Das Material ist die Maschine – der Formgedächtniseffekt

Das KIT-Start-up memetis ermöglicht mit dem Prinzip des Formgedächtniseffekts hohe Schaltkräfte bei besserer Integrierbarkeit und höherer Flexibilität. Einsatz findet diese Technologie vor allem im Bereich der Medizintechnik und Analytik.

memetis ermöglicht große Kräfte und Bewegungen auf kleinstem Raum. Durch die Entwicklung folienbasierter Miniatur-Aktoren aus Formgedächtnislegierungen (FGL) haben sie das erreicht. Formgedächtnislegierungen sind metallische Legierungen, welche sich im kalten Zustand sehr leicht deformieren lassen und sich durch Erwärmung wieder selbstständig in ihre Gedächtnisform zurückwandeln. Dabei werden Wege zurückgelegt und Kräfte erzeugt. Auf dieser Basis kann eine Vielzahl an Komponenten und Systemen in verschiedenen Industrien weiter stark miniaturisiert werden und schafft somit ganz neue Anwendungen. Von Automotive über Consumer Electronics und der Luft- und Raumfahrt bis hin zu Medizintechnik und Analytik werden die spezifischen Vorteile von memetis FGL-Miniatur-Aktoren eingesetzt.

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Gründerteam von memetis: Dr. Marcel Gültig, Dr. Hinnerk Oßmer, Dr. Christof Megnin, Christoph Wessendorf

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Hochautomatisierte Simulationsberechnung

Das Spin-off Renumics GmbH nutzt maschinelle Lernverfahren, um Computer Aided Engineering effizienter zu gestalten und Berechnungsingenieure zu entlasten.

Crashtests sind eine kostspielige Angelegenheit. In frühen Entwicklungsstadien werden Kollisions­versuche daher oft durch Computersimulationen ersetzt, die tausendfach unter Berücksichtigung verschiedener Einflussfaktoren durchgeführt wer­den können. Diese Simulationen basieren meist auf computergestützten Prozessen, dem soge­nannten Computer Aided Engineering (CAE). Im Zentrum stehen dabei Berechnungsingenieu­re, die numerische Modelle erstellen und damit Konstrukteuren bei der Analyse und Optimierung ihrer Designs helfen. Entscheidende Zeit- und Kostentreiber sind dabei die vielen manuellen Arbeitsschritte. So investieren Berechnungsinge­nieure erhebliche Zeit in Routinetätigkeiten, wie etwa Geometrieaufbereitungen und Dateninteg­ration, anstatt sich auf Modellierungs- und Analy­searbeiten konzentrieren zu können. Genau hier setzt Renumics an: Das Spin-off aus dem KIT hat eine Software entwickelt, mit der sich CAE auto­matisieren lässt. Maschinelle Lernverfahren helfen dabei, Simulationsworkflows wesentlich effizien­ter zu gestalten.

Das Gründerteam von Renumics (v.l.n.r.): Steffen Slavetinsky, Markus Stoll und Dr. Stefan Suwelack.

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Automatisierung abseits der Masse

Mit einem intelligenten Modulbaukasten macht die KIT-Ausgründung robodev GmbH Automatisierung für die Produktion und Montage kleiner Stückzahlen rentabel.

Robotergestützte Automatisierung boomt. Gerade in der Automobilbranche sind moderne Industrieroboter kaum mehr wegzudenken: Vom Stanzen einzelner Bleche bis hin zur fertigen Karosse werden ganze Automatisierungsstraßen zum Teil komplett ohne menschliches Eingreifen betrieben. Dass sich gerade die Automobilindustrie zum Musterknaben in diesem Bereich entwickelt hat, ist kein Zufall. Anders als in vielen anderen Branchen handelt es sich in der Regel um extrem hohe Stückzahlen, die alle nach dem exakt gleichen Schema produziert werden müssen. „Die Kosten für eine einfache Automatisierungslösung belaufen sich auf mindestens 80.000 Euro. Bei geringen Stückzahlen unter 10.000 Stück pro Monat amortisiert sich diese Investition meist nicht. Knapp 75 Prozent der Prozesse in produzierenden Unternehmen in Deutschland sind daher manuell bzw. nur gering automatisiert“, so Dr. Andreas Bihlmaier, Mitgründer der robodev GmbH.

Die Gründer von robodev (v.l.n.r.): Dr. Julien Mintenbeck, Dr. Jens Liedke und Dr. Andreas Bihlmaier.

Die Gründer von robodev (v.l.n.r.): Dr. Julien Mintenbeck, Dr. Jens Liedke und Dr. Andreas Bihlmaier.

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In-silico-Revolution in der Biotechnologie

Schluss mit Experimenten: Die KIT-Ausgründung GoSilico ermöglicht der Biopharmabranche eine computergestützte Entwicklung von Herstellungsprozessen für neue Wirkstoffe.

Der Weg von der Entdeckung eines erfolgversprechenden Wirkstoffs bis hin zur Zulassung ist mühsam. Er ist mit unzähligen Experimenten und Studien verbunden, die nicht nur hohe Kosten verursachen, sondern auch sehr viel Durchhaltevermögen fordern. „Bis zu zehn Jahre kann es dauern, bis ein Medikament am Markt ist“, so Dr. Thiemo Huuk. Ein Umstand, den er gemeinsam mit seinen Mitgründern Prof. Dr. Jürgen Hubbuch, Dr. Teresa Beck und Dr. Tobias Hahn beheben will.

Die Gründer von GoSilico (v.l.n.r.): Dr. Thiemo Huuk, Dr. Tobias Hahn und Dr. Teresa Beck (Quelle: Foto Fabry)

Die Gründer von GoSilico (v.l.n.r.): Dr. Thiemo Huuk, Dr. Tobias Hahn und Dr. Teresa Beck (Quelle: Foto Fabry)

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Hochleistung im 3D-Druck

Die KIT-Gründung Indmatec GmbH bietet mit Hightech-3D-Druckern für Hochleistungspolymere ungeahnte Möglichkeiten im Prototyping und in der Kleinserienfertigung.

In seiner wissenschaftlichen Laufbahn beschäftigt sich Prof. Dr. Brando Okolo schon viele Jahre mit Materialforschung. Er lehrte am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) im Bereich Mikroumformung von Metallen und Kunststoffen, wobei hier 3D-Druck-Technologien und Rapid Prototyping im Fokus standen. Danach trat er eine Professur an der German University (GUC) in Kairo an. „In meiner Forschung habe ich mich mit der additiven Fertigung – also auf Basis von digitalen 3D-Konstruktionsdaten – mit Polymeren als Werkstoff auseinandergesetzt. In dieser Zeit habe ich bereits das Potenzial des 3D-Drucks für Hochleistungspolymere entdeckt und mir erste Gedanken über eine Existenzgründung gemacht“, blickt Okolo zurück. Mit der Entscheidung, seine Lehrtätigkeit nach fünf Jahren aufzugeben und den Traum des eigenen Unternehmens umzusetzen, zog es Okolo zurück nach Deutschland in Karlsruher Gefilde.

Die Gründer von Indmatec (v.l.n.r.): Tony Tran-May und Prof. Dr. Brando Okolo zeigen ihren 3D-Drucker Indmatec HPP 155. Schon jetzt kann man gespannt sein auf die nächste Druckergeneration – der PEEK Printer 155 kommt 2017 auf den Markt. (Quelle: Indmatec GmbH).

Die Gründer von Indmatec (v.l.n.r.): Tony Tran-Mai und Prof. Dr. Brando Okolo zeigen ihren 3D-Drucker Indmatec HPP 155. Schon jetzt kann man gespannt sein auf die nächste Druckergeneration – der PEEK Printer 155 kommt 2017 auf den Markt.
(Quelle: Indmatec GmbH)

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