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Building an Ecosystem for the up-scaling of lightweight multi-functional concrete and ceramic materials and structures

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Offene Testumgebung für Innovationen bei Leichtbaukomponenten

Die Industrie setzt zunehmend auf neuartige Materialien – das spart Zeit, Mühe und Geld und schont gleichzeitig die Umwelt. LightCoce richtet sich vor allem an kleine und mittlere Unternehmen (KMU) und hat eine offene Testumgebung für Innovationen aus einer Hand für die Entwicklung von Leichtbaukomponenten aus Beton und Keramik geschaffen.

Industrielle Technologien

Leichtbaukomponenten, die einfach zu transportieren, zu handhaben und zu montieren sind, werden zunehmend in der Bau- und Infrastrukturbranche sowie in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie und bei Verteidigungsprojekten eingesetzt. Leichtbaueigenschaften werden in der Regel durch die Verwendung spezieller Additive und/oder Zuschlagstoffe erreicht. Die daraus gefertigten Komponenten weisen zwar einen geringeren ökologischen Fußabdruck auf und senken die Gesamtkosten, doch die Materialien selbst sind teurer als herkömmliche. „Damit diese Materialien attraktiver und wettbewerbsfähiger werden, müssen sie die Eigenschaften herkömmlicher Materialien nicht nur erreichen, sondern übertreffen, z. B. durch erhöhte Festigkeit oder Selbstreinigung“, bemerkt Maria Taxiarchou von der Nationalen Technischen Universität Athen, Koordinatorin des EU-unterstützten Projekts LightCoce. LightCoce hat eine Testumgebung für Innovationen entwickelt – eine Plattform, die einen offenen Zugang zu Einrichtungen, Fachwissen und Dienstleistungen bietet, die für die Entwicklung, Prüfung und Weiterentwicklung fortschrittlicher Materialien für die Industrie erforderlich sind. Die zentrale Anlaufstelle von LightCoce deckt die gesamte Wertschöpfungskette ab und bietet maßgeschneiderte Dienstleistungen für die Entwicklung und die Maßstabsvergrößerung von neuartigem Leicht- und Multifunktionsbeton sowie von konventioneller und Hochleistungskeramik. Unterstützt wird dieses System von 17 spezialisierten Dienstleistern. „Diese zentrale Anlaufstelle richtet sich vor allem an kleine und mittlere Unternehmen, die nicht über die notwendigen Ressourcen für Forschung und Entwicklung verfügen. Sie minimiert die Kosten und Risiken der Innovation“, so Ioannis Paspaliaris, Unternehmensleiter von LightCoce. Die zentrale Anlaufstelle wurde bereits durch Testfälle mit den Industriepartnern des Projekts und der Kundschaft, die auf eine offene Ausschreibung hin die Dienste in Anspruch genommen hat, validiert und optimiert.

Die Kluft zwischen Labor und Industrie überwinden

Die fünf Pilotanlagen der zentralen Anlaufstelle von LightCoce bieten eine Reihe von Dienstleistungen für die Erprobung und Maßstabsvergrößerung an, die drei thematische Bereiche zu verschiedenen Materialien abdecken. Erstens: Pilotanlagen für Beton, die von der Nationalen Technischen Universität Athen und den Research Institutes of Sweden bereitgestellt wurden. Zum anderen für die traditionelle Keramik, die von der Forschungsgemeinschaft Keramische Industrie und der Technischen Hochschule Nürnberg zur Verfügung gestellt wird. Und schließlich eine Pilotanlage für Hochleistungskeramik, die vom Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute bereitgestellt wird. „Da sich nicht alle erfolgreichen Laborprodukte in den industriellen Maßstab übertragen lassen, können Unternehmen unsere zentrale Anlaufstelle nutzen, um kostengünstig das Potenzial für eine Maßstabsvergrößerung zu untersuchen, während sie gleichzeitig Skalierungsprobleme feststellen und Materialformulierungen und Syntheseprozesse für eine höhere Produktion fein abstimmen“, erklärt Paspaliaris. In Zusammenarbeit mit Industriepartnern wurden bereits Fallstudien zur Entwicklung von Nano-Leichtbeton, nanomodifiziertem Poren-Leichtbeton, tragfähigen Leichtbau-Sandwichplatten, multifunktionalen Leichtbau-Brückendecken, Leichtbau-Porzellanfliesen zur Verbesserung der Luftqualität, stranggepressten Leichtbauziegeln, hochbelastbaren Leichtbauventilen für Satelliten und Leichtbauteilen für Wiedereintrittskörper in der Raumfahrt durchgeführt. „Alle diese Fälle wurden erfolgreich im Pilotmaßstab umgesetzt und erfüllen die Anforderungen unserer Kundschaft in Bezug auf Eigenschaften und Merkmale. Wir arbeiten jetzt an ihnen im Demonstrationsmaßstab“, fügt Taxiarchou hinzu. Das Geschäftsökosystem von LightCoce bietet zudem Dienstleistungen zur Unterstützung der Vermarktung von Materialien an, wie Charakterisierung, Prozessmodellierung, Qualitätssicherung und -überwachung, Lebenszyklusanalyse, Normung, Sicherheit, Marketing und Innovationsmanagement.

Innovation vorantreiben

LightCoce leistet einen direkten Beitrag zur Strategie der Europäischen Kommission, die darauf abzielt, den Zugang zu hochmoderner technologischer Infrastruktur und Fachwissen zu begünstigen und so die Innovation und den Zugang zu neuen Märkten zu beschleunigen. Die Markteinführung neuartiger, leichter und multifunktionaler Baumaterialien bietet außerdem erhebliche Energieeinsparungen, die den Verbraucherinnen und Verbrauchern wie auch der Umwelt zugutekommen. Mehrere Unternehmen aus der Baubranche haben bereits ihr Interesse bekundet, doch im Moment arbeitet das Team noch an der Feinabstimmung des Verfahrens auf der Grundlage der Rückmeldungen zu den neuen Testfällen, die sich aus der kürzlich veröffentlichten Aufforderung ergeben haben.

Schlüsselbegriffe

LightCoce, offene Testumgebung für Innovationen, Beton, Keramik, Leichtbau, Industrie, Infrastruktur, Bau, Materialien

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