FRAUNHOFER-NETZWERK "WISSENSCHAFT, KUNST UND DESIGN"
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DESIGNED BY FRAUNHOFER FRAUNHOFER-NETZWERK »WISSENSCHAFT, KUNST UND DESIGN«
INHALT
GRUSSWORT GABRIELE NEUGEBAUER 5
VORWORT MATTHIAS KLINGNER 7
DESIGNPROZESSE 9
DESIGNED BY FRAUNHOFER 11
PRODUKTDESIGN 13
FAHRZEUGDESIGN 37
INTERIOR & EXTERIOR DESIGN 45
INTERFACE & INTERACTION DESIGN 55
IM GESPRÄCH MIT EXPERTEN 77
MARIE LENA HEIDINGSFELDER 79
JENS KRZYWINSKI 83
DIANA SIMON 87
PUBLIKATIONEN 91
Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wird die männliche Sprachform bei
personenbezogenen Substantiven und Pronomen verwendet. Dies impliziert
jedoch keine Benachteiligung gegenüber Frauen, sondern soll im Sinne der IMPRESSUM 93
sprachlichen Vereinfachung als geschlechtsneutral zu verstehen sein.
3
GRUSSWORT
DR. GABRIELE NEUGEBAUER,
SCHIRMHERRIN DES FRAUNHOFER-NETZWERKS
»WISSENSCHAFT, KUNST UND DESIGN«
Unterschiedliche Denkwelten aufeinander Den spontanen Einfall, der Bestehendes in Das originelle Produkt- oder auch Kommu-
prallen zu lassen, um daraus Inspirationen Frage stellt, Denkmuster überwindet und nikationsdesign hat sich in diesen Fällen
zu schöpfen – so in etwa könnte man zu neuer Erkenntnis führt, suchen Wissen- häufig als ein nicht unerheblicher Erfolgs-
heute die Intentionen der Gründungs- schaftler wie Künstler gleichermaßen. Und faktor in der Projektakquisition und
mitglieder des Netzwerks »Wissenschaft, während sich der eine ab und an in komple- Vermarktung erwiesen. Aber nicht nur
Kunst und Design« umschreiben, die sich xen Inhalten verstrickt, ist der andere nicht anspruchsvolles Design, sondern auch
2017 zusammenfanden, um dem Dialog selten in der Vielfalt der Formen und Farben gemeinsame Kunstprojekte, öffentliche
zwischen Kunst und Wissenschaften in der gefangen. Beide zusammenzubringen, um Dialoge und kreative Workshops gehören
Fraunhofer-Gesellschaft eine attraktive diese Beschränkungen aufzubrechen, ist ein mittlerweile an einigen Fraunhofer-Institu-
Plattform zu bieten. bestechendes Anliegen, dem ich von gan- ten durchaus zum Alltag.
zem Herzen Erfolg und breite Unterstützung
Wer sich selbst begeistert künstlerisch in der Gesellschaft wünsche. Unter diesen Bedingungen wird sich das
engagiert, obwohl der eigene Lebensweg Netzwerk »Wissenschaft, Kunst und De-
mit ingenieurwissenschaftlicher Ausbildung Dass Fraunhofer-Institute, die sich satzungs- sign« also gut in der Gesellschaft einbrin-
und Arbeit eigentlich ganz andere Priori- gemäß eher den im Mittelalter weniger gen können und mit dem Zitat des panta
täten aufweist, fragt sich, ob diese Denk- wertgeschätzten »praktischen Künsten« rhei – alles befindet sich im Fluss – freue ich
welten der »freien« versus der »schönen widmen, durchaus Wert auf ästhetische mich auf spannende Diskussionen und – im
Künste« wirklich so weit auseinander Formen, zweckmäßiges Design und stilvolles Wortsinn der Inspiration – erhellende Ideen.
liegen. Gestalten legen, dokumentiert die vor-
liegende Broschüre.
5
VORWORT
PROF. DR. MATTHIAS KLINGNER,
SPRECHER DES NETZWERKS »WISSENSCHAFT,
KUNST UND DESIGN« FÜR DEN BEREICH
DESIGN UND INSTITUTSLEITER DES
FRAUNHOFER IVI
Der Sinn für das Schlichte, Beständige Verdoppelte sich das Wissen im 18. und Ganz im Geist von Kants »Kritik der reinen
und Zweckmäßige scheint in unserer grell 19. Jahrhundert noch etwa aller einhundert Vernunft« ist nicht allein die rationale
bunten, schnelllebigen Zeit mehr und mehr Jahre, geschieht dies heute bereits im Ver- Erkenntnis die Quelle all unseres Wissens,
verloren zu gehen. In der Wissenschaft, lauf von fünf bis zehn Jahren. sondern vor allem auch unser sinnliches
wo sich Erkenntnisse komplizierter Zusam- Empfinden. Banal gesprochen reicht es
menhänge mittels einer Formel brillant Das Fraunhofer-Netzwerk »Wissenschaft, nicht aus, die Umsetzung einer Idee an
abstrahieren lassen, mag das nur bedingt Kunst und Design« möchte den Dialog einem beliebigen Prototyp zu demonstrie-
zutreffen. Die Ästhetik als Lehre von der nicht allein auf Bildung und Wissenschaft ren. Eindrucksvoll wird die Präsentation erst,
Empfindung des Schönen und Stilvollen hat beschränken. Denn für eine renommier- wenn Form und Funktionalität eine Einheit
in der Wissenschaft andere Ausprägungen te Forschungseinrichtung mit einem alle bilden. Dass diese Symbiose technologi-
als in der Kunst oder im Alltag. Lebensbereiche tangierenden Themens- scher und gestalterischer Kompetenzen
pektrum ist ein übergreifender Diskurs überaus inspirierend sein kann, erleben wir
Doch Wissenschaft und Kunst sind für sehr viel bedeutsamer. Exzellentes Personal heute vereinzelt in der Zusammenarbeit mit
unsere heutige Kultur nach wie vor von kann man heute nicht mehr allein mit der Designern, Architekten und Künstlern in
fundamentaler Bedeutung, auch wenn sich Aussicht auf eine herausragende akade- den verschiedensten Fraunhofer-Instituten.
der Bildungs- und Wertekanon deutlich mische Karriere gewinnen. Kreativität ist Schöne Beispiele dieser Arbeit finden sie in
schneller wandelt als je zuvor. Im Zeitalter gefragt, sowohl das Arbeitsumfeld als auch der vorliegenden Broschüre, die dazu anre-
der Digitalisierung orientiert sich der Bil- die wissenschaftliche Arbeit interessant zu gen soll, Kunst und Design in den kommen-
dungsanspruch vornehmlich an der rasan- gestalten und mit neuen unkonventionel- den Jahren sehr viel stärker bei Fraunhofer
ten Entwicklung der Wissenschaften. len Ideen zu bereichern. Kunst und Kultur zu verankern.
liefern hierzu überaus wertvolle Beiträge.
7
Die 4 Grundtypen der Designprozesse DESIGNPROZESSE
aus »Designprozesse – eine Einführung« von Petra Kellner
Typ 1 – linear
Typ 2 – Rückkopplung
Ein jedes Designprojekt basiert auf soge- Lineare Modelle | Der Designprozess be- Alle Designprozesse obliegen einem Grund-
nannten Designprozessen, deren »Skiz- ruht hier auf dem Ablauf aufeinander- muster, das sich für jeden Vorgang des Pro-
zierung« zu Projektbeginn sich sowohl in folgender Schritte, wobei jeder als in sich blemlösens ergibt und in unterschiedliche
Bezug auf die allgemeine Projektplanung als geschlossen betrachtet wird. Ebenen gegliedert ist, beginnend mit der
auch im Hinblick auf das Zeit- und Ressour- Problemerkennung, -analyse sowie breiten
cenmanagement als hilfreich erweist. Modelle mit Rückkopplungen | Die und verdichteten Recherche zu möglichen
Rückkopplung auf die Ausgangsproblematik Lösungsansätzen.
Die Wahl der anzuwendenden Methoden und zwischen allen Stufen des Prozesses
und Techniken lässt sich allerdings nicht hilft unter anderem, Fehlentscheidungen zu Nach Auswahl und Wertung aller Infor-
Typ 3 – Kreislauf anhand der Kriterien »richtig« oder »falsch« erkennen. mationen und Daten und einer präzisen
treffen, sondern hängt stark vom Kontext Formulierung des Designproblems erfolgt
und der eigentlichen Problemstellung Kreislauf-Modelle | Die Betrachtung als im weiteren Verlauf die Entwicklung prinzi-
ab. Anhand dieser fällt die Entscheidung Kreislauf impliziert, dass eine Problemlösung pieller alternativer Lösungskonzepte. Durch
zugunsten des Prozesses aus, der am besten stets den Ausgangspunkt für eine neue Überprüfung, Abwägung und Bewertung
für das gesamte Vorhaben »geeignet« ist. Problemstellung darstellt. der Lösungsalternativen wird die Wahl des
zu realisierenden Entwurfs getroffen.
Grundsätzlich lassen sich die Modelle Verzweigte Modelle | Die Beschreibung
Typ 4 – Verzweigung eines Designprozesses in vier Grundtypen von Mikroprozessen in den einzelnen Ebe- Die Phase der Ausarbeitung und des De-
aufteilen. nen des Designprozesses zeigt jeweils eine taillierens inkl. Dokumentation bildet den
Anzahl alternativer Möglichkeiten auf, aus Abschluss des gesamten Entwurfsprozesses.
denen es auszuwählen gilt.
9
DESIGNED BY FRAUNHOFER
Produktdesign
Erfolgreiche Unternehmen verschiedenster Im Aufgabenbereich liegt jedoch nicht nur Industrie- und Kommunikationsdesigner
Branchen sehen Design nicht nur als die Gestaltung einer Objekthülle, sondern beherrschen eine Vielzahl von Kompeten-
Add-on, sondern als integralen Bestandteil auch die Schaffung der erkennbaren zen, die der Fraunhofer-Gesellschaft und
Fahrzeugdesign ihrer Arbeit mit dem Ziel, Innovationen
voranzubringen und Marktvorteile zu
generieren.
Markenzugehörigkeit des Investitionsguts.
Neben den notwendigen Funktionseinheiten
deren Industriepartnern erhebliche Vorteile
im Wettstreit mit Mitbewerbern verschaffen
können.
Interior & Exterior Design Der Faktor »Design« stellt zudem einen der
wichtigsten Kaufmotivatoren dar. Ein gut
und sicheren, ergonomischen Mensch-
Maschine-Schnittstellen, die Arbeitsabläufe
optimieren sollen, schließt der Designpro-
Das unterstreichen auch die Best-Practice-
Beispiele aus den verschiedensten
Interface & Interaction Design durchdachtes Produkt- und Industriedesign
ist folglich der Schlüssel zu langfristigem
zess beispielsweise auch ein Gesamtkonzept
ein, dass die Modularität bzw. Skalierbarkeit
Fraunhofer-Instituten.
Erfolg auf dem Markt. berücksichtigt. Diesen Trend zu motivieren und weiter
auszubauen, soll Ziel der vorliegenden
Industrie- und Produktdesigner beschäftigen Dementsprechend wird der Designaspekt Broschüre sein.
sich mit der Gestaltung von Investitions- perspektivisch zu einem wichtigen Element
gütern, wozu unter anderem Produk- von FuE-Vorhaben, deren Ziel die Entwick-
tionsanlagen, Fahrzeuge, Maschinen und lung innovativer Produkte und Dienst-
Geräte oder Werkzeuge für Bereiche wie leistungen ist.
beispielsweise Maschinenbau, Medizintech-
nik, Labortechnik, Industrie oder Handwerk
zählen.
11
DESIGNED BY FRAUNHOFER
PRODUKTDESIGN
Produktdesign
Seinen Ursprung findet das Produkt- oder Da diese Produkte oft in hohen Stückzahlen Konsumgüter haben nicht selten einen
auch Industriedesign in der englischen Arts produziert werden, benötigen Designer hohen emotionalen Wert für den Besitzer.
and Crafts Bewegung sowie dem Deutschen einen starken Bezug zur Produktion und Das Design ist daher eins der wichtigsten
Fahrzeugdesign Werkbund. Das 1919 gegründete Bauhaus
übte weiteren Einfluss auf die Entwicklung
des Industriedesigns aus und bildet selbst
zum Markt. Zu einer ganzheitlichen
Betrachtung des Herstellungs- und Nut-
zungsprozesses in der Produktentwicklung
Kaufargumente bei Produkten im B2C-
Bereich und dient außerdem der Unterschei-
dung von Mitbewerbern. Insofern spielt
Interior & Exterior Design den Grundstein moderner Gestaltung.
Produktdesign setzt sich mit der Gestaltung
gehören daher funktionale, sinnliche, öko-
logische und ökonomische Faktoren. Neben
den technischen und ergonomischen Anfor-
die Designstrategie ein große Rolle im
Entwurfsprozess.
Interface & Interaction Design von seriell gefertigten Konsumgütern, also
sämtlichen Produkten für den privaten
derungen sowie den wirtschaftlichen Ein-
flussgrößen des Produkts muss besonders
Produktdesign geht zudem »Hand in Hand«
mit gesellschaftlichen und wirtschaftlichen
Bereich, auseinander. Dabei handelt es sich eine der Zielgruppe angepasste Ästhetik Strömungen. So kommt neben der Wirt-
meist um Gegenstände aus dem alltäg- entwickelt werden, die sowohl dem Kunden schaftlichkeit in der heutigen Zeit vor allem
lichen Gebrauch, wie beispielsweise elekt- einen Mehrwert bietet als auch die Marken- auch der Nachhaltigkeit eines Produkts eine
rische Geräte, Haushaltswaren, Möbel oder werte des Unternehmens sichtbar macht. bedeutende Rolle in der Gestaltungsarbeit
Kleidung. zu.
13
»KiTS«
KINDGERECHTES THERAPIEGERÄT
UND SIMULATIONSPLATTFORM FÜR
SKOLIOSEBEHANDLUNG
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Dresden
Theorie & Zielstellung | Ausgehend Ergebnisse & Mehrwert | Die Behandlung
von den bestehenden Defiziten bei FED- konnte mit Hilfe von Patientenfeedback
Therapie (Fixation, Elongation, Derotation) verbessert werden. Das Feedbacksystem
und Korsettversorgung wurde im Rahmen motiviert den Patienten zur aktiven Mitar-
des Forschungsprojekts »KiTS – Kind- beit und dokumentiert seine Leistung. Das
gerechtes Therapiegerät und Simulations- System ist nicht zwangsweise mit einem
plattform für Skoliosebehandlung« ein spezifischen Therapiegerät gekoppelt und
modernes therapeuten- und patienten- auch unabhängig vom FED-System bei
gerechtes Gerätekonzept entwickelt. physiotherapeutischen Übungen nutzbar.
Die zwei Hauptziele des Forschungs- Demonstratoren zu Design, Patienten-
vorhabens waren die Verbesserung der feedback und dem kompakten Sensor-
Skoliosebehandlung und die Entwicklung Aktor-System haben gezeigt, dass die
einer Methode zur Korsettanpassung. Projektziele eines verbesserten Geräte-
konzeptes, eines kindgerechteren Designs
sowie einer effektiveren Therapie erreicht
1 KiTS2.0 – Gesamtansicht wurden.
des Therapiegeräts.
2 Darstellung der
1 Funktionsweise.
»KiTS«
KINDGERECHTES THERAPIEGERÄT
UND SIMULATIONSPLATTFORM FÜR
SKOLIOSEBEHANDLUNG
2
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Dresden
Design | Jessica Rietze (Fraunhofer IWU) Material & Methoden | Im Projekt wurde Kontaktdaten und Ansprechpartner |
ein modernes, speziell auf die Bedürfnisse Michael Werner
Designfachbereich | Produktdesign von Kindern und Jugendlichen angepasstes Gruppenleiter »Biomechanik
Konzept für Ergonomie und Produktge- und medizinische Messtechnik«
Entwicklungszeit | 36 Monate staltung des Therapie- und Diagnosegeräts
entwickelt. Dadurch ließ sich unter anderem Fraunhofer-Institut für Werkzeug-
Projektabschluss | 2015 der Therapieablauf verschlanken und die maschinen und Umformtechnik IWU
Sicherheit für den Patienten steigern. Abteilung »Medizintechnik«
Projektpartner | Diers International GmbH;
DIGALOG GmbH; KMS Kunststoff-Metall- Ein modernes Sensor-Aktor-System Nöthnitzer Straße 44
Schubert; KUPFER.ROT GbR; Modellbau erweitert das Anwendungsspektrum des 01187 Dresden
GmbH; MRC Systems GmbH; Orthopädie- FED-Geräts, so dass es auch als Korsett- +49 (0) 351 4772-2137
und Rehatechnik Dresden GmbH; OrthoSax simulationsplattform nutzbar ist. Eigens michael.werner@iwu.fraunhofer.de
GmbH & Co. KG; Deutscher Verband für entworfene mechanische Führungen
Physiotherapie (ZVK) e.V.; Praxis für Physio- reduzieren die Kosten und erleichtern
therapie Beatrice Wenzel-Paegelow; Reha- die Bedienbarkeit. Eine Vollautomatisierung
bilitationsklinik Zgozelec; Transfer- und Pro- der Aktoren ist mit einer neuen Geräte-
filsysteme GmbH; Uniklinik Jena; Velomat generation realisierbar.
Messelektronik GmbH; TU Dresden
Fördermittelgeber | BMWi
15»Cumulino«
AKTIVES LAGERUNGSKISSEN ZUR PROPHYLAXE
UND THERAPIE VON SCHÄDELASYMMETRIEN
IM SÄUGLINGS- UND KLEINKINDALTER
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Dresden
Theorie & Zielstellung | Das Projektziel Ergebnisse & Mehrwert | Aus den
bestand in der Entwicklung eines Konzep- Ergebnissen des Forschungsprojekts geht
tes und Funktionsmusters einer aktiven hervor, dass ein solches Lagerungskissen
Lagerungshilfe für den Säuglingskopf zur als Produkt realisiert und das Säuglings-
Prophylaxe und/oder Therapie von Schä- köpfchen entsprechend der Vorgaben
delasymmetrien. Aufgrund der anvisierten umgelagert werden kann.
Eigenschaften, der Materialwahl sowie der
strukturellen, formalen und funktionalen Als Evaluations- und Akquisitionsstrategie
Auslegung der Lagerungshilfe besteht die wurden die Ergebnisse vor medizinischem
These, dass hiermit auch das Risiko für Fachpersonal sowie vor ausgewählten
einen plötzlichen Kindstod (SIDS) verringert nationalen Experten des Fachbereichs Neo-
werden kann. natologie – Schädeldeformation vorgestellt.
Aufgrund des sehr positiven Feedbacks
Um diese Ziele zu erreichen, sollte im Pro- ist ein Forschungstransfer in Form einer
jekt ein Kissen entstehen, mit dessen Hilfe Firmenausgründung vorgesehen.
eine Kopfbewegung von links nach rechts
1 und umgekehrt ausgeführt wird.
1 Cumulino – Aktives Lage- 2 Explosionsdarstellung
rungskissen für Säuglinge. des Gesamtsystems.»Cumulino«
AKTIVES LAGERUNGSKISSEN ZUR PROPHYLAXE
UND THERAPIE VON SCHÄDELASYMMETRIEN
IM SÄUGLINGS- UND KLEINKINDALTER
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Dresden
2
Design | Lukas Boxberger Material & Methoden | Bei der durch eine Kontaktdaten und Ansprechpartner |
kontinuierliche, aber langsame Formverän- Lukas Boxberger
Designfachbereich | Produktdesign derung erreichten Kopfbewegung werden, Gruppenleiter »Smart Structures«
ohne den Schlaf zu stören, unterschiedliche
Entwicklungszeit | 18 Monate Auflagepunkte des kindlichen Schädels Fraunhofer-Institut für Werkzeug-
angesprochen und eine positionsgebun- maschinen und Umformtechnik IWU
Projektabschluss | 2017 dene, dauerhafte Belastung vermieden. Abteilung »Adaptronik«
So kann Deformationen vorgebeugt sowie
Projektpartner | DIGALOG Industrie- diese auch behandelt werden. Als Aktorik Nöthnitzer Straße 44
Mikroelektronik GmbH; Schicktanz GmbH kommt ein lautloser Formgedächtnisaktor in 01187 Dresden
Sohland/Spree; WarmX GmbH einer Kunststoffkinematik zum Einsatz. Die +49 (0) 351 4772-2135
Umlagerung des Kopfes findet dabei in vom lukas.boxberger@iwu.fraunhofer.de
Fördermittelgeber | BMBF Nutzer festgelegten, elektronisch geregel-
ten Zeitintervallen statt. Im Designprozess
wurde besonders auf die Anatomie von
Säuglingen und den Bewegungsgrad des
Kopfes geachtet. Als Schnittstelle zwischen
Technik und Nutzer ist das Kissen wesentlich
für die Akzeptanz und dementsprechend
besonders ergonomisch konstruiert.
17»EFORMIN«
EINSATZ VON FORMGEDÄCHTNISAKTOREN
IN MINIMALINVASIVEN CHIRURGISCHEN
INSTRUMENTEN
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Dresden
Theorie & Zielstellung | Die minimalinva- Ergebnisse & Mehrwert | Durch den
sive Chirurgie findet aufgrund ihrer Vorteile Einsatz der FGL-basierten Aktoren und
gegenüber offenen Operationen in immer Sensoren konnte das Instrument für die
mehr medizinischen Bereichen Anwendung. minimalinvasive Chirurgie deutlich präzi-
Patienten profitieren von einer geringeren siert und verbessert werden. Mit der Ab-
Verletzung und infolgedessen schnelleren winklungsfunktion und der elektrischen
Genesung. Für Chirurgen bringt die Ansteuerung des Endeffektors wuchs der
Operationstechnik jedoch wegen des Leistungsumfang des Instruments und
Zugangs durch kleine Einschnitte oder wertete es somit für einige Anwendungs-
natürliche Körperöffnungen Einschränkun- szenarien (wie zum Beispiel die HNO-
gen in der Flexibilität und Ergonomie. Die Chirurgie) auf. Das Handling der Instrumen-
händisch gesteuerten Instrumente weisen te für den Chirurgen wurde in einer ersten
mechanische Reibung und daraus resultie- vorklinischen Evaluierung an Körper-
rend unzureichendes haptisches Feedback ersatzmodellen getestet. Das Feedback
1 1 Ansicht des Instruments auf, weshalb ein potentielles Risiko von der Chirurgen zur Ergonomie, dem Nut-
für die minimalinvasive Gewebeverletzungen besteht. Das im Rah- zungskonzept und der Funktionsweise fiel
Chirurgie. men des Projekts entstandene Instrument sehr positiv aus.
soll diese Nachteile durch ein modulares
2 Funktionsweise des Konzept und den Einsatz von Formgedächt-
modularen Instrumenten- nislegierungen (FGL) zur Aktorik, Sensorik
Systems. und Kraftrückkopplung überwinden.»EFORMIN«
EINSATZ VON FORMGEDÄCHTNISAKTOREN
IN MINIMALINVASIVEN CHIRURGISCHEN
INSTRUMENTEN
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Dresden
2
Design | Sophia Elsner Material & Methoden | Der Vorteil der Kontaktdaten und Ansprechpartner |
Formgedächtnislegierungen (FGL) liegt in Michael Werner
Designfachbereich | Produktdesign der Multifunktionalität (Nutzung als Sensor Gruppenleiter »Biomechanik
und Aktor) sowie der hohen spezifischen und medizinische Messtechnik«
Entwicklungszeit | 24 Monate Energiedichte, die für diese Anwendung
(große Kräfte auf kleinem Bauraum) benö- Fraunhofer-Institut für Werkzeug-
Projektabschluss | 2019 tigt wird. Der Ansatz verfolgt das Ziel, die maschinen und Umformtechnik IWU
Funktionalität zu erhöhen und die Hand- Abteilung »Medizintechnik«
Projektpartner | Asklepios Orthopädische habung zu verbessern.
Klinik Hohwald; endocon GmbH; joimax Nöthnitzer Strasse 44
GmbH; Karl Storz SE & Co. KG; Kranken- Die einzelnen Module (Bedienteil, Schaft, 01187 Dresden, Germany
haus Dresden Friedrichstadt; LAKUMED; Abbiegeteil und Effektor) sind elektrisch +49 (0) 351 4772-2137
Newkon GmbH KMU; Olympus Surgical gekoppelt. Die Aktorkraft wird durch den michael.werner@iwu.fraunhofer.de
Technologies Europe; radimed GmbH; thermischen Formgedächtniseffekt erzeugt
Richard Wolf GmbH; Söring GmbH und wirkt direkt am Effektor. Die kombinier-
te Verwendung von FGL-basierten Sensoren
Fördermittelgeber | BMWi und Aktoren eröffnet die Möglichkeit einer
programmierbaren Übertragungsfunktion.
19»FGL Saug- und Spülsystem«
ENTWICKLUNG EINES CHIRURGISCHEN
SAUG- UND SPÜLSYSTEMS AUS
FORMGEDÄCHTNISMATERIALIEN
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Dresden
Theorie & Zielstellung | In vielen Ergebnisse & Mehrwert | Die Evaluierung
Disziplinen der Chirurgie kommen aktuell erfolgte anhand von Phantommodellen
starre Sauger mit verschiedenen vorgege- unter OP-Bedingungen. Die beiden Funk-
benen Biegungen zum Einsatz. Die beiden tionsmuster bieten eine gute Erweiterung
Funktionen Saugen und Spülen sind meist der Funktionalität im Vergleich zu einem
nicht in einem System integriert. Die Folgen konventionellen, starren Sauger, dessen
sind häufige Instrumentenwechsel und Arbeitsende sich nicht abbiegen lässt.
damit erhöhte Komplikationsrisiken und
OP-Zeiten. Es ist davon auszugehen, dass durch die
bessere Erreichbarkeit des Zielgebietes
Formgedächtnislegierungen (FGL) ermög- im verdeckten Situs die Patientensicherheit
lichen die Herstellung formflexibler Saug- erhöht werden kann. Die Optimierung
und Spülrohre, die in nahezu beliebige der Ergonomie und die Kombination von
Winkel gebracht werden können. Im Saugen und Spülen bedeuten eine große
Rahmen eines vom BMBF geförderten Nutzwertsteigerung für die getesteten
Forschungsvorhabens wurde evaluiert, Operationen.
1 ob die Entwicklung eines Funktionsmusters
für ein formflexibles, kombiniertes Saug-/
1 Konstruktion eines Funk- 2 Kopfstück des Spülsystem mittels FGL möglich ist.
tionsmusters des chirurgi- Saug-/Spülsystems.
schen Saug-/Spülsystems.»FGL Saug- und Spülsystem«
ENTWICKLUNG EINES CHIRURGISCHEN
SAUG- UND SPÜLSYSTEMS AUS
FORMGEDÄCHTNISMATERIALIEN
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Dresden
2
Design | Fraunhofer IWU Material & Methoden | Für den Biege- Kontaktdaten und Ansprechpartner |
mechanismus des Instruments wurden, Constanze Neupetsch
Designfachbereich | Produktdesign begleitet von einem virtuellen Zwilling, Gruppenleiterin »Prothetik und Instru-
zwei Konzepte ausgelegt und umgesetzt: mente«
Entwicklungszeit | 21 Monate eine FGL-Vollrohr-Variante (Aktivierung
temperiertes Spülwasser) und eine FGL-Zug- Fraunhofer-Institut für Werkzeug-
Projektabschluss | 2018 draht-Variante für sehr kleine Biegeradien maschinen und Umformtechnik IWU
(Aktivierung Widerstandserwärmung). Beide Abteilung »Medizintechnik«
Projektpartner | Technische Universität Varianten ermöglichen Saugen und Spülen
Chemnitz (Institut für Werkzeugmaschinen in einem Instrument. Nöthnitzer Straße 44
und Produktionsprozesse); Asklepios Klinik 01187 Dresden
Hohwald; Zahntechnik Leipzig Mittels 3D-Druck wurden ergonomische +49 (0) 351 4772-2123
Handstücke gefertigt und auf der Basis von constanze.neupetsch@iwu.fraunhofer.de
Fördermittelgeber | BMBF Nutzerfeedback entsprechend optimiert.
21»SOUNDADAPT«
OBERFLÄCHENMODULE ZUR
ANWENDUNGSSPEZIFISCHEN OPTIMIERUNG
DER RAUMAKUSTIK
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Dresden
Theorie & Zielstellung | Kaum ein Raum Ergebnisse & Mehrwert | Der Bedarf
ist akustisch perfekt und jeder Raum klingt von professionellen Musikern nach einer
anders. In musikalischen Probenräumen variablen Akustik beim Proben konnte im
werden akustische Kompromisse gefordert, Rahmen des Projekts SoundAdapt bereits
die nicht selten zu Lasten aller Musiker nachgewiesen werden. Für ausgewählte
gehen. musikalische Probenräume erfolgt derzeit
eine raumspezifische simulative Auslegung
Ziel des Vorhabens war es, akustisch verän- für spezielle variable Akustikszenarien.
derliche und designtechnisch anspruchs-
volle Raumoberflächen unter Verwendung Parallel dazu entstehen designtechnische
von smarten Materialien (Formgedächtnis- und aktorische Funktionsmuster, die sich
legierungen) zu schaffen. Damit kann die unter verschiedenen Gesichtspunkten zu-
Raumakustik in musikalischen Proben- sammenführen lassen.
räumen gezielt an die jeweiligen Musiker-
bedürfnisse angepasst werden. Ist die variable akustische Wirkungsweise
in musikalischen Probenräumen für die
1 Musiker nachweislich von Vorteil, kann
1 Experimentelle Design- 2 Geschlossene und geöff- diese Technologie in den Markt gebracht
studien für die Entwicklung nete Oberflächenstruktur. werden.
von FGL-gesteuerten adapti-
ven Oberflächensystemen.»SOUNDADAPT«
OBERFLÄCHENMODULE ZUR
ANWENDUNGSSPEZIFISCHEN OPTIMIERUNG
DER RAUMAKUSTIK
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Dresden
2
Design | Paula van Brummelen Material & Methoden | Eine Nutzer- Kontaktdaten und Ansprechpartner |
befragung dient zur Ableitung subjektiver Björn Knöfel
Designfachbereich | Produktdesign akustischer Parameter, die in objektive Projektleiter
Parameter zu überführen und anschließend
Entwicklungszeit | 36 Monate in diversen Räumen zu vermessen sind. Fraunhofer-Institut für Werkzeug-
(Verlängerung geplant) Darauf aufbauend sollen unterschiedliche maschinen und Umformtechnik IWU
Gestaltungskonzepte für adaptive und akus- Abteilung »Akustik«
Projektabschluss | 2021 tisch wirksame Oberflächenmodule er-
arbeitet, sowie hierfür ausgewählte Aktor- Nöthnitzer Straße 44
Projektpartner | ADA Acoustics & Media prinzipien und eine anforderungsgerechte 01187 Dresden
Consultants GmbH; DIGALOG Industrie- Ansteuerung entwickelt werden. Die Teil- +49 (0) 351 4772-2791
Mikroelektronik GmbH; SBS Bühnentechnik systeme Oberfläche, Aktorik und Steuerung bjoern.knoefel@iwu.fraunhofer.de
GmbH; Schirmer GmbH – Beratende Ingeni- sind in einem Funktionsmuster zusammen-
eure; weißensee kunsthochschule berlin zuführen und zu untersuchen. Abschließend Paula van Brummelen
soll ein Prototyp entstehen, der aus adapti-
Fördermittelgeber | BMBF ven variablen Akustikelementen aufgebaut weißensee kunsthochschule berlin
ist und in verschiedenen musikalischen
Probenräumen testweise zum Einsatz Bühringstraße 20
kommen kann. Raumakustische Messungen 13086 Berlin
und subjektive Befragungen bewerten +49 (0) 30 477 – 050
dessen Wirkungsweise. vanbrummelen@kh-berlin.de
23»Smart Frame +«
SICHERHEIT FÜR LEICHTBAU-
FORTBEWEGUNGSMITTEL
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Chemnitz
Theorie & Zielstellung | Die Arbeits- Ergebnisse & Mehrwert | Durch das
schwerpunkte des Fraunhofer IWU im gebogene Profildesign erreicht der Som-
Projekt bestehen in der Entwicklung und merski eine erhöhte Bodenfreiheit, wodurch
Umsetzung einer funktionsintegrierten der Nutzer ein deutlich realistischeres Ski-
Faserverbund-Leichtbaustruktur. Es sollen gefühl erhält, als es bei derzeit üblichen alu-
Technologien zur Integration piezokerami- miniumprofilbasierten Skirollern der Fall ist.
scher Elemente in die Faserverbunde unter-
sucht und das Potential für deren Nutzung Innovativer Kern des Skirollers ist ein
als Sensor bzw. Aktor bewertet werden. Piezo-Sensor, der dank Pultrusionstechnik
direkt bei der Herstellung integriert werden
Als Referenzbauteil diente ein auf Basis kann. Dieser Sensor misst während des
der Pultrusionstechnologie hergestellter Trainings alle auftretenden Belastungen
Skiroller. und überträgt die Informationen zukünftig
kabellos an eine App. Dadurch erhält der
Nutzer eine Rückmeldung über sein Training
1 und kann dieses entsprechend anpassen.
1 Sensorierter Skiroller.
2 Pultrusion – Strangziehen
von faserverstärkten Kunst-
stoffprofilen.»Smart Frame +«
SICHERHEIT FÜR LEICHTBAU-
FORTBEWEGUNGSMITTEL
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Chemnitz
2
Design | Carsten Lies Material & Methoden | Der Grundkörper Kontaktdaten und Ansprechpartner |
des Skirollers wurde durch das wirtschaft- Carsten Lies
Designfachbereich | Produktdesign liche Verfahren der Radiuspultrusion her- Abteilungsleiter »Funktionsintegrierter
gestellt. Dabei wurden trockene Faserhalb- Leichtbau«
Entwicklungszeit | 36 Monate zeuge von Spulen abgezogen, durch eine
Imprägnierstrecke geführt und sekunden- Fraunhofer-Institut für Werkzeug-
Projektabschluss | 2019 schnell im beheizten Werkzeug ausgehärtet. maschinen und Umformtechnik IWU
Projektpartner | Burg Giebichenstein Die Auslegung des Skirollers erfolgte mit Reichenhainer Straße 88
Kunsthochschule Halle; Ziegler Instruments Hilfe computergestützter Simulation. Teure 09126 Chemnitz
GmbH; GERMINA Sportwelt GmbH; Kohlenstofffasern wurden nur an den +49 (0) 371 5397-1941
Schicktanz GmbH Sohland/Spree; Stellen eingesetzt, die eine besonders hohe carsten.lies@iwu.fraunhofer.de
DIGALOG Industrie-Mikroelektronik GmbH; Belastung erfahren. Neben UD-Rovings aus
Fraunhofer IKTS Glas und Kohlenstoff wurden Quadraxial-
gelege aus Glas und Flechtbänder aus Koh-
Fördermittelgeber | BMBF lenstoff verwendet, um die bei der Nutzung
auftretenden Belastungen aufnehmen zu
können.
25»RF-KombiSCAN«
SCANNER FÜR DIE QUALITÄTSKONTROLLE
VON LEBENSMITTELN
Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
Theorie & Zielstellung | Viele Lebens- Ergebnisse & Mehrwert | Mit der kombi-
mittel, wie z. B. Fleischprodukte, unter- nierten Analyse gelang es, sowohl äußer-
liegen schnell biochemischen, physikali- liche Veränderungen, als auch Veränderun-
schen und mikrobiologischen Veränderun- gen in der chemischen Zusammensetzung
gen. Gegenstand des Vorhabens war frühzeitig zu detektieren. Damit wurden
daher die Entwicklung eines routinetaug- Qualitätsmerkmale, wie z. B. der Frische-
lichen RF-Kombiscanners für die Qualitäts- zustand bewertbar. Prüfungen sind
kontrolle in der Lebensmittelindustrie. Mit nicht-invasiv, also auch durch die Ver-
optischen Verfahren sollte ein sofortiges packung hindurch, möglich.
Ergebnis über die Kontamination und damit
über die Verzehrbarkeit von Lebensmitteln Mit RF-KombiSCAN kann die Qualitäts-
erlangt werden, während es bislang nötig kontrolle in der Lebensmittelindustrie auf
war, Stichproben an Labore zu schicken. kostengünstige Weise deutlich verbessert
werden. Die Anzahl der Messungen lässt
Durch die Kombination zweier unterschied- sich erhöhen und die sofortige, produktbe-
licher optischer Phänomene (Raman und zogene Darstellung des Analyseergebnisses
Fluoreszenz) und die Auswertung der ermöglicht eine unmittelbare Einleitung von
Wellenlängen galt es, die Zuverlässigkeit Maßnahmen.
der Ergebnisse zu erhöhen.
1 1 Tablet und Laser des 2 Verschluss-Detail.
RF-KombiSCAN.»RF-KombiSCAN«
SCANNER FÜR DIE QUALITÄTSKONTROLLE
VON LEBENSMITTELN
Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
2
Design | Johannes Rojahn (Fraunhofer IZM) Material & Methoden | In enger Kontaktdaten und Ansprechpartner |
Zusammenarbeit mit den Partnern im Carsten Brockmann
Designfachbereich | Produktdesign Konsortium wurden die technischen An- Gruppenleiter »Sensor Nodes &
forderungen an das Design und die Kon- Embedded Microsystems«
Entwicklungszeit | 18 Monate struktion des RF-KombiSCAN-Messgeräts
festgelegt. Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit
Projektabschluss | 2014 und Mikrointegration IZM
Mithilfe digitaler Prototypen erfolgte die Abteilung »RF & Smart Sensor Systems«
Partner | Technische Universität Berlin; Erprobung unterschiedlicher Anordnungen
Gries & Co. KG; COSINUS Computer der Komponenten innerhalb des Geräts, Gustav-Meyer-Allee 25
Messtechnik GmbH; RGB Photonics GmbH um bei minimaler Größe eine reibungslose 13355 Berlin
(vorher RGB Lasersysteme GmbH); Funktion und Handhabung zu ermöglichen. +49 (0) 30 4640-3692
Lacon Electronic GmbH carsten.brockmann@izm.fraunhofer.de
Beim Design des Gehäuses mussten zudem
Fördermittelgeber | BMWi spezielle Anforderungen der Lebensmittel-
industrie an die Hygiene und Reinigung des
Geräts berücksichtigt werden.
27»ArtGuardian«
VIRTUELLER WÄCHTER FÜR KUNSTWERKE
Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
Theorie & Zielstellung | Eigner hoch- Ergebnisse & Mehrwert | Die Technologie
wertiger Kunstwerke, ob privater Samm- ArtGuardian besteht aus drei Teilen: dem
ler oder staatliches Museum, möchten Sensorsystem zur kontinuierlichen Über-
den konservatorischen Wert ihrer Werke wachung der mikroklimatischen Bedingun-
erhalten. Natürlich wäre dies am besten gen, der Software-Plattform als zentralem
unter optimalen klimatischen Bedingun- Informations- und Kommunikationselement
gen möglich, die nicht in jeder Ausstellung und einem stetig wachsenden Regelwerk
und bei jedem Transport des Kunstwerks mit vordefinierten Grenzwerten und An-
gegeben sind. weisungen, die individuell auf das jeweilige
Kunstwerk zugeschnitten werden können.
Mit einer Kombination modernster
Technologien aus den Bereichen Mikro- Mit ArtGuardian lässt sich das Mikroklima,
elektronik, Bauphysik und Informations- in dem sich wertvolle Gemälde befinden,
technik schufen drei Fraunhofer-Institute auf Transportwegen und in Ausstellungs-
und ihre Partner mit ArtGuardian eine räumen erstmalig lückenlos kontrollieren
Lösung, die den Besitzern hilft, ihre Kunst und dokumentieren. Und wo Kontrolle ist,
1 zu schützen. können die Werke auch geschützt werden:
So ist es denkbar, dass Museen eine Klima-
Qualifizierung erhalten, falls sie mit Art-
1 Gewinner des iF DESIGN 2 Explosionsansicht des Guardian nachweisen, dass die Klimatech-
AWARD 2015. ArtGuardian-Sensors. nik an allen Ausstellungsorten optimal ist.»ArtGuardian«
VIRTUELLER WÄCHTER FÜR KUNSTWERKE
Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
2
Design | Johannes Rojahn (Fraunhofer IZM) Material & Methoden | In einem iterativen Kontaktdaten und Ansprechpartner |
Prozess wurden funktionale Anforderungen, Jan Hefer
Designfachbereich | Produktdesign Kundenbedürfnisse, Interaktion, Konstrukti-
on und Design des ArtGuardian-Sensor- Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit
Entwicklungszeit | 24 Monate systems sorgfältig aufeinander abgestimmt. und Mikrointegration IZM
Abteilung »RF & Smart Sensor Systems«
Projektabschluss | 2014 Von der direkten Auseinandersetzung mit
Endanwendern und deren Bedürfnissen Gustav-Meyer-Allee 25
Partner | Fraunhofer ISST; Fraunhofer IBP; über die Betrachtung von Anwendungs- 13355 Berlin
Fraunhofer IAP; Fraunhofer WKI; Rathgen- fällen zur Definition sinnvoller Gestaltungs- +49 (0) 30 4640-3141
Forschungslabor merkmale für die Handhabung bis hin zur jan.hefer@izm.fraunhofer.de
Herstellung einer Reihe verschiedener funk-
Fördermittelgeber | Fraunhofer- tionaler Prototypen zur Entwicklung des
Gesellschaft Anbringungssystems wurde beim Design
des ArtGuardian-Sensorsystems nichts dem
Zufall überlassen.
Der Sensor wurde 2015 mit dem iF DESIGN
AWARD im Bereich »Produkt« ausgezeich-
net und das innovative Anbringungssystem
zum Patent angemeldet.
29»Entwicklung spezifischer Designelemente
für ein institutseigenes Produktdesign«
LASERAKUSTISCHES PRÜFSYSTEM LAWAVE
UND PULVERDÜSENMESSSYSTEM LISEC
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden
Theorie & Zielstellung | Das Ergebnisse & Mehrwert | Die Lösungen
Fraunhofer IWS ist führend auf den Ge- und Erzeugnisse des Fraunhofer IWS finden
bieten der Werkstoff- und Lasertechnik in einem industriellen Umfeld Anwendung,
und entwickelt hochwertige sowie innova- in dem der Faktor Design unverkennbar an
tive Systemlösungen für die Industrie der Bedeutung gewinnt. Das am Fraunhofer
Zukunft. Diesen Führungsanspruch sowie IWS in Kooperation mit der Professur für
die Werte und Kompetenzen des Instituts Technisches Design an der TU Dresden ent-
soll ein gezielt eingesetztes Produktdesign wickelte Produktdesign verleiht den techno-
unterstreichen. logisch hochwertigen Lösungen des Instituts
ein entsprechend professionelles Auftreten
Innovative Technologien erhalten durch sowie eine starke Wiedererkennbarkeit.
anspruchsvolle Gestaltung einen professi- Für die internen Prozesse bildet dieses neu
onellen und einheitlichen Auftritt. Design entstandene Gespür für das bewusst gestal-
ermöglicht es, das Qualitätsversprechen des tete Nutzererleben einen übergeordneten
Fraunhofer IWS erlebbar zu machen und Rahmen, der den Austausch zwischen den
nachhaltig zu manifestieren. Arbeitsgruppen verstärkt, Synergien schafft
und eine Standardisierung ermöglicht.
1
1 Rolemodels für ein ins- 2 LIsec – erstes reales
titutsweites Produktdesign: Beispiel der IWS-Gestaltungs-
COAX14, LIsec und LAwave. grundsätze 2019.»Entwicklung spezifischer Designelemente
für ein institutseigenes Produktdesign«
LASERAKUSTISCHES PRÜFSYSTEM LAWAVE
UND PULVERDÜSENMESSSYSTEM LISEC
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden
2
Design | Frank Drechsel, Thomas Theling Material & Methoden | Erste Design- Kontaktdaten und Ansprechpartner |
(TU Dresden) studien erfolgten für das laserakustische Markus Forytta
Prüfsystem LAwave sowie das Pulverdüsen- Leiter Unternehmenskommunikation
Designfachbereich | Produktdesign messsystem LIsec. Anhand dieser beiden
Produkte wurden spezifische Designelemen- Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und
Entwicklungszeit | 24 Monate te entwickelt, die in einem nächsten Schritt Strahltechnik IWS
auf das breite Portfolio des Fraunhofer
Projektabschluss | laufendes Projekt IWS übertragen werden sollen. Die ent- Winterbergstraße 28
standenen Entwürfe schaffen eine eindeu- 01277 Dresden
Partner | TU Dresden, Professur für tige Identität und bieten dennoch genug +49 (0) 351 83391-3614
Technisches Design Spielraum, um für die unterschiedlichen markus.forytta@iws.fraunhofer.de
Erzeugnisse des Fraunhofer IWS sowie die
Fördermittelgeber | Finanzierung aus individuellen Anforderungen der Partner
Eigenmitteln anwendbar zu sein.
31»PROTEG A1.2«
PRODUKTIONSOPTIMIERENDE
KABINENTECHNOLOGIE – BAUTEILE AUF
BASIS VON NATURFASERN FÜR
KABINENANWENDUNGEN
Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Theorie & Zielstellung | Im Rahmen Ergebnisse & Mehrwert | Es wurden
des Teilprojekts Klima-Panel wurde die mechanische Eigenschaften für Naturfa-
technische Machbarkeit von textil gestal- serverbunde nachgewiesen, die gemäß
teten Naturfaserverbundmaterialien für den geltenden Bestimmungen (ASTM) den
den Einsatz als Deckschichtmaterial in Einsatz in Lauftfahrtinterieur technisch
Flugzeuginterieurbauteilen untersucht. machbar erscheinen lassen.
Angestrebt war dabei der Ersatz von Dekor-
folien, die nach Stand der Technik den Bau- Im Projektverlauf gelang es jedoch nicht,
teilabschluss auf Sandwichkonstrukionen das geforderte FST-Verhalten (Fire, Smoke,
im Luftfahrtinterieur bilden. Dadurch ließe Toxicity) zu belegen. Demonstratorbauteile
sich technisch eine Gewichtseinsparung wurden in das »Green Vision Mockup«
von ca. 400 g/m² an den Sidepanels errei- von Airbus Operations in Finkenwerder
chen und gleichzeitig mit der Faserverbund- aufgenommen, um Airlines zu attrahieren,
optik die sogenannte »gefühlte Sicherheit« die den Einsatz von Naturfaserverstärktem
in der Passagierluftfahrt steigern. Kunststoff (NFK) im Luftfahrtinterieur voran-
treiben wollen. In einer Pkw-Baureihe eines
deutschen OEM, der die Faserverbund-
1 konstruktion in Karosseriebauteilen einsetzt,
1 Simulation textil gestalte- 2 Bauteilabschluss in kommen Sichtlaminate aus NFK im Fahr-
ter Sandwichkonstruktionen Sandwichkonstruktionen zeuginterieur zum Einsatz.
im Interieur. für das Luftfahrtinterieur.»PROTEG A1.2«
PRODUKTIONSOPTIMIERENDE
KABINENTECHNOLOGIE – BAUTEILE AUF
BASIS VON NATURFASERN FÜR
KABINENANWENDUNGEN
Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
2
Design | Sven Wüstenhagen Material & Methoden | Basierend auf Kontaktdaten und Ansprechpartner |
einer generellen Konzeption von Gestal- Sven Wüstenhagen
Designfachbereich | Industriedesign tungsmöglichkeiten, u. a. durch die textile
Konstruktion von Faserverbund-Decklagen Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur
Entwicklungszeit | 36 Monate zum Eintrag von Funktionsgarnen, erfolgte von Werkstoffen und Systemen IMWS
die Herstellung von Musterlaminaten unter »Design and Manufacturing«
Projektabschluss | 2012 produktionsnahen Bedingungen.
Walter-Hülse-Straße 1
Projektpartner | Fraunhofer PYCO Die Faserverbundkonstruktionen wurden 06120 Halle (Saale)
(Teltow); FIBRE (Faserinstitut Bremen); mechanisch charakterisiert und die Kon- +49 (0) 345 5589-228
Airbus Operations GmbH (Finkenwerder) struktionsweisen optimiert. Im Verbund- sven.wuestenhagen@imws.fraunhofer.de
vorhaben fanden Untersuchungen und
Fördermittelgeber | BMBF Optimierungen der FST-Eigenschaften,
sowie der Oberflächenbeständigkeit der
Faserverbunde gegen mechanische und
chemische Einflüsse statt.
33»Entwicklung eines Rodels aus drei
Kunststoffkomponenten«
SCHLAGZÄHMODIFIZIERTER BIOVERBUND
FÜR WINTERSPORTGERÄTE
Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Theorie & Zielstellung | Kunststoffrodel Ergebnisse & Mehrwert | Gemäß den
für den Freizeitbereich stellen anspruchs- klimatischen Bedingungen beim Einsatz
volle Spritzgussbauteile dar. Der bereits im Rodelsport wurden Verarbeitungs- von
erreichte Stand der Technik erlaubt auch und Einsatzfenster für WPC untersucht und
über den konventionellen Einsatz hinaus festgelegt. Das ermöglichte die Weiter-
Kunststoffrodel mit neuen Gebrauchs- entwicklung von Rodelsportgeräten über
eigenschaften zu entwickeln. Hierbei bieten den konventionellen Einsatz hinaus.
Wood-Plastic-Composites (WPC) aufgrund
ihrer mechanischen und tribologischen Aus technologischer Sicht kritisch zu
Eigenschaften aussichtsreiche Ansätze. nennende Bauteilauslegungen wurden
identifiziert und unter Aspekten der
Ziel der Materialanwendung war ein zerleg- Spritzgussverarbeitung erfolgreich modifi-
barer Schlitten, dessen Komponenten aus ziert. Dabei ergab sich ein sehr effizienter
zwei Spritzgussformen erzeugt wurden. Die Arbeitsablauf zwischen der formgebenden
Montage der transportgünstig verpackten und der technologischen Disziplin. Im
1 Einzelteile sollte einmalig vom Endkunden Ergebnis entstanden neben werkstofftech-
bewerkstelligt werden. nischen Erkenntnissen und Lösungen auch
neue Einsatzgebiete für Kunststoffartikel im
1 Rendering WPC- 2 Darstellung der werkzeug- Wintersportbereich.
Polyethylen-Kombination. los montierbaren Verbindung
der Komponenten.»Entwicklung eines Rodels aus drei
Kunststoffkomponenten«
SCHLAGZÄHMODIFIZIERTER BIOVERBUND
FÜR WINTERSPORTGERÄTE
Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
2
Design | Prof. Frithjof Meinel, Material & Methoden | Zu Projektbeginn Kontaktdaten und Ansprechpartner |
Stephan Schulz wurden in interdisziplinären Workshops mit Prof. Frithjof Meinel
allen Beteiligten sowohl die Verarbeitungs-
Designfachbereich | Industriedesign methoden als auch die Freiheitsgrade für Burg Giebichenstein
die mechanische Bauteilauslegung ermit- Kunsthochschule Halle
Entwicklungszeit | 36 Monate telt. Durch Anwendung designspezifischer
Entwurfsmethoden ließ sich ein für alle meinel@burg-halle.de
Projektabschluss | 2018 beteiligten Disziplinen nutzbarer System-
ansatz generieren. Andreas Krombholz
Projektpartner | KHW GmbH; Gruppenleiter »Konstruktion und
Burg Giebichenstein Kunsthochschule Halle Ausgehend vom Eigenschaftsprofil des Fertigung«
schlagzähmodifizierten WPCs entwarf die
Fördermittelgeber | BMBF Designdisziplin einen Systemrodel, den das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur
Team hinsichtlich Nutzerakzeptanz, Markt- von Werkstoffen und Systemen IMWS
potential und technologischer Machbarkeit »Design and Manufacturing«
optimierte. Die CAD-Konstruktion des
Rodels wurde mittels Finite Elemente Walter-Hülse-Straße 1
Analyse und Flow Modeling material- 06120 Halle (Saale)
effizient dimensioniert. +49 (0) 345 5589-153
andreas.krombholz@imws.fraunhofer.de
35DESIGNED BY FRAUNHOFER
FAHRZEUGDESIGN
Produktdesign
Ein sehr klassisches und deshalb gesondert Unterscheiden kann man hierbei die Design zählt beim Fahrzeugkauf heute zu
zu erwähnendes Anwendungsgebiet ist Arbeitsfelder Automobildesign, das sich mit den wichtigsten Entscheidungskriterien
die Gestaltung von Fahrzeugen, da in der Gestaltung von Pkw und Motorrädern und wird daher frühzeitig und verant-
Fahrzeugdesign diesem Bereich ein großer industrieller
Entwicklungsaufwand betrieben wird
und Fahrzeugen in unserem Kulturkreis
hauptsächlich für den privaten Gebrauch
beschäftigt, und Transportation Design,
bei dem Nutzfahrzeuge für B2B-Kunden,
wortungsbewusst in die Entwicklung
eingebunden.
Interior & Exterior Design traditionell ein hoher emotionaler Wert
zukommt.
wie z. B. Fahrzeuge für die Bereiche
Landwirtschaft, Bauwesen, Logistik, ÖPNV,
aber auch Schienenfahrzeuge entworfen
Transportation Design entspricht weitest-
gehend der Gestaltung von Investitions-
gütern. Herausforderungen bestehen in den
Interface & Interaction Design Dabei wird sowohl die äußere Erscheinungs-
form als auch der Innenraum sowie eine
werden. geringeren Produktionsstückzahlen sowie
den meist sehr individuellen, technischen
Markenzugehörigkeit unter Berücksichti- In der Automobilindustrie findet man oft Anforderungen der Fahrzeuge.
gung der technischen, ästhetischen und besonders symbolische und emotionale
ergonomischen Anforderungen entworfen. Entwürfe, da das Fahrzeug Markenwerte
des Unternehmens ausdrücken und den
Kunden zum Kauf bewegen soll.
37»Kinderräder aus alternativen Werkstoffen«
RESSOURCENEFFIZIENZ IM FAHRRADBAU
Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Theorie & Zielstellung | Im Rahmen des Ergebnisse & Mehrwert | Durch den
Industriedesignstudiums werden inter- multilateralen Ansatz in der Arbeitsgruppe
disziplinäre Kompetenzen vermittelt – vom wurden zahlreiche Lösungswege parallel
materialgerechten Gestalten über material- verfolgt und bis zum »fahrbaren Ergebnis«
gerechte Konstruktion bis hin zum nach- gebracht. Der Lerneffekt bei allen Beteilig-
haltigen Produkt. ten war entsprechend hoch. Innovationen
zeigten sich sowohl Materialseitig als auch
Das Fahrrad als ästhetisch und konstruktiv konstruktiv bis hin zum Baumuster.
durchoptimiertes Produkt neu denken –
dieser Ansatz war der Ausgangspunkt für Das Potential für eine wirtschaftliche
ein Semesterprojekt, in dem der Einsatz von Umsetzung wurde bereits im studentischen
Materialien aus regenerativen Quellen am Projekt sichtbar. Alle Beteiligten stehen nun
Hochleistungsprodukt Fahrrad untersucht in Kenntnis darüber, welche Herausforde-
werden sollte. rung eine radikale Produktneuinterpretation
darstellt, und können diese bewusst im
zukünftigen Berufsalltag angehen.
1 1 Nicht von Pappe – das
leichte Rad wächst mit.
2 Fahrrad mit Rahmen aus
1 genähtem Kraftpapier.»Kinderräder aus alternativen Werkstoffen«
RESSOURCENEFFIZIENZ IM FAHRRADBAU
Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
2
Design | Burg Giebichenstein Material & Methoden | In Inputworkshops Kontaktdaten und Ansprechpartner |
Kunsthochschule Halle; DLR Braunschweig wurden Grundlagen zu verschiedenen Sven Wüstenhagen
Faserverbundsystemen aus regenerativen
Designfachbereich | Produktdesign Quellen vermittelt – von der Prozesskette Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur
zur Halbzeugerstellung über mechanische von Werkstoffen und Systemen IMWS
Entwicklungszeit | 3 Monate Eigenschaften unter klimatischen Lasten »Design and Manufacturing«
bis hin zu Verarbeitungsmethoden. Die
Projektabschluss | 2015 Studierenden erhielten somit einen Einstieg Walter-Hülse-Straße 1
in ihre weiterführende Recherche, sowohl 06120 Halle (Saale)
Projektpartner | Burg Giebichenstein zu Materialsystemen als auch der Industrie +49 (0) 345 5589-228
Kunsthochschule Halle; Mifa Mitteldeutsche entlang der Prozesskette. sven.wuestenhagen@imws.fraunhofer.de
Fahrrad AG; DLR Standort Braunschweig
(Jörg Nickel) Zur Klärung detaillierter Fragen durch die
Fachberater dienten Zwischenpräsentatio-
Projektform | Semesterprojekt im Rahmen nen und Konsultationen – mit Erkenntnis-
der Lehre an der Burg Giebichenstein Kunst- gewinn auf allen Seiten.
hochschule Halle
39»e_synergy«
LIGHT ELECTRIC VEHICLE (LEV) FÜR
CARGODIENSTE IN METROPOLEN
Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Theorie & Zielstellung | Hauptziel des Ergebnisse & Mehrwert | Durch die
Vorhabens war die Entwicklung eines direkte Zusammenarbeit mit Anwendern
neuartigen Muskelkraft-elektrischen Hybrid- aus dem Cargosektor ist eine hohe Praxis-
fahrzeugs für den Zustelldienst auf der tauglichkeit gegeben. Die Entwicklung
letzten Meile bei hoher passiver Sicherheit des Materialsystems ist auf die industrielle
der Fahrzeugzelle. Anwendung orientiert, so dass die proto-
typischen Ergebnisse eine grundlegende
Das Gesamtsystem umfasst ein innovatives Voraussetzung für die Übertragung in die
Batteriesystem mit Flüssigtemperierung bei industrielle Serienfertigung bieten.
optimalem Masse-Leistungsgewicht, ein
Naturfaserverbund-Halbzeug (NFK) Die Verbreitung der Ergebnisse zur
zur energieeffizienten Verarbeitung im Materialentwicklung und Bauteil-
Niedrigdruckverfahren, sowie eine Glas- auslegung erfolgt auf Fachveranstaltungen
faserverstärkte Kunstofffederung (GFK). zu Faserverbundleichtbau sowie über
Um basierend auf der geplanten Cargo- Veröffentlichungen in der Fachliteratur.
1 variante ein Personenfahrzeug abzuleiten, Das Gesamtergebnis wurde durch Mit-
1 Der Fahrzeug- wurden der Plattformgedanke verfolgt und glieder des Projektbeirats erfolgreich auf
prototyp im Alltag. Sicherheitsgurte integriert. seine Praxistauglichkeit untersucht.
2 Muskelkraft-elektrischer
Antrieb.»e_synergy«
LIGHT ELECTRIC VEHICLE (LEV) FÜR
CARGODIENSTE IN METROPOLEN
Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
2
Design | Sven Wüstenhagen Material & Methoden | Basierend auf Kontaktdaten und Ansprechpartner |
einem Lastenheft mit Anforderungen an das Sven Wüstenhagen
Designfachbereich | Fahrzeugdesign Naturfaserhalbzeug und die Bauteileigen-
schaften erfolgte die Materialentwicklung Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur
Entwicklungszeit | 35 Monate begleitet durch den Projektpartner IFC von Werkstoffen und Systemen IMWS
Composite GmbH. Parallel entstand ein »Design and Manufacturing«
Projektabschluss | 2017 Konstruktions- und Fertigungsprinzip für
Sandwichstrukturen im Niederdruckverfah- Walter-Hülse-Straße 1
Projektpartner | IFC-Composite GmbH, ren. Die Entwicklung der Fahrzeugstruktur 06120 Halle (Saale)
Haldensleben; Olaf Lange Dreiradbau, Berlin konnte bis hin zur Bauteilopotimierung +49 (0) 345 5589-228
getrieben werden. Basis hierfür waren die sven.wuestenhagen@imws.fraunhofer.de
Fördermittelgeber | BMWi Ergebnisse der Fahrwerkentwicklung des
Partners Olaf Lange Dreiradbau Berlin. Ein
neuartiges Temperiersystem für prismatische
Li-Ionen-Zellen wurde bis zur prototypischen
Einsatzfähigkeit entwickelt, im Unterauftrag
auf Funktionalität und Sicherheit geprüft
und in den Fahrzeugprototyp verbaut.
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