Ziel der strategischen Zusammenarbeit ist die Optimierung der Entwicklung von neuen Werkstoffen und Fertigungsverfahren für Anwendungen in den Bereichen Energie, Leichtbau, Elektronik und Medizin. Der Fokus liegt dabei auf der zukunftsweisenden additiven Fertigung von Bauteilen aus metallischen Werkstoffen am fem in Schwäbisch Gmünd, die durch den Einsatz von Datenanalysewerkzeugen des Göttinger Pharma- und Laborzulieferers effizienter erforscht und weiterentwickelt werden soll. Mithilfe der Software wollen Wissenschaftler und Ingenieure am fem die Herstellung von Metallpulvern für die Additive Fertigung maßgeblich verbessern: „Die Herstellung von Metallpulvern erfolgt am fem mit einem Ultraschallatomizer. Für die Anlagenevaluierung sowie die Prozessoptimierung verwenden wir die statistische Versuchsplanungs-Software MODDE®. Um wirtschaftlich und effektiv mit Edelmetallen zu arbeiten, ist es für uns wichtig, die Versuchsanzahl auf ein Minimum zu reduzieren und dennoch Ergebnisse mit hoher Aussagekraft zu erzielen“, so Frank König, Laborleiter Additive Fertigung am fem.

Die für die statistische Versuchsplanung (Design of Experiments) entwickelte Software MODDE® von Sartorius ermöglicht die Darstellung komplexer Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Einflussgrößen und damit die Optimierung von Versuchen und Prozessen. Darüber hinaus verspricht der Einsatz von SIMCA®, einer Software für die multivariate Datenanalyse, den Aufbau eines strukturierten Datenraums: Riesige, bislang unzusammenhängende Datenmengen aus mehreren Jahrzehnten FuE-Arbeit können mit den Mitteln der multivariaten Datenanalyse zu einer unentbehrlichen Grundlage für zukünftige Experimente und Projekte verknüpft werden. „Der Einsatz von MODDE® und SIMCA® hilft nicht nur, mehr Informationen und wertvolle analytische Erkenntnisse aus komplexen Daten zu gewinnen, sondern gleichzeitig Gesamtkosten zu senken und Zeit zu sparen – von der experimentellen FuE-Phase über die Entwicklungsschritte bis hin zur Produktionsphase. Wir bei Sartorius Data Analytics unterstützen Forschungs- und Bildungseinrichtungen sowie Hersteller weltweit mit unseren Lösungen und unserem Wissen und sind sehr an der beeindruckenden Arbeit des fem interessiert “, sagt Johan Hultman, Manager OEM & Partner Business bei Sartorius Data Analytics.

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Die Abteilung Leichtmetall-Oberflächentechnik des fem Forschungsinstitut Edelmetalle + Metallchemie in Schwäbisch Gmünd hat die umfangreiche Laborqualifizierung des Daimler-Konzerns erfolgreich durchlaufen. Der große Vorteil für Zulieferer und Kunden des fem: Die am Forschungsinstitut ermittelten Prüfergebnisse werden von Daimler anerkannt, weitere Qualifizierungen sind nicht mehr erforderlich.
Nach der Aufnahme einer Vielzahl von neuen Prüfverfahren in den Akkreditierungsumfang und der erfolgreichen Teilnahme an mehreren Ringversuchen in den letzten 24 Monaten wurden nun die Kompetenzen der Mitarbeiter in der Abteilung Leichtmetall-Oberflächentechnik geprüft und im Rahmen einer Methodenüberprüfung durch die globale Werkstoffbemusterung des Daimler-Konzerns vollumfänglich bestätigt. Das fem ist damit berechtigt, ab sofort zahlreiche Qualitätsprüfungen sowie die Erstbemusterung von Bauteilen gemäß den Mercedes-Benz-Normen (MBN) und Daimler-Benz-Liefervorschriften (DBL) durchzuführen. Durch diese Prüfungen wird die Qualität der unterschiedlichsten Beschichtungsvarianten substratabhängig bestimmt: vom Nasslack über den Pulverlack bis hin zur kathodischen Tauchlackierung.
Zu den qualifizierten Verfahren zählen technologisch-mechanische Prüfungen wie die Druckwasserstrahl-, Crockmeter- und Multischlagprüfung sowie Chemikalienbeständigkeitsprüfungen (u.a. VDA 621-412). Des Weiteren Korrosionsprüfungen wie der neutrale Salzsprühtest (NSS) und der kupferbeschleunigte, essigsaure Salzsprühtest (CASS), Klimawechsel- und Korrosionsklimawechselprüfungen (u.a. DIN EN 11997-1) sowie Bewitterungsprüfungen, z.B. die Heißlichtalterung gemäß CAM 180.
„Die Daimler-Laborqualifizierung ist ein wichtiger Meilenstein in der Weiterentwicklung unseres Angebots im Bereich Qualitätsprüfung“, betont Christof Langer, Leiter der Abteilung Leichtmetall-Oberflächentechnik am fem. „Wir freuen uns, dass wir unseren Kunden jetzt das gesamte Paket von der Beratung bis hin zur Erstbemusterung aus einer Hand anbieten können.“

Auszeichnete Forschung: Am 25. November 2020 wurde Dr. Mila Manolova und Dr. Reinhard Böck im Rahmen einer virtuellen Festveranstaltung der renommierte Westinghouse-Preis des in Birmingham ansässigen Institute of Materials Finishing (imf) verliehen. Die beiden Wissenschaftler erhielten die Auszeichnung für die beste Veröffentlichung im Jahr 2019 in der Zeitschrift „Transactions of the imf“. Der vergebene Preis würdigt besonders wertvolle und interessante Entwicklungen in der Wissenschaft und Praxis der Elektrochemie im Allgemeinen und der elektrochemischen Abscheidung im Besonderen. In ihrer Arbeit mit dem Titel ›Elektrochemische Abscheidung von Palladium aus tief-eutektischen Lösungen: Einfluss von Additiven und Hydrodynamik ‹ konnten die Autoren des fem zeigen, dass die Qualität und Struktur der aus nicht-wässrigen Elektrolyten abgeschiedenenPalladiumschichten durch die Anwendung von Pulsstromabscheidung,Zugabe von organischen Additiven und angepasster Elektrolytrührung signifikant beeinflusst und verbessert werden konnte. Nanostrukturierte Palladiumschichten sind beispielsweise als Katalysatorschichten in der Technik wichtig. Die Ergebnisse gingen aus dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Verbundprojekt GALACTIF hervor, in dem sechs Forschungseinrichtungen von 2016 bis 2019 neuartige Konzepte zur elektrochemischen Abscheidung von Metallen und Legierungen aus ionischen Flüssigkeiten erarbeiteten.

Den Aufsatz finden Sie hier; mehr zum Verbundprojekt GALACTIF hier.

Auf Einladung von Oberbürgermeister Richard Arnold trafen sich am 24. September 2020 Vertreter aus Industrie, Forschung und Lehre am Forschungsinstitut Edelmetalle + Metallchemie, um sich mit dem Beauftragten der Bundesregierung für grünen Wasserstoff, Staatssekretär Stefan Kaufmann, und dessen Staatssekretärkollegen aus dem Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung, Norbert Barthle, zum Themenkomplex Wasserstoff auszutauschen. Weitere Informationen finden Sie hier

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Nach der erfolgreichen Begutachtung der Anpassungen unseres QM-Systems an die Anforderungen der neuen DIN EN ISO/IEC 17025:2018 im Mai dieses Jahres, erfolgte nun die Anerkennung durch die DAkkS mit dem Akkreditierungsbescheid vom 6. Juli 2020. Gleichzeitig wurde die Befristung der Akkreditierung aufgehoben.

Zur Erläuterung: "Die DIN EN ISO/IEC 17025:2018 legt die allgemeinen Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien fest und bildet auch die Grundlage für eine Akkreditierung in diesem Bereich. Die Einhaltung der Norm ermöglicht es, Laborergebnisse technisch kompetent zu ermitteln und deren internationale Akzeptanz sicherzustellen." (DAkkS)

Zwei neue spannende Projekte, ein Ziel: der Prototyp eines Wasserstofffahrrads. Gefördert vom BMWi im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM), unterstützt u.a. vom ehemaligen Radsportprofi und mehrfachen Deutschen Meister und Weltmeister Mike Kluge. Gestern fand die Auftaktsitzung mit den Projektpartnern aus Forschung und Industrie statt. Auch der SWR war zu Gast, um über die Forschungs- und Entwicklungsarbeit am fem zu berichten.

Den Beitrag des SWR finden Sie hier, unseren Beitrag können Sie auf unserem YouTube-Kanal ansehen!

Der Zeitpunkt für den Besuch von Staatssekretär Norbert Barthle am Forschungsinstitut fem in Schwäbisch Gmünd hätte günstiger nicht sein können: Der unlängst von Bundesminister Dr. Gerd Müller zum Beauftragten für Wirtschaft und Energie ernannte Barthle traf sich zum Meinungsaustausch mit Institutsleiter Dr. Andreas Zielonka, der mitten in der Vorbereitung des Auftakttreffens zweier neuer Forschungsprojekte steckte. Thema der Projekte: der Energieträger Wasserstoff – genauer: wie wird er erzeugt, wie gespeichert und transportiert, wie schließlich genutzt? Zentrale Fragen, die auch im Zentrum des Aufgabenbereichs von Norbert Barthle im Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) stehen und mit denen sich das fem nun im Rahmen der Entwicklung von wiederverwertbaren Wasserstoffdrucktanks und leistungsstarken Brennstoffzellenmodulen – Stichwort Wasserstofffahrrad – verstärkt widmet.

Ein Vorhaben, das bei Staatssekretär Barthle auf größtes Interesse stieß, denn innerhalb der von der Bundesregierung beschlossenen Nationalen Wasserstoffstrategie (NWS) ist das BMZ unter anderem für die Einrichtung von Demonstrationsprojekten zu grünem Wasserstoff unter Einbezug von Produktionsstandorten in Partnerländern der deutschen Entwicklungszusammenarbeit zuständig. Barthle stellte die grundlegende Bedeutung des Themas Wasserstoff deutlich heraus: „Der Klimawandel stellt die gesamte Menschheit vor neue Herausforderungen. Wir brauchen in Deutschland und weltweit eine Energiewende, um diese Herausforderungen erfolgreich zu meistern. Grüner Wasserstoff stellt einen Schlüsselrohstoff für eine erfolgreiche Energiewende dar, insbesondere auch als Speicher für regenerative Energien. Einrichtungen wie das fem leisten hierzu einen wichtigen Beitrag.“

Für das fem, dessen Hauptaufgabe in der praxisorientierten Forschungs- und Entwicklungsarbeit für lokale KMU und die Industrie besteht, ist der Technologietransfer ein Schlüssel zum Erfolg: „Im globalen Wettbewerb kommt alles darauf an, umsetzbare Forschungsergebnisse schnell und direkt der Wirtschaft zur Verfügung zu stellen“, so Institutsleiter Zielonka. Damit dies in Zukunft noch besser gelingt als bisher, habe das fem die Forschungs- und Transferallianz Wasserstoff in der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) initiiert und mitgegründet. Ziel der Allianz, so Zielonka, sei die Koordination der FuE-Aktivitäten innerhalb der AiF und eine Beschleunigung des Transfers von Wissen in die Anwendungsgebiete.

„Ohne eine vernünftige finanzielle Ausstattung der beiden wichtigen, vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Programme – das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) und die Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) – sind diese Ziele aber nicht zu erreichen“, gibt Zielonka zu bedenken. Es würden derzeit zwar große Anstrengungen unternommen, die teils dramatischen Auswirkungen der Corona-Pandemie auf die Wirtschaft abzudämpfen, die angewandte Industrieforschung komme dabei aber zu leider kurz. Bereits bewilligte Forschungsprojekte könnten nicht gestartet werden, weil die Mittel fehlten. Das sei frustrierend für Forscherinnen und Forscher, sorge aber vor allem für einen unnötigen Stau beim Technologietransfer. Zielonkas abschließende Bitte an Staatssekretär Barthle: Eine starke Stimme in der Bundeshauptstadt, die sich für die anwendungsorientierte Forschung einsetzt.

Zum ersten Mal in der bald einhundertjährigen Geschichte des Gmünder Forschungsinstituts fand die Mitgliederversammlung nicht im Institut, sondern vor den Bildschirmen statt. Der Platinsaal blieb leer, die Gäste trafen sich in der Videokonferenz. Ein Novum auch für den Institutsleiter Dr. Andreas Zielonka: „Es ist ja erstaunlich, wie schnell man sich an die neue Kommunikationsform gewöhnt hat. Aber es fehlt natürlich das persönliche Gespräch in der Kaffeepause, der direkte Austausch mit den Partnern aus Industrie und Forschung.“ Im Juni hätte erstmals die zweitägige fem Sommerakademie mit Vorträgen, Workshops und Expertengesprächen stattfinden sollen – sie fiel der Corona-Krise zum Opfer. „Die aktuelle Krise geht eben auch an uns nicht völlig spurlos vorüber. Aber wir sind sehr froh, dass es nicht einen einzigen Krankheitsfall am fem gegeben hat. Und die Sommerakademie werden wir auf alle Fälle nachholen“, so Zielonka.

Frühzeitig setzte das Institut auf strikte Hygieneregeln, räumliche Trennung, mobiles Arbeiten und Zweischichtbetrieb. Eine Eintrübung der Auftragslage ließ sich dadurch aber nicht verhindern. Als wirtschaftsnahes Forschungsinstitut sei man selbstverständlich nicht unabhängig von der Entwicklung in den Betrieben. Schrumpfe deren Auftragsvolumen, dann sinke auch das Budget für Auftragsforschung und Dienstleistungen, erklärt der Institutsleiter des fem. „Wenn ein Standbein schwächelt, muss das andere gestärkt werden. Wir haben darum viel Zeit und Energie in neue Forschungsprojekte investiert, und der Aufwand hat sich gelohnt“, freut sich Zielonka. Zahlreiche neue Projekte mit einem Gesamtvolumen von rund 3 Millionen Euro sind in den letzten Wochen bewilligt worden, weitere Projekte werden derzeit begutachtet. Das sei zweifellos sehr gut für das Institut und seine knapp neunzig Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter; noch größer aber sei die Bedeutung dieser Projekte für den Technologietransfer in die regionale Wirtschaft auf so wichtigen Zukunftsfeldern wie Energietechnik, Digitalisierung und Recycling.

In zwei von der Deutschen Bundesstiftung für Umwelt geförderten Projekten arbeitet die Abteilung Analytik bis Ende 2021 an Methoden zur Rückgewinnung von wertvollen Neodym-Magneten aus Elektroantrieben, die bislang im Altgeräteschrott weitgehend verloren gehen, sowie an der photovoltaikbetriebenen Herstellung von Trinkwasser durch Meerwasserentsalzung. „Trinkwasserknappheit ist heute schon ein Problem und wird sich in Zukunft verschärfen“, so der neue Abteilungsleiter Dr. Martin Aschenbrenner, der das Projekt betreut: „Wir hoffen, gemeinsam mit unserem Industriepartner eine marktfähige Lösung entwickeln zu können.“

Auf dem Gebiet der additiven Fertigung bzw. des selektiven Laserschmelzens (SLM) von metallischen Werkstoffen leistet das fem seit fast zehn Jahren einen kontinuierlichen Beitrag zum Zukunftsthema digitalisierte Fertigungsverfahren. In zwei vom Bundesministerium für Wirtschaft im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) unterstützten Vorhaben geht es zum einen darum, das Verfahren des Laserschmelzens noch gründlicher und genauer zu verstehen. Grundlegende Fragen und Probleme der Verarbeitbarkeit verschiedener Materialien werden untersucht. Im zweiten Projekt wird die Produktion von medizinischen Knochenimplantaten aus biokompatiblen Zinklegierungen und von Prototypen für den Zinkdruckguss erforscht. Zum Einsatz kommen dabei die Anfang Juli installierte, leistungsfähigere SLM-Anlage und der Atomizer, mit dem es möglich ist, Metallpulver aus eigenen, individuellen Legierungen herzustellen.

Zwei weitere, vom Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) geförderte Projekte, haben schließlich das Thema urbane Mobilität im Fokus, genauer gesagt: die Entwicklung des Prototyps eines Wasserstofffahrrads. Ziel des Projekts, an dem Partner aus der Forschung, der Fahrradindustrie sowie der ehemalige Radsportprofi, mehrfache Deutsche Meister und Weltmeister im Cyclocross Mike Kluge beteiligt sind, ist die Entwicklung eines wiederverwertbaren Wasserstoffdrucktanks und eines leichten, sehr leistungsstarken und robusten Brennstoffzellenmoduls. Tank und Brennstoffzelle werden so konstruiert, dass sie in einen Fahrradrahmen integriert werden, aber auch in Scootern oder Kleintransportern zum Einsatz kommen können. Der Vorteil im Vergleich zu Lithium-Ionen-Akkus: Deutlich weniger Gewicht, sehr schnelle Ladezeiten und hohe Reichweiten bei konstant hoher Leistung. „Es gibt eine ganze Reihe kniffliger Probleme zu lösen, aber wir sind sehr zuversichtlich, dass uns ein großer Schritt in die richtige Richtung gelingen wird“, betont Dr. Andreas Zielonka. »Uns ist es wichtig, mit dem Projekt zu zeigen, dass Wasserstoff einen wesentlichen Beitrag zur Speicherung und Nutzung regenerativ erzeugter Energie leisten kann.«

Erst im vergangenen Jahr kam er als Laborleiter nach Schwäbisch Gmünd, jetzt übernimmt Dr. Martin Aschenbrenner noch mehr Verantwortung am fem: Im Sommer tritt er die Nachfolge von Dr. Martin Völker als Leiter der Abteilung Analytik an. Völker war fast zwanzig Jahre Abteilungsleiter am Forschungsinstitut und verabschiedet sich nach einer Übergangszeit, in der er die Leitung an seinen jungen Nachfolger übergibt, in den Ruhestand.

Aschenbrenner absolvierte eine Ausbildung zum chemisch-technischen Assistenten und arbeitete einige Jahre lang in der Biotechnologiebranche, bevor er an der Universität Bielefeld ein Studium der Chemie begann, das er 2014 mit dem Masterabschluss erfolgreich beendete. Weitere vier Jahre später erwarb er mit seiner Dissertation über „Synthese und Charakterisierung neuer Ligandensysteme und deren Komplexe zur Einführung neuer Funktionalitäten in dinuklearen Katalysatoren“ den Doktortitel. 2019 dann zog er mit seiner Familie in den Ostalbkreis und trat seine Stelle als Laborleiter am fem an.

Bewährte Themen möchte Aschenbrenner, der im Mai die Arbeit an seinem ersten, von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt geförderten Forschungsprojekt am fem zum Thema Meerwasserentsalzung aufgenommen hat, fortführen. Aber auch einige neue Schwerpunkte setzen: "Ein Thema wäre die Entwicklung von Metallkomplex-Katalysatoren, mit denen Industrieprozesse zukünftig effizienter und umweltschonender gestaltet werden können.“ Das Dienstleistungsgeschäft liegt dem gebürtigen Oberbayern ebenfalls am Herzen. „Die technologische Entwicklung ist rasant, die Anforderungen aus der Industrie an uns Dienstleister steigen stetig, da ist es wichtig, genau zu verfolgen, was sich auf dem Gebiet der Analysemethoden tut, um im Wettbewerb mithalten zu können“, so Aschenbrenner.