Fortgeschrittene Leichtbauwerkstoffe für umweltfreundlichere Wertschöpfungsketten
Fortgeschrittene Leichtbauwerkstoffe sind für eine Kreislaufwirtschaft unerlässlich. Sie verringern das Gewicht von Bauteilen bei gleichzeitiger Leistungssteigerung, erhöhen die Ressourceneffizienz und tragen zur Dekarbonisierung von Industrieprozessen bei. „Diese Werkstoffe werden jedoch in den verschiedenen Sektoren uneinheitlich eingesetzt, was ihr Potenzial einschränkt“, sagt Annabelle Sion, Koordinatorin des EU-unterstützten Projekts AMULET(öffnet in neuem Fenster). Das Team von AMULET konzentrierte sich auf vier Sektoren – Automobil, Luft- und Raumfahrt, Energie und Bauwesen – und untersuchte, wie die Vorteile fortgeschrittener Leichtbauwerkstoffe und Fertigungsverfahren maximiert werden können. So wurden 38 kleine und mittlere Unternehmen (KMUs) in 15 Projekten bei der Entwicklung innovativer Lösungen unterstützt, wobei über 150 KMUs von den Initiativen zum Kapazitätsaufbau profitierten. Außerdem wurden über 200 KMUs direkt oder indirekt aus einem Topf von über 3 Millionen Euro finanziell unterstützt.
Einstellung „Alle für einen, einer für alle“ verschafft KMUs einen Wettbewerbsvorteil
Die Mitglieder des AMULET-Konsortiums nutzten ihr umfangreiches Branchennetzwerk, um einen offenen Wettbewerb mit 41 Herausforderungen zu starten, die von europäischen KMUs gelöst werden sollten. „Im Wettbewerb miteinander stehende KMUs wussten, dass die Erfüllung der Anforderungen dieser größeren Unternehmen einen leichteren Zugang zum Markt für ihre Lösungen bedeutete“, fügt Sion hinzu. Die Unterstützung von AMULET für die miteinander konkurrierenden KMUs war sehr umfassend. Erstens trugen Durchführbarkeitsstudien und gezielte Forschungs- und Entwicklungsmaßnahmen dazu bei, den Stand der Technik bei den in der Entwicklung befindlichen Leichtbauwerkstoffen und der Fertigung mit dem Ziel einer betrieblichen Demonstration zu optimieren. Gezielte KMU-Schulungen und der Aufbau von Kapazitäten sorgten unterdessen dafür, dass die erforderlichen Kompetenzen und Kenntnisse, z. B. über die neuesten Trends, bewährte Verfahren und technische Fortschritte, zur Verfügung standen. „Der Aufbau von Kapazitäten zur Umsetzung neuer Technologien und die Einbindung von Nachhaltigkeitszielen in die Produktion von Anfang an stellen sicher, dass KMUs auf einem sich schnell entwickelnden Markt wettbewerbsfähig bleiben“, so Sion. Eine individuelle gegenseitige Beratung von Unternehmen half den KMUs außerdem, ihre Geschäftsmodelle zu verfeinern, Innovationen zu skalieren und Marktchancen zu erkennen. „Während dieser Unterstützungsphasen haben wir die KMUs, die in einem Konsortium zusammenarbeiten, gebeten, stets die Auswirkungen ihrer Lösungen darzulegen und zu erläutern, wie sie neue grenzüberschreitende Wertschöpfungsketten schaffen“, kommentiert Sion.
Herausforderungen stellen sicher, dass fortgeschrittene Werkstoffe Schlüsselsektoren zugute kommen
Die Herausforderungen im Automobilbereich betrafen vor allem thermoplastische Werkstoffe und eingebettete Sensoren zur Förderung der Wiederverwertbarkeit und Nachhaltigkeit bei der Konstruktion und Herstellung von Fahrzeugen. Für die Luft- und Raumfahrt war die Integration fortgeschrittener Werkstoffe wie hochfester Legierungen und Nanoverbundstoffe im Hinblick auf Treibstoffeffizienz und geringere Wartungskosten von Interesse. Diese Werkstoffe versprechen auch eine höhere Kapazität im Personen- und Güterverkehr bei gleichzeitiger Einhaltung von Sicherheits- und Umweltstandards. Im Energiesektor lag der Schwerpunkt auf polymerbasierten Verbundwerkstoffen in der Windturbinentechnologie und biologisch abbaubaren Werkstoffen, um den Recyclingbedarf beim Übergang zur Klimaneutralität zu decken. Im Bauwesen wurden Werkstoffe entwickelt, die nicht nur langlebig und leistungsfähig, sondern auch energieeffizient und recycelbar sind. Ein wesentliches Projektziel war die Maximierung von Synergien zwischen den vier Sektoren durch den Aufbau von Verbindungen zwischen den Beteiligten, die Schaffung von Netzwerkmöglichkeiten und die Erleichterung des Technologie- und Wissenstransfers. Ein gutes Beispiel dafür ist das Projekt ChildSeat, das den ersten Preis bei den AMULET Awards(öffnet in neuem Fenster) erzielt hat. „In Zusammenarbeit mit einem Unternehmen für Thermoplaste und einer Spritzgussfirma hat ChildSeat eine Kopfstütze für einen Kindersitz aus Kohlefasern hergestellt, die aus Abfällen der Snowboard-Herstellung recycelt wurden“, so Sion.
Innovationsstrategie für ein aufstrebendes industrielles Ökosystem
Sion hofft, dass die jüngste Europäische Strategie für fortgeschrittene Werkstoffe(öffnet in neuem Fenster) die Art von Forschungsnetzwerk kultivieren wird, die erforderlich ist, um Innovationen bei fortgeschrittenen Leichtbauwerkstoffen und -verfahren effektiver zu nutzen. Als Beitrag zum Wachstum und zur Wettbewerbsfähigkeit dieses Innovationsökosystems hat AMULET einen politischen Fahrplan(öffnet in neuem Fenster) erstellt, der Empfehlungen u. a. zur Finanzierung und Unterstützung von KMUs, zur sektorübergreifenden Zusammenarbeit und zu Investitionen in Kompetenzen enthält.
Schlüsselbegriffe
AMULET, Leichtbauwerkstoffe, Kreislaufwirtschaft, Nachhaltigkeit, Dekarbonisierung, Automobil, Luft- und Raumfahrt, Energie, Bauwesen, Thermoplaste, biologisch abbaubar, Recycling, Polymer