die überwiegende Zahl der Industrieunternehmen in Deutschland stuft eine leistungsfähige Materialforschung als sehr bedeutend für die eigene Unternehmensentwicklung ein und der Wissenschaftsrat bezeichnet das Gebiet als existenziell für den Technologiestandort Deutschland.

DEM: Und was sind die derzeitigenTrends im Bereich Werkstoff-Innovationen?
Stefan Kollböck: In der Werkstoffforschung wird an einer ganzen Reihe von Themen gearbeitet. Trends sind unter anderem Faserverbundwerkstoffe, mit denen höherwertige Eigenschaften und Kosteneinsparungen erzielt werden sollen. Diese Faserverbundwerkstoffe zeichnen sich durch ihre spezifischen mechanischen Eigenschaften, etwa hohe Steifigkeit und Festigkeit bei kleiner Dichte, aus. Ein weiterer Trend sind Polymer-und Metallschäume. Durch die richtige Wahl des Werkstoffs und des Verfahrens können die Eigenschaften der Schaumstoffe für ein breites Spektrum von Anwendungen „maßgeschneidert" werden. Die dargestellten Werkstoffbeispiele sind vor allem aus Sicht des Anwenderbedarfs („Demand Pull") und der Marktattraktivität („Market Pull") von Interesse, insbesondere vor dem Hintergrund globaler Ziele wie der Verringerung der Produktionskosten, des Ressourcen- und Energieverbrauchs sowie der umweltrelevanten Emissionen.

DEM: Welche Rolle spielt die Nachhaltigkeit, wenn es um innovative Werkstoffe geht?
Stefan Kollböck: Neue Materialien sind ein international anerkannter Innovationsmotor für viele Technologie-Bereiche. Deren Herstellung, Verarbeitung und Anwendung ist vielfach der Schlüssel für Produktinnovationen, und neue marktfähige Entwicklungen schaffen wirtschaftlichen Erfolg und Arbeitsplätze. Deutschland besitzt bei Forschung und Entwicklung im Bereich Materialien/Werkstoffe eine im internationalen Vergleich gute Position. Als Defizit, verglichen mit anderen führenden Technologieländern, wird allerdings oft der unzureichende Transfer von For-schungs- und Entwicklungsergebnissen in die Praxis beschrieben, was letztlich die Grundlage zur Schaffung von volkswirtschaftlichem Nutzen ist.

DEM: Lassen sich Werkstoff-Eigenschaften optimal simulieren?
Stefan Kollböck: Mit der steilen Entwicklung der Computertechnik bei der Rechengeschwindigkeit und Speicherkapazität in der letzten Dekade und mit der Verbesserung mathematischer Methoden und Modelle ist die Vorausberechnung von Werkstoffeigenschaften, deren Verarbeitung zu Bauteilen und das Verhalten solcher Bauteile in der Anwendung heute ein zentraler Schlüssel für innovative Entwicklungen geworden. Die Vorhersage von Eigenschaften neuer Materialien und das Verhalten von Bauteilen spart nicht nur Entwicklungszeit, sondern auch erhebliche Kosten. In der Automobilindustrie beispielsweise gehört der Einsatz von Werkzeugen zur numerischen Simulation seit Jahren bereits zu den unverzichtbaren Instrumenten für den „virtuellen Crash". Durch die Simulation kommt man heute viel schneller zu Antworten auf Fragen wie beispielsweise der Sicherheit im Fahrzeug. Am Kompetenzzentrum Neue Materialien gibt es dazu besondere Expertisen auf dem Gebiet der Simulation des Laserschweißens von Metallen in Bayreuth und zur Simulation von Gießprozessen bei Leichtmetallen in Fürth.

DEM: Welches Werkstoffwissen müssen Konstrukteure heutzutage besitzen?
Stefan Kollböck: Künftig wird es in den Unternehmen Spezialisten und Generalisten geben. Die zunehmende Komplexität der Anforderungen verlangt eine immer größere Bandbreite an Fertigkeiten. Der Konstrukteur der Zukunft wird einen Überblick über die verschiedenen Möglichkeiten haben, und sich dann an den Spezialisten wenden müssen, wenn es um tiefer gehende Fragestellungen geht. Insbesondere für Konstrukteure bedeutet dies, dass sie neben der Kenntnis von Werkstoff- und Fertigungszusammenhängen im eigenen Unternehmen und beim Kunden auch über ein Projektmanagement-Know-how, betriebswirtschaftliches Wissen und Kostenverständnis verfügen müssen. Die Kenntnis und der sichere Umgang mit leistungsstarker Software gehört hier selbstverständlich ebenfalls dazu.

DEM: Welchen Stellenwert nehmen natürliche Werkstoffe und die bionisch inspirierte Konstruktion ein?
Stefan Kollböck: Die Nutzung biologischer und biobasierter Werkstoffe ist wünschenswert, aber nicht immer realisierbar. Durch systematische Übertragung biologischer Problemlösungen und Optimierungsstrategien lassen sich neuartige umweit- und ressourcenschonende Produkte und Technologien entwickeln. Die Möglichkeiten und Anwendungsgebiete sind äußerst umfangreich und spannen sich von der Luft- und Raumfahrttechnik über den Automobil-und Fahrzeugbau bis zur Medizintechnik. Die Ausschöpfung des Potenzials bioni-scher Prinzipien und Materialien steht noch am Anfang und ist mit teilweise hohen wirtschaftlichen Risiken verbunden.

DEM: Viele Unternehmen in der Auto-motive-Branche und im Maschinenbau mussten aufgrund der derzeitigen wirtschaftlichen Krise ihre Investitionen massiv zurückfahren. Welche Auswirkungen hat dies für den Werkstoffsektor?
Stefan Kollböck: In der Tat lässt sich zurzeit eine gewisse Zurückhaltung im Bereich Werkstoffforschung erkennen. Dies betrifft sowohl die „In-House-" als auch die externe Forschung. Für Firmen gilt derzeit Liquiditätssicherung und Risikominimierung. Gleichzeitig müssen Unternehmen gerade in dieser Branche ihre Wettbewerbsvorteile erhalten und nach Möglichkeit sogar ausbauen. Hier können unter anderem die Förderprogramme der EU, des Bundes und der Länder unterstützend wirken.

DEM: Herr Kollböck, vielen Dank für das Gespräch.

Das Interview führte Rainer Trümmer.

Quelle: Digital Engeneering (2009), Heft 8, S. 40-41

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