EMO Hannover 2019, 16. bis 21. September

    EMO Hannover 2019, 16. bis 21. September
    EMO News

    Wenn sich Ingenieure von der Natur inspirieren lassen

    EMO Hannover 2019 zeigt spannende Start-ups

    15.05.2019
    01_Einspritzdüse

    Frankfurt am Main, 15. Mai 2019. – Auf der EMO Hannover stellen traditionell auch Jungunternehmer ihre neuen Geschäftsmodelle vor. Auf dem vom Bundes-wirtschaftsministerium unterstützen Start-up-Gemeinschaftsstand präsentiert sich unter anderem CellCore, ein Unternehmen, das Andreas Krüger mit zwei Mitstrei-tern Ende 2016 gründete. Ihr Geschäftsmodell ist die biomimetische Ingenieurskunst, das heißt: Die Tüftler imitieren hocheffiziente, über Jahrmillionen optimierte Strukturen aus der Natur (Mimesis) und setzen sie technisch zur Optimierung verschiedenster Bauteile oder Produkte um. Die werden dadurch leichter, stabiler oder steifer – oder alles gleichermaßen. CellCore begleitet derzeit überwiegend mittelständische Unternehmen aller Branchen von der Ideenentwicklung bis zum realen Prototypen.

    In dem Berliner Start-up CellCore GmbH haben Bioniker, Ingenieure und Softwareentwickler gemeinsam erstmals eine Software entwickelt, die nach dem Prinzip des inneren Aufbaus von Knochen Strukturen in der Technik optimiert. Bestehende Komponenten werden verbessert oder es entstehen gänzlich neuartige Lösungen.

    Leichtgewichtig in den Weltraum
    Ein Beispiel ist die Einspritzdüse für Triebwerke kleiner Satelliten. Mithilfe ihrer Software und klassischer Topologieoptimierung, haben CellCore-Mitarbeiter gemeinsam mit der Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH und dem Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart einen Prototypen zunächst am Computer entworfen, indem sie die optimalsten Strukturen kalkulierten. Das heißt, die Software berechnete, an welchen Stellen Material überflüssig ist, weil dort keine Spannungen wirken, und wo verstärkende Strukturen notwendig sind. Dabei wurde die Funktion der Düse – nämlich das Zuführen von Brennstoff sowie die Dämpfung von Schwingungen – in den Entwicklungsprozess eingebunden. Erst nachdem am Computer eine funktionstüchtige Komponente mit optimalen Eigenschaften entstanden war, stellten die Techniker eine erste reale Einspritzdüse mittels 3D-Druck her. "Wir haben in nur zwei Entwicklungsschleifen eine Komponente entwickelt, die inzwischen auch die erforderlichen Belastungstests erfolgreich absolviert hat", berichtet Andreas Krüger, Geschäftsführer von CellCore. "Die neue Düse ist um beachtliche 83 Prozent leichter als die ursprüngliche Kompo-nente." In den nächsten Monaten wird die biomimetische Einspritzdüse im Welt-raum eingesetzt werden.

    Leichtbau boomt
    Auch in der Rennsportindustrie findet CellCore Kunden, denn innovative Ferti-gungsverfahren bringen auch neue Möglichkeiten für die Gewichtsoptimierung einzelner Komponenten mit sich. Das Unternehmen entwickelte beispielsweise neue Flügelelemente für den Heckspoiler eines Rennautos für das Formula Stu-dent Team der TU Berlin. Den Kern des optimierten Bauteils bildete eine spezielle Wabenstruktur, die die Jungunternehmer in einem Stück druckten. Das Resultat: Es wurde nicht nur das Gewicht um 33 Prozent reduziert, sondern auch die Stei-figkeit um 300 Prozent erhöht. Das Rennauto mit dem optimierten Heckspoiler erzielte nicht nur die bisher erfolgreichste Teilnahme am Wettbewerb, es erhielt im BASF-Konstruktionswettbewerb "Best Use of Fibre Reinforced Plastics" noch da-zu den ersten Preis. Die Berliner hatten das Wabenelement in Sandwichbauweise mit einer Carbondeckschicht konstruiert. "Unser Plus ist unser breites Anwen-dungswissen", erläutert Krüger die Erfolge des Start-ups. "Neben Ingenieuren aus der Luft- und Raumfahrt, der Fahrzeugtechnik und den Materialwissenschaften haben wir auch Softwareentwicklungskompetenz in unserem Team."

    Inspiration und Kreativität fördern
    Das Faszinierende an seinem Job sind für Krüger vor allem die Vielfalt der The-men und die Freiheit, neue Dinge ausprobieren zu können. So werden die Exper-ten von CellCore häufiger auch für Designfragen zu Hilfe geholt. Die Sedus Stoll AG – ein klassischer Bürostuhlhersteller – wünschte sich neue Ideen für Stuhlträ-ger. Bislang verbinden kreuzförmige Strukturen die Sitzfläche mit den Stuhlbeinen und halten somit den Sitzenden. Die CellCore-Ingenieure berechneten nun eine völlig neue Form. "Im Vergleich zum alten, kreuzförmigen Druckgussträger, ent-stand eine Struktur, die mehr an einen Beckenknochen erinnert. Damit sparen wir 21 Prozent an Material ein", berichtet der Geschäftsführer. "Diese Entwicklung ist zwar noch nicht für die Serienproduktion gedacht, weil sie heute noch unwirt-schaftlich wäre. Entwicklungen wie der Stuhlträger machen aber klar, was alles möglich ist."

    Ähnlich kreativ und zukunftsweisend ging es bei einem Auftrag für das Industrie-Designbüro Panik Ebner zu. CellCore konnte dank seiner Erfahrungen im Um-gang mit verschiedensten Strukturen sowie deren nummerischer Simulation unter unterschiedlichsten Belastungen bei der Validierung eines neuartigen Straßen-bahnkonzeptes helfen. Das Konzept von Panik Ebner spart deutlich Gewicht, bei gleicher Stabilität. Daher ist der Wagen leichter zu bewegen, was wiederum Ener-gie spart. Die Straßenbahn ist geräumiger und bietet durch ein offenes waben-förmiges Design eine große Sichtfläche für die Fahrgäste. "Wir konnten unserem Kunden helfen, seinem innovativen Konzept die nötige Glaubwürdigkeit zu geben, was die mechanische Belastbarkeit angeht. Mit unseren Simulationsergebnissen spricht er nun mit möglichen Interessenten über die konkrete Umsetzung seiner Straßenbahn."

    Keine Grenzen für bionische Konzepte
    Technische Optimierungen durch CellCore sind über alle Branchen hinweg denk-bar. Derzeit befindet sich das Unternehmen zusammen mit Experten der Medizin an der Entwicklung von neuartigen Orthesen. Im Speziellen geht es hierbei um in-dividuelle Schuheinlagen. "Wir wollen Einlagen entwickeln, die automatisiert und auf den Menschen angepasst hergestellt werden. Die 3D Druck-Technik kann somit perfekt auf den jeweiligen Fuß abgestimmte Ergebnisse liefern", so Krüger. "Durch den aktuell individuellen und manuellen Fertigungscharakter bei medizinischen Schuheinlagen fällt der höhere Preis des 3D Drucks nicht mehr so negativ ins Gewicht."

    Weiterhin erkundet CellCore auch Optimierungspotenziale im Werkzeugbau. Bei Spritzgusswerkzeugen zum Beispiel kann durch die geschickte Platzierung von Kühlkanälen und die Integration von speziellen Gitterstrukturen die Produktionsmenge und Qualität erhöht werden. Auch neue Kühltechniken werden untersucht. CellCore wirkt dafür aktiv in Forschungsnetzwerken wie zum Beispiel dem Netz-werk für optimierte Werkzeuge Nowhum S mit.

    Der Vorstellungskraft, wo überall biomimetisches Engineering eingesetzt werden kann, sind keinerlei Grenzen gesetzt. Noch gibt es zwar Einschränkungen, insbesondere was den Preis der additiven Fertigung betrifft. "Doch wir schauen in die Zukunft und zeigen zum einen, was heute schon möglich ist, zum anderen aber auch, wohin sich die Dinge entwickeln könnten." Dabei nutzen die Berliner Jungunternehmer auch jetzt schon lernende Algorithmen. Arbeitet CellCore also auch mit künstlicher Intelligenz? "Ein klares Jein", antwortet Krüger. "Für meinen Ge-schmack wird dieser Begriff zu oft im falschen Kontext genutzt und zu stark gewichtet. Fest steht: Wir arbeiten auch gerne mit natürlicher Intelligenz."

    Autor: Gerda Kneifel, VDW

    Umfang: 7.258 Zeichen inkl. Leerz.

    Ansprechpartner

    VDW Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V.
    Gerda Kneifel
    Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
    Corneliusstraße 4
    60325 Frankfurt am Main
    Deutschland
    Tel.: +49 69 756081-32
    g.kneifel@vdw.de
    www.vdw.de

    Andreas Krüger
    Geschäftsführer
    CellCore – Biomimetic Engineering
    Wilhelm-Kabus-Straße 21-35
    10829 Berlin
    Telefon: +49-30 5490 9274
    andreas.krueger@cellcore3d.com
    www.cellcore3d.com

    Start-ups auf der EMO Hannover 2019

    Unter dem Motto Smart technologies driving tomorrow’s production! öffnet die EMO Hannover vom 16. bis 21. September 2019 ihre Pforten. Als weltweit größte Messe für Metallbearbeitung führt sie das gesamte Spektrum der Anwenderindustrien nach Hannover. Den Ausstellern wird große Aufmerksamkeit von Politik, Medien und Wirtschaft zuteil. Auf der Weltleitmesse finden innovative Start-ups daher eine wirkmächtige Bühne und einen idealen Ort der Vernetzung. Jungunternehmer haben auf der Messe mehrere Möglichkeiten der Repräsentation. Zum einen steht ihnen der Gemeinschaftsstand "Junge innovative Unternehmen / Innovation made in Germany zur Verfügung. Dieser Stand wird vom Bundesministerium für Wirtschaft & Energie (BMWi) und dem Bundesamt für Wirtschaft & Ausfuhrkontrolle (Bafa) gefördert. Hier können junge Unternehmen, die vor maximal zehn Jahren gegründet wurden, ausstellen. Ziel ist es, die Vermarktung von innovativen Produkten und Dienstleistungen durch Messeteilnahmen bestmöglich zu unterstützen. Gleichzeitig sollen die Exportaktivitäten durch die Messeteilnahme verstärkt werden. Alternativ gibt es die Möglichkeit, einen Counter auf der Area Young Tech Enterprise @ EMO Hannover zu buchen. Hier dürfen auch internationale Aussteller, die der Bund nicht fördert, ausstellen. Die Unternehmen sind in der Regel maximal fünf Jahre alt.

    Aussteller beider Varianten können an einem Forum teilnehmen, um sich Vorträge anzuhören und/oder selbst zu halten. Zudem gibt es Pitch-Programme und eine große Netzwerkfläche.

    Die Bilder zu diesem Artikel finden Sie im Internet unter https://www.emo-hannover.de/bilddatenbank?keyword=Natur . Begleiten Sie die EMO Hannover auch auf unseren Social-Media-Kanälen

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    01_Einspritzdüse

    Foto: CellCore GmbH Optimierte Einspritzdüse eines Satellitentriebwerks

    02_Straßenbahnwagen-Konzept

    Foto: Panik Ebner Design Neuartiges Straßenbahn-Wagenkasten-Konzept mit einer hexagonalen Tragwerkstruktur

    03_Stuhlträger

    Foto: Sedus Stoll AG In einer Konzeptstudie entwickelte CellCore ein bionisches Design für einen Stuhlträger

    04_Andreas_Krueger_Quelle-Robert Frank

    Foto: Robert Frank Andreas Krüger, CellCore

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