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Forschungserfolge auf der weltweit wichtigsten Industriemesse

Informationsoffensive auf der Hannover Messe 2017

Ihre vielfältigen und zukunftsweisenden Forschungsleistungen präsentiert die Universität vom 24.–28. April 2017 auf der Hannover Messe. Bei der Industriemesse treffen sich Anwender und Entwickler von Erfindungen, die Produktionsabläufe vereinfachen.

Die Universität Stuttgart präsentiert auch in diesem Jahr ihre vielfältigen und zukunftsweisenden Forschungsleistungen auf der Hannover Messe. Die Ausstellung ist das globale Messeforum für Produktneuheiten entlang der gesamten industriellen Wertschöpfungskette. Sieben Institute und Einrichtungen vertreten die Universität als Mitaussteller auf dem „Baden-Württemberg Gemeinschaftsstand“, der von Baden-Württemberg International (bw-i), dem Kompetenzzentrum des Landes zur Internationalisierung von Wirtschaft, Wissenschaft und Forschung organisiert wird. Mit ihren Messeaktivitäten unterstreicht die Universität Stuttgart die Notwendigkeit, Erkenntnisse aus der Forschung rasch in industrielle Innovationen überzuführen.

So finden Sie die Universität Stuttgart: Halle 2, Stand A18

Der Messeauftritt der Universität findet vom 24. bis 28. April im Rahmen der Leitmesse „Research & Technology“ in Halle 2 statt. Diese Leitmesse für Forschung, Entwicklung und Technologietransfer thematisiert als ein Publikumsmagnet der Hannover Messe das Zusammenspiel von Wissenschaft und Wirtschaft.

Ausstellerprofil auf der Messe-Homepage

Als Eyecatcher wieder dabei: Der Messestand als Exponat

Die carbonfaserverstärkte Leichtbaustruktur des Messestands der Universität wurde durch computergestützte Entwurfs- und Simulationswerkzeuge sowie einen neuartigen, kernlosen robotischen Wickelprozess für Faserverbundbauteile realisiert. Die an der Konzeption und Fertigung des Messestandes beteiligten Institute für computerbasiertes Entwerfen (ICD) und für Tragkonstruktionen  und Konstruktives Entwerfen (ITKE) verdeutlichen mit der Konstruktion neuartige Entwurfsspielräume für die Architektur.

Die carbonfaserverstärkte Leichtbaustruktur des Messestands hat der Roboter gewickelt. Zu Demonstrationszwecken spannt er Fasern im Rahmen.
Die carbonfaserverstärkte Leichtbaustruktur des Messestands hat der Roboter gewickelt. Zu Demonstrationszwecken spannt er Fasern im Rahmen.

Innovationen im Bild

Automobil der Zukunft

Der Forschungscampus ARENA2036 zum Automobil der Zukunft zeigt an einem Praxisbeispiel, wie die Arbeitsteilung und Zusammenarbeit von Mensch und Roboter aussehen wird.

Dichtungstechnik

Das Institut für Maschinenelemente stellt Dichtungen vor, die sich anpassen. An einem Prüfstand können Besucherinnen und Besucher ihre Funktionsweise anschaulich verstehen.

Steuerungstechnik

Das Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik sorgt für Ordnung im Gerätechaos. Maschinen erhalten Schnittstellen zum Bedienen und für Mehrwertinformationen, ohne, dass zusätzliche Endgeräte nötig werden.

Biobasierte Materialien in der Architektur

Naturfasern und pflanzliche Biokunststoffe: Vom Stuhl bis zur Wärmedämmung ist aus natürlichen Rohstoffen fast alles machbar. Architekten und Ingenieure zeigen nachhaltige Designprodukte.

Simulations­technologie

Computer und Roboter erleichtern nicht nur die Arbeit, sie können auch dabei helfen, den Menschen besser zu verstehen. Bewegungsstörungen macht ein Roboter mit künstlichen Muskeln sichtbar und erklärbar.

Machine Learning in der Robotik

Das Start-up TruPhysics liefert die Grundlage dafür, dass sich Roboter das Gehen und andere Bewegungsabläufe selbst beibringen können. Trainingsdaten und neuronale Netze sind die technischen Grundlagen.

 (c) bw-i/Dieter Meyer

Die Highlights auf dem Messestand

Die Messeauftritte der Universität auf den großen Leitmessen CeBIT und Hannover Messe erzielen auch innerhalb der Universität großes Interesse: Auf der diesjährigen Industriemesse kann die Universität Exponate von sieben Instituten und Einrichtungen präsentieren.

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Der Forschungscampus ARENA2036 (Active Research Environment for the Next Generation of Automobiles) ist eine neue Kooperationsform, bei der Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft gemeinsam an Leichtbautechnologien und Produktionsmodellen für die Automobilproduktion von morgen forschen. Mission des Forschungscampus ist, die wandlungsfähige Produktion der Zukunft für intelligenten, funktionsintegrierten, multimaterialen Leichtbau zu realisieren. Beides wird als Schlüssel für die Entwicklung und Umsetzung einer nachhaltigen Industrie 4.0 sowie für die Gestaltung des Technologiewandels angesehen.

Präsentiert wird eine Roboterapplikation aus dem Forschungsbereich ForschFab. Am Beispiel der Montage von Türinnenmodulen in eine Rohbautüre wird ein Anwendungsfall der Mensch-Roboter-Kollaboration in der Automobilendmontage aufgezeigt. Die Stärken der jeweiligen Betriebsmittel (Mensch und Maschine), werden durch eine intelligente Verteilung der Arbeitsinhalte optimal ausgenutzt. Automatisierung ist hierbei kein Bestandteil einer starren Verkettung von Produktionsmittel und eine Besonderheit hoher Stückzahlen, sondern unterstützt den Werker bei der Ausgestaltung einer flexiblen Montageinsel im gleitenden Automatisierungsgrad für den Variantenmix. Eine weitere Besonderheit des Aufbaus ist die Tatsache, dass Mensch und Maschine nicht mehr auf getrennte Betriebsmittel (doppeltes Investment) zugreifen, sondern sich ein und dasselbe Werkzeug interaktiv teilen, was anhand eines Industrie-4.0 Schraubers betrachtet werden kann.

Am Institut für Maschinenelemente (IMA) der Universität Stuttgart wird seit über fünf Jahrzehnten intensiv an statischen und dynamischen Dichtungen geforscht. In dieser Zeit hat sich das Institut einen national und international anerkannten Ruf als neutraler und zuverlässiger Experte im Bereich Dichtungstechnik erarbeitet.

Auf der Hannover Messe werden komplexe Sachverhalte rund um die Dichtungstechnik auch für Laien anschaulich aufbereitet. Kernstück ist ein Prüfstand, an dem die Wirkungsweise eines der bekanntesten dynamischen Dichtsysteme, der Radial-Wellendichtung, erläutert und beobachtet werden kann. Zudem ist die Reibung einer innendruckbelasteten Radial-Wellendichtung im wahrsten Sinne des Wortes spürbar. Darüber hinaus werden zahlreiche Anwendungsbeispiele und Modelle ausgestellt.

Das Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) zählt international zu den führenden universitären Forschungsinstituten im Bereich der Steuerungstechnik – von der Planung bis zum Werkzeug – und forscht dabei interdisziplinär an Technologien für die Produktion und Automatisierung von übermorgen. Das Exponat des ISW zeigt, wie Augmented Reality direkt an Werkzeugmaschinen ohne zusätzliche Endgeräte für den Bediener zugänglich gemacht und auf diese Weise Mehrwertinformationen dargestellt werden können.

Durch Nutzung neuer Displaytechnologien wird das Maschinenfenster mit computergenerierten Inhalten angereichert, wobei diese sich durch perspektivische Darstellung unabhängig der Position des Betrachters in den Maschineninnenraum integrieren. Des Weiteren ermöglichen serviceorientierte Softwarearchitekturen das dynamische Hinzufügen und Austauschen von Mehrwertdiensten während des Betriebs und schaffen somit neue Konzepte zur Arbeitsvorbereitung, Wartung, Support und Analyse, sowie neue Geschäftsmodelle.

Forscherinnen und Forscher der Abteilung für Biobasierte Materialien und Materialien-Zyklen in der Architektur (BioMat) am Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen der Universität Stuttgart haben sich das Ziel gesetzt, die Bereiche Design, nachhaltige Materialentwicklung, Bionik, Raumrealisierung und intelligente Systeme in der Architektur zusammen zu kombinieren. Lehre, Forschung, Materialentwicklung und Fertigung sowie Industrieprojekte sind dabei hoch integriert.

Die Architekten und Ingenieure bei BioMat erheben unterschiedliche Nachhaltigkeitsaspekte in der Architektur zur Mission und setzen ökologischen Belange in Form von neu entwickelten, nachhaltigen intelligenten Materialien und entworfenen Produkten in dieser Hinsicht um. Funktionsorientierte Gestaltungsmethoden, räumliche Konfigurationen und bionisch inspirierte Strukturformen, kombiniert mit tiefem Materialwissen, digitaler Modellierung und starker industrielle Zusammenarbeit bilden die Forschungsstrategien.

Zu den Ausstellungsobjekten gehören das PLUS Sandwichelement und ein von Studierenden entwickeltes Stuhldesigns. Das Sandwichelement besteht aus Naturfasern pflanzlicher Reststoffe in Kombination mit ebenfalls auf pflanzlicher Basis produzierten Biokunststoffen und Bioschäumen. Die Studierenden experimentieren mit dem Design der Platten, um diese als Wärmedämmung oder Schallabsorbiere nutzen zu können.

Im Stuttgart Center for Simulation Technology (SC SimTech) wird an der Entwicklung für Simulationstechnologien gearbeitet, die zur Lösung komplexer Probleme in den unterschiedlichsten Bereichen des täglichen Lebens notwendig sind. Dazu zählen auch Computersimulationen aus dem Bereich der Medizin und der Lebenswissenschaften. Die zentrale Vision der SimTech-Forscher in diesem Bereich ist es, ein Modell zu entwickeln, mit dem sich das ganzheitliche Verhalten des menschlichen Körpers besser verstehen lässt.

Prof. Syn Schmitt und Dr. Daniel Häufle aus dem Bereich „Biomechanics and Biorobotics“ untersuchen in diesem Zusammenhang die Wechselwirkung zwischen der neuronalen Ansteuerung von Bewegung und dem Muskel-Skelett System. Ihre Forschung soll dazu beitragen, Bewegungsstörungen bei neuro-degenerativen Erkrankungen besser zu verstehen.

Auf der Messe zeigen die Forscher, wie sie den Unterschied zwischen gesunden und pathologischen Bewegungen mit Hilfe der Computersimulation untersuchen. Sie präsentieren einen bio-inspirierten Roboter, der durch künstliche Muskeln angetrieben wird. Der sogenannte Bioroboter macht für die Wissenschaftler Bewegungsstörungen in der realen physikalischen Welt nachvollziehbar. Die dahinter stehende Forschungsarbeit findet in Kooperation mit dem Hertie-Institut für Klinische Hirnforschung Tübingen im Rahmen der neuen Regionalen Forschungsallianz „System Mensch“ zwischen Uni Stuttgart und Uni Tübingen statt.

Ein Roboter ist nur so zuverlässig und effizient in der Ausführung individueller Aufgaben, wie das Programm das ihn steuert. Das High-Tech Start-up TruPhysics ermöglicht mit einem einzigartigen Simulationsverfahren und einem „Hardware in the Loop“-Konzept die Optimierung dieser Steuerungsprogramme. Mit Hilfe echtzeitfähiger Physik-Simulationen werden Trainingsdaten für neuronale Netze generiert, sodass Roboter erstmals in der Lage sind, sich Bewegungsabläufe (z.B. das Greifen einer Kaffeetasse) automatisiert und verschleißfrei selbst beizubringen.

Langfristig soll dadurch der Automatisierungsgrad der Roboter erhöht und flexibilisiert werden. Der Anwender überträgt dem Roboter Aufgaben. Den Weg, der zur Erfüllung der Aufgabe führt, kann der Roboter dabei selbstständig herausfinden. Durch das innovative Verfahren von TruPhysics ist es Unternehmen, welche Roboter einsetzen, möglich, hohe Ressourcen einzusparen, da Steuerungs- und Automatisierungsprozesse und die Roboterfähigkeiten durch die Abbildung eines digitalen Zwillings lang vor der Fertigstellung der realen Anlage optimiert werden können. Demonstriert wird auf der Messe die echtzeitfähige Physiksimulation mit Hilfe eines Roboters.

Kontakt

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Dr.

Hans-Herwig Geyer

Leitung Hoch­schul­kommu­ni­ka­tion und Presse­sprecher

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Sabine Cornils

Relationship Managerin