Bis aus der Vision eines Tüftlers
ein marktfähiges Produkt wird, vergehen Jahre. Der Wettbewerbsdruck
zwingt die Unternehmen jedoch, in immer kürzerer Zeit neue Herstellungsverfahren
einzuführen und Prototypen zu entwickeln. Wie das geht, untersuchen
Wissenschaftler der Uni Stuttgart im Rahmen des neuen Transferbereichs (TFB)
65 mit dem Titel „Entwicklung und Erprobung neuer Produkte – Rapid
Prototyping“. Die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten
Projekte knüpfen an den Ende des Jahres auslaufenden, erfolgreichen
Sonderforschungsbereich (SFB) 374 an. Die vielen Herausforderungen beim Rapid
Prototyping reichen weit über rein technische Fragestellungen hinaus.
Deshalb behandelten die Wissenschaftler im SFB 374 sowohl grundlegende arbeitswissenschaftliche
Fragestellungen als auch Bewertungsinstrumente für Kosten, Zeit und
Qualität des Produktentwicklungsprozesses sowie für dessen Produkte.
Die Arbeiten umfassten physische sowie virtuelle Prototypen und bezogen auch
Mischformen (hybrides Prototyping) mit ein. Wichtige Impulse gaben Diskussionen
mit Praktikern, insbesondere aus dem Automobilkonzern DaimlerChrysler. Während
im SFB Grundlagenforschung betrieben wurde, geht es im TFB jetzt um den Ergebnistransfer
in die Industrie. Dabei soll zum einen das im SFB entwickelte so genannte
Aktive Semantische Netz bei einem Maschinenbauunternehmen getestet werden.
Hierbei handelt es sich um ein Netz aus intelligent verknüpften Informationen,
das bei bestimmten Änderungen regelgesteuert weitere Modifikationen
vornimmt. Dies soll die optimale Bewältigung von Entwicklungsaufgaben
fördern. Kürzere Entwicklungszyklen, geringere Kosten und höhere
Produktqualität sind das Ziel. Gleichzeitig sollen Kommunikation, Koordination
und Dokumentation verbessert werden. Wie aber gelingt es, das vielfältige
Expertenwissen in einem interdisziplinären Team für ein gemeinsames
Ziel zu nutzen? Mit dieser Frage beschäftigt sich ein Teilprojekt, das
sich mit den typischen Barrieren der Wissensintegration auseinandersetzt.
Die Forscher analysieren, welche Wissens-träger an der 
Produktentwicklung
beteiligt sind, welche Transferprozesse es gibt und wie die Anforderungen
an die Wissensintegration aussehen. Auf dieser Basis werden die im SFB entwickelten
Strategien, Methoden und Empfehlungen getestet. Schließlich wenden
die Teams prototypische Wissens-transfer- und Trainingsmodule an, die anschließend
evaluiert werden. Die Instrumente sollen dazu beitragen, die Effizienz, die
Erlebnisqualität und den Innovationsgrad von 
Produktentwicklungsteams
zu steigern. Die enge Verzahnung von Industrie und Forschung ermöglicht
es, die Ergebnisse des SFB in realitätsnahen Szenarien zu testen. Die
Firmen wiederum holen sich den aktuellsten Stand der Forschung direkt ins
Haus.
Kontakt: Prof. Bernd Bertsche, Tel. 0711/685-66165
bertsche@ima.uni-stuttgart.de
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Wissenschaftler der Unis Stuttgart und Paderborn
sowie zweier Fraunhofer-Institute entwickelten ein molekulardynamisches Schichtwachstumsmodell,
das in jeder Phase eines Beschichtungsprozesses eine Wechselbeziehung zwischen
bestimmbaren Schichteigenschaften und Prozessparametern herstellt. Dabei
wird das Schichtwachstum bis in den atomaren Bereich hinein messbar und steuerbar.
Den Wissenschaftlern gelang es erstmals, die Ablagerung von Kupferatomen
auf Siliziumwafern in der Simulation mit dem realen Beschichtungsprozess
und dessen Anwendung in der Mikroelektronik zu koppeln. Mit diesem Ansatz
auf Basis der Molekulardynamik kann ein Werkzeug entwickelt werden, mit dessen
Hilfe angepasste Systeme mit vorher festgelegten Eigenschaften für jede
Lage der Schicht geschaffen werden können. Je nach verlangter Eigenschaft
kann die einzelne Molekülschicht aktiv gestaltet werden. So wird Schicht
für Schicht die gewünschte Oberfläche realisiert. Für
die Arbeit erhielten die Wissenschaftler auf der internationalen „Conference
on Metallurgical Coatings and Thin Films“ den Bunshah Award für
die beste Fachveröffentlichung.
Kontakt: Bernhard Gottwald,
Tel. 0711/970-1427,
Bernhard.Gottwald@iff.uni-stuttgart.de
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Strömungsprozesse verschiedenartiger
Flüssigkeiten (Mehrphasenströmungen) in porösen Medien treten
in vielen umweltrelevanten und technischen Anwendungen auf. Sie sind das
Thema eines neuen internationalen Graduiertenkollegs unter Federführung
des Lehrstuhls für Hydromechanik und Hydrosystemmodellierung am Institut
für Wasserbau der Uni Stuttgart. Unter dem Titel „Nichtlinearitäten
und Upscaling in porösen Medien“ beschäftigt sich das Graduiertenkolleg
mit Modellkonzepten und numerischen Verfahren zur Beschreibung von Mehrphasenprozessen
in porösen Medien. Grundlagenforschung soll mit angewandter Forschung,
zum Beispiel an Brennstoffzellen, kombiniert werden. Ein Problem der heutigen
PEM Brennstoffzellen (Polymer Electrolyte Membrane) ist das Beherrschen der
Wasser(dampf)strömungen. So muss eine Membran befeuchtet werden, um
die Ionenleitfähigkeit sicherzustellen. Andererseits behindert zu viel
Wasser den Sauerstofftransport zum Katalysator. Die Wissenschaftler wollen
verstehen, welche Prozesse die Leistungsfähigkeit von Brennstoffzellen
limitieren, um die Zellen weiter zu optimieren.
Kontakt: Prof. Rainer Helmig,
Tel. 0711/685-64741
Rainer.Helmig@iws.uni-stuttgart.de
ZurückWie viel Sprit ein Flieger schluckt, hängt maßgeblich
vom Reibungswiderstand ab, den Luftwirbel an der Flugzeugoberfläche
verursachen. Mitarbeiter des Instituts für Aerodynamik und Gasdynamik
der Uni Stuttgart entwickelten ein Verfahren, um Turbulenzen und damit den
Widerstand wirkungsvoll zu reduzieren. Dabei stützten sie sich auf numerische
Simulationen auf Computern des Höchstleistungsrechenzentrums der Uni.
Die Wissenschaftler erwarten eine Senkung des Kerosinverbrauchs um bis zu
15 Prozent. Um dies zu erreichen, entwickelten sie eine spezielle Anordnung
von Absaugöffnungen, die es er-möglicht, die Luftverwirbelungen
bei nach hinten abgewinkelten (gepfeilten) Tragflügeln heutiger Flugzeuge
effizienter zu eliminieren. Dabei werden „gutartige“, eng nebeneinander
liegende Längswirbel erzeugt, die schädliche Wirbel unterdrücken
und so Turbulenzen verhindern oder verzögern.
Kontakt: Dr. Ralf Messing,
Tel. 0711/685-63422
messing@iag.uni-stuttgart.de
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In dieser Rubrik stellen wir neue Patenete für den Technologietransfer vor.
laseroptischer Zündkerzensensor
Das Institut
für Technische Optik entwickelte mit der Uni Heidelberg einen Laser-optischen
Zündkerzensensor. Das optische System ist in eine funktionstüchtige
Zündkerze integriert und ermöglicht durch die Kombination von Glasfasern
und mikrooptischen Elementen eine laserinduzierte Fluoreszenzmessung in der
Brennkammer. Die Diagnostik ist minimalinvasiv und macht aufwändige
Umbauten am Motor überflüssig.
ott@tlb.de
innovative blechumformung
Das Institut für Umformtechnik entwickelte ein neues Verfahren zur Umformung
von Blechteilen mittels Streckziehen. Die Werkzeugform kommt ohne komplexe
Spann- und Zugvorrichtungen aus. Das einteilige Werkzeug ist günstiger
in der Herstellung und lässt sich in einer konventionellen, einfachwirkenden
Presse einsetzen. Dies verspricht ein enormes Einsparpotenzial.
oebels@tlb.de
ZurückBei den jüngsten Forschungsrankings konnte sich
die Universität Stuttgart auf den vorderen Rängen platzieren. So
lag Stutt-gart nach Zahlen des Statistischen Bundesamtes bei den eingeworbenen
Drittmitteln mit 398.000 Euro pro Professor bundesweit an der Spitze. Beim
Förderranking der Deutschen Forschungsgemeinschaft kam die Uni Stuttgart
auf Platz 14 und gehört damit zu den Top 40 der bewilligungsstärksten
Hochschulen. Beim Forschungsranking des Centrums für Hochschulentwicklung
(CHE) schaffte es die Uni in den neu bewerteten Fächern Chemie, Mathematik
und Physik in die Spitzengruppe. Insgesamt gilt Stuttgart mit Platz fünf
unter 62 untersuchten Unis als besonders forschungsstark.
www.dfg.de/ranking/ranking2006/,
www.che.de
Zurück„Jetzt müssen wir Fehler analysieren und überlegen,
was wir verbessern können”, kündigte Rektor Wolfram Ressel
nach dem Scheitern der Uni Stuttgart in der ersten Runde der Exzellenzinitiative
an. „Wir haben das Potential und müssen dies auch nach außen
tragen.” Für die zweite Runde hat die Uni Anträge für
je drei Exzellenzcluster und Graduiertenschulen sowie für ein Zukunftskonzept
eingereicht. Bei den Exzellenzclustern geht es um Flugtechnologien der Zukunft,
um neue Materialien und ihre Eigenschaften sowie um photonische Technologien.
Die Flugtechnologien der Zukunft sollen für Transport, Kommunikation
und Forschung den gesamten Bereich von Long-Distance- und Solarflügen über
hochfliegende Plattformen bis zu Satelliten, interplanetaren Missionen oder
dem Wiedereintritt von Raumfahrzeugen in die Atmosphäre abdecken. Dabei
werden Wissenschaftler aus Raumfahrt und Geodäsie mit Kollegen aus Maschinenbau,
Mathematik, Informatik, Elektrotechnik sowie Architektur und Bauingenieurwesen
zusammenarbeiten. Der Cluster Materialforschung ist stärker in der Grundlagenforschung
verankert. Er soll unter anderem dazu beitragen, Stuttgart als Zentrum für
die Mikro- und Nanostrukturforschung sowie für neue Materialien und
Materialsysteme zu stärken und bezieht 
auch außeruniversitäre
Forschungseinrichtungen ein. Das Zentrum für photonische Technologie,
ebenfalls unter Beteiligung außeruniversitärer Institute, soll
die in Stuttgart vorhandene Kompetenz von der Lasertechnik bis zu Metamaterialien
zusammenführen und den Technologietransfer in die Industrie intensivieren.
Bei den Graduiertenschulen, die der Heranbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses
dienen, setzt Stuttgart auf die Bereiche Systembiologie, Leichtbau und Festkörperphysik. „STuttTECH“ lautet
schließlich das Programm für die dritte Förderlinie. Mit
diesem grundlegenden Zukunftskonzept will die Uni die Einheit von Forschung
und Lehre im Bereich der Exzellenzforschung etwas aufbrechen, um Standortvorteile
zu nutzen und gemeinsam mit außeruniversitären Forschungseinrichtungen
wie den Instituten des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, der
Max-Planck- und der Fraunhofer-Gesellschaft sowie der Wirtschaft neue Wege
zu gehen. Geplant ist dies vorrangig in den Natur- und Ingenieurwissenschaften,
und zwar in den Bereichen Kommunikation und Transport, Energie und Umwelt,
Materialwissenschaften und -design sowie Simulationstechnologie.
Zurück Zur Deckung des weltweit sehr stark ansteigenden
Strombedarfs sind effizientere Kraftwerke erforderlich. Als aussichtsreiches
Konzept gelten Hybrid-Kraftwerke. 
Das Institut für Luftfahrtantriebe
(ILA) der Uni Stuttgart sowie zwei Institute des Deutschen Zentrums für
Luft- und Raumfahrt haben sich zu einem virtuellen Institut zusammengetan,
um die Technologie voranzutreiben. Das Geheimnis eines solchen Hybrid-Kraftwerks
ist die Kombination einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle mit einer Mikro-Gasturbine.
Die Herausforderung dabei: Beide Komponenten wurden nicht speziell für
den Hybridbetrieb entwickelt, sondern sind bestehende Produkte. Um die Probleme
zwischen den ungleichen Partnern zu beseitigen und neue Erkenntnisse zu gewinnen,
sollen die Komponenten zunächst virtuell, später jedoch auch in
der realen Welt gekoppelt werden. Die Technologie lässt einen elektrischen
Wirkungsgrad erwarten, der um etwa zehn Prozentpunkte über dem der Einzelkomponenten
liegt. Um diesem Ziel näher zu kommen, wurden zunächst Alternativen
untersucht, wie die Brennstoffzelle in den Gasturbinenkreislauf eingebunden
werden kann. Die Entscheidung fiel schließlich auf ein System, bei
dem die Brennstoffzelle von einem Verdichter mit komprimierter, in einem
Wärmeaustauscher aufgeheizter Luft versorgt wird, während die Abgase
in der Brennkammer der Gasturbine verbrannt werden. In der zunächst
auf drei Jahre festgelegten ersten Projektphase werden die Wissenschaftler
nun das Betriebskonzept erstellen und ein Modell des Hybrid-Kraftwerks erzeugen.
Das ILA hat dabei die Aufgabe, die Funktionsweise der Mikrogasturbine zu
analysieren und ein echtzeitfähiges, durch die Messdaten der Anlage
validiertes Prozess-Modell zu erstellen. Dieses wird dann um ein am DLR entwickeltes
Modell der Brennstoffzelle erweitert. Auch die Ausarbeitung eines Regelungskonzepts
für die Gesamtanlage gehört in den Zuständigkeitsbereich des
ILA. Im weiteren Verlauf planen die Wissenschaftler die reale Kopplung des
Kraftwerkbaus auf dem Gelände des DLR. Auf lange Sicht soll ein Demonstrationskraftwerk
im Megawattbereich entstehen, das unter Regie des Energieversorgers EnBW
betrieben wird.
Kontakt: Prof. Stephan Staudacher,
Tel. 0711/685-63597
Stephan.staudacher@ila.uni-stuttgart.de
Zurück 
Ein neuer Forschungsverbund unter Koordination
des Biologischen Instituts der Uni Stuttgart untersucht die dynamischen Prozesse,
die Bärtierchen (Tardigraden) das Überleben unter Extrembedingungen
ermöglichen. Die Winzlinge sind in der Lage, ein vollständiges
Austrocknen oder Gefrieren zu überstehen, indem sie zu trockenen, harten
Tönnchen werden und sich nach Ende der Widrigkeiten unbeschadet zurückverwandeln.
Für die Konservierung von Zellen, wie in Biobanken oder bei der Lagerung
von Impfstoffen, eröffnet die Erforschung dieser so genannten Cryptobiose
neue Perspektiven. Zudem erhoffen sich die Wissenschaftler Stoffe, die es
ermöglichen, Gewebeproben oder Spenderorgane zu stabilisieren. Das vom
Bundesministerium für Bildung und Forschung mit über 1,5 Millionen
Euro geförderte Projekt mit dem Namen FUNCRYPTA (Funktionelle Analyse
dynamischer Prozesse in cryptobiotischen Tardigraden) ist das weltweit größte
in diesem Bereich.
Kontakt: Dr. Ralph O. Schill,
Tel. 0711/685-69143
ralph.schill@bio.uni-stuttgart.de
ZurückRegelmäßiges körperliches Training hat bei Parkinson-Patienten einen positiven Effekt auf die Bewegungsfähigkeit. Gesicherte Erkenntnisse über die optimale Bewegungstherapie gibt es jedoch noch nicht. Daher führt der Bereich Biomechanik, Bewegung und Training am Institut für Sportwissenschaft der Uni Stuttgart gemeinsam mit der Uniklinik Tübingen eine Studie zur Beurteilung des Einflusses von Sport auf die Parkinsonsymptomatik durch. Die Wissenschaftler wollen herausfinden, wie Sportprogramme dem Patienten helfen, im Alltag beweglicher zu bleiben und deren Effektivität vergleichen. Zudem soll erforscht werden, warum und wie Bewegungstherapie dem Patienten hilft.
Kontakt: Julia
Bühlmeier,
Tel. 0711/685-68248
julia.buehlmeier@sport.uni-stuttgart.de
ZurückAn Wörtern wie Schloss, Bank oder Hahn lässt sich ermessen, wie gerade die deutsche Sprache voll von Doppeldeutigkeiten (Ambiguitäten) steckt. Die richtige Bedeutung ergibt sich aus dem Kontext, der wichtige Informationen für die Interpretation liefert. Die Menschen erkennen unbewusst, wie ein Satz gemeint ist. Wie dieses Erkennen funktioniert, steht im Mittelpunkt des neuen Sonderforschungsbereichs (SFB) 732, der im November offiziell startet. Sprecherin des SFB mit dem Titel „Inkrementelle Spezifikation im Kontext“ ist Prof. Artemis Alexiadou vom Institut für Linguistik/Anglistik der Uni Stuttgart. Ziel ist ein besseres Verständnis der Mechanismen, die es ermöglichen, Doppeldeutigkeiten zu kontrollieren und aufzulösen. Die Erkenntnisse sind für die automatische Sprachverarbeitung von großer Bedeutung. Denn was der Mensch unbewusst tut, ist zum Beispiel für Übersetzungsprogramme ein enormes Problem. Deshalb arbeiten im SFB Sprachforscher und Computerlinguisten eng zusammen.
Kontakt: Prof.
Artemis Alexiadou,
Tel. 0711/685-83121
artemis@ifla.uni-stuttgart.de
ZurückDr. rer. oec. Ralf Brand
Sportwissenschaft
Dr.
rer. pol. Katja Gelbrich
Allgemeine Betriebswirtschaftslehre
Dr. phil. Niels
Gottschalk-Mazouz
Philosophie
Dr. rer. nat. Rainer Dietmann-Sopp
Mathematik
Dr. Stefan Wessel, Ph.D.
Theoretische Physik
Zurück
nachhaltiger geldbeutel Alle rufen nach erneuerbaren
Energien, aber welche Folgen haben diese für Leute mit kleinem Geldbeutel?
Das ist eine der Fragen, die Mitarbeiter der Abteilung für Technik-
und Umweltsoziologie der Uni Stuttgart im Rahmen des EU-Projektes NEEDS (New
Energy Externalities Development for Sustainability) beantworten wollen.
Ziel ist es, die direkten und indirekten Effekte von gegenwärtigen und
zukünftigen Energiekonzepten und –systemen zu analysieren und
daraus Handlungsempfehlungen für die Politik abzuleiten. Im Blickpunkt
der Stuttgarter Wissenschaftler steht die soziale Dimension verschiedener
Energieträger. Dabei sollen Risiken und Belästigungen wie etwa
durch Emissionen den ökonomischen Faktoren wie den Folgen einer höheren
monatlichen Stromrechnung gegenübergestellt werden. Nachdem in Voruntersuchungen
ein Indikatorsystem zur Messung der sozialen Nachhaltigkeit von Energiesystemen
entwickelt wurde, startet im Frühjahr 2007 eine breit angelegte Erhebung
in vier Ländern. Kontakt Diana Brukmajster, Tel. 0711/685-83973 brukmajster@dialogik-expert.de
ZurückHerausgegeben im Auftrag des Rektorats der Universität Stuttgart
Konzept
und Gestaltung: Dr. Ulrich Engler
Redaktion: Andrea Mayer-Grenu,
Christa Feifel
Referat für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit,
Keplerstr. 7, 70174 Stuttgart
Tel. 0711/685-82176, Fax 0711/685-82188
e-mail:
presse@uni-stuttgart.de
Druck: Schwäbische Druckerei GmbH, Stuttgart
ISSN 1618-5676 (Print)
ISSN 1611-0471 (Internet)
http://www.uni-stuttgart.de/aktuelles/science
Letzte Änderung 21.11.2006 (ws)
