futureSAX-Interview mit Prof. Maik Gude ILK TU Dresden

futureSAX: Herr Prof. Gude, bitte beschreiben Sie in wenigen Worten die Kernkompetenzen und Hauptaufgaben der anwendungsorientierten Forschung des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK).

Das ILK der TU Dresden führt Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet beanspruchungsgerechter Leichtbaustrukturen und -systeme durch. Dabei liegt ein werkstoff- und produktübergreifender Ansatz zu Grunde, der die gesamte Entwicklungskette Werkstoff – Konstruktion – Simulation – Prototyp – Serienprozess –Test – Qualitätssicherung – Kosten umfasst. Hierbei nimmt die Mischbauweise gemäß dem Dresdner Modell „Funktionsintegrativer Systemleichtbau im Multi-Material-Design“ eine zentrale Stellung ein. Mit über 255 Mitarbeiter:innen in neun Fachgruppen ist das Institut entsprechend fachlich breit aufgestellt. Die Arbeiten des ILK bilden auch die wesentliche Basis für die umfangreiche Lehrtätigkeit. So wird im Studiengang Maschinenbau der TU Dresden die einzigartige Studienrichtung „Leichtbau“ betreut. Mit ca. 80 Absolventen im Jahr umfasst unser Alumni-Netzwerk heute mehr als 1.000 Kontakte. 

Das ILK setzt in der wissenschaftlichen Arbeit bewusst auf einen Dreiklang aus Grundlagenforschung, anwendungsorientierter Entwicklung und direkter Industriekooperation. Die ausschließliche Fokussierung auf eine anwendungsorientierte Forschung ist mit Blick auf die aktuellen Forschungsanstrengungen außerhalb Sachsen langfristig kaum noch zu gewinnen. Nur eine starke Grundlagenforschung schafft die Voraussetzung für marktdominierende Technologien von übermorgen.

futureSAX: Das ILK hat sich zu einem der wichtigsten Forschungsstandorte für den Leichtbau in Deutschland entwickelt. Welchen Beitrag leistet das ILK zum Wissens- und Technologietransfer für die wirtschaftliche Entwicklung in Sachsen?

Vielen Dank für das indirekte Lob. Es stimmt schon, dass das ILK heute noch seine Vorreiterrolle wahrnehmen kann, wobei jedoch im internationalen Vergleich der Vorsprung nur durch gebündelte Anstrengungen gesichert werden kann. Die Investitionen in unserem Forschungsbereich sind außerhalb Sachsens um Potenzen höher und der Wettbewerb um unsere besten Absolventen verschärft sich zusehends. Um hier langfristig unsere Spitzenposition halten zu können, bedarf es der Bündelung der Kräfte – wie wir es etwa im Rahmen der Leichtbau-Allianz Sachsen e.V. bereits tun – sowie einer gezielten finanziellen und organisatorischen Unterstützung seitens des Freistaates.

Nicht zufriedenstellend ist ferner, dass der Forschungsstandort Sachsen zwar eine einzigartige Dichte an grundlagen- und anwendungsorientierten Forschungseinrichtungen aufweist, dies jedoch bislang in der wirtschaftlichen Entwicklung unserer Region noch zu wenig spürbar wird.

Das ILK geht hier voran. Denn im Unterschied zu der in vielen Forschungsprojekten und -clustern bislang weitgehend isolierten Betrachtungsweise einzelner Themenfelder, wie etwa Werkstofftechnik, Modellierung und Simulation, Konstruktion und Prozesstechnik, verfolgt das ILK seit mehreren Jahren einen systemischen Ansatz. Dieser erlaubt es insbesondere KMU, gezielt Schlüsselstellen in den Wertschöpfungsketten zu besetzen. Der Technologietransfer unter den spezifischen Randbedingungen der sächsischen Industrie gelingt nur dann, wenn für das Unternehmen unmittelbar ein Mehrwert generiert werden kann. Oftmals sind die hiesigen Unternehmen weder in der Lage, eigene Forschungsprojekte zu finanzieren noch haben sie die Ausdauer mehrere Jahre an einer Markteinführung zu arbeiten. Zielführend ist häufig nur, was heute verfügbar ist und morgen bereits im eigenen Haus gefertigt werden kann. Dieser Spagat zwischen Grundlagenforschung und sehr praxisnaher Anwendung ist spannend und herausfordernd zugleich.

futureSAX: Das ILK ist ein Vorreiter im Bereich Ausgründungen aus der Wissenschaft. Nennen Sie uns bitte ein besonders gelungenes Beispiel für einen universitären Spin-off aus dem Portfolio des ILK.

Ziel des ILK-Vorstandes ist es jedes Jahr ein Startup auszugründen. Mit Blick auf die SCABA GmbH (2016) und die HERONE GmbH (2017/18) liegen wir da gut im Plan. Als neueste Ausgründung in 2020 ist hier nun auch die ANYBRID GmbH zu nennen. Dabei kann das ILK aber auf eine lange Tradition von Ausgründungen und Ansiedlungen zurückschauen. In Sachsen sind in den vergangenen 20 Jahren 17 Unternehmen unmittelbar durch die Arbeit des ILK entstanden, die heute mehr als 600 Mitarbeiter beschäftigen. Hier ein einzelnes Unternehmen herauszugreifen wäre schwierig, insbesondere da natürlich die jüngsten Unternehmungen die größte Aufmerksamkeit erhalten sollten.

Dennoch möchte ich mit der CG Rail GmbH und der Leichtbau-Zentrum Sachsen (LZS) GmbH zwei Unternehmen herausgreifen, die prototypisch für den erfolgreichen Technologietransfer stehen.

Die CG Rail GmbH fokussiert auf die Forschung und Entwicklung im Bereich moderner Bahn- und Verkehrssysteme. Highlight ist der in einem Joint-Venture mit CRRC entwickelte CETROVO, ein vollständig aus Carbon hergestellter Hochgeschwindigkeits-Metro-Zug. Somit ist der weltweit größte Schienenfahrzeughersteller und einer der größten Industriekonzerne überhaupt bereits heute in Sachsen aktiv und will seine Basis langfristig sichern und ausbauen. Hieraus ergeben sich erhebliche Wachstumspotentiale für die gesamte Region Ostsachsen. Zur Beschleunigung des Technologietransfers im Bereich des Schienenfahrzeugbaus haben wir kürzlich auch den Verein RailAir e.V. mit Sitz in Görlitz gegründet. Dessen zentrales Ziel ist das Etablieren einer starken Kooperation mitteldeutscher Akteure aus den Branchen Systemleichtbau, Schienenfahrzeugbau und digitaler Entwicklungsplattformen. Die Vision liegt im Entwickeln von leichten, leisen und laufstarken Schienenfahrzeugen durch den gezielten Einsatz von Verbundwerkstoffen im Multi-Material-Design.

Anders gelagert ist die LZS GmbH. 2003 im Verbund der TU Dresden Aktiengesellschaft (TUDAG) gegründet, gehört sie heute zu den führenden technisch-wissenschaftlichen Forschungs- und Entwicklungspartnern der Industrie. Die LZS bieten in Kooperation mit dem ILK das gesamte Spektrum der modernen Bauteil- und Systementwicklung - von der Machbarkeitsstudie, über Konstruktion, Simulation und Fertigung bis hin zur Bauteil- und Systemprüfung.

futureSAX: Wie kann Ihrer Meinung nach, der Transfer von der Forschung in die Anwendung noch besser unterstützt werden und welche ungenutzten Transferpotenziale sehen Sie?

Es ist festzuhalten, dass im weltweiten Vergleich der zügige Ergebnistransfer von der Forschung in die industrielle Anwendung in Europa allgemein und speziell Sachsen noch zu selten gelingt und vor allem zu langsam ist. Die Ursachen für diesen evidenten Standortnachteil sind vielschichtig. Allgemein können jedoch die geringe Risikobereitschaft der Knowhow-Träger und der notwendigen Kapitalgeber sowie die fehlenden infrastrukturellen Voraussetzungen, insbesondere bei technologieorientierten Ausgründungen, als Ursachen genannt werden. Genau an dieser Stelle setzen die Aktivitäten des ILK an. Ziel unserer strategischen Arbeit ist es, in einem gewachsenen universitären Umfeld einen Inkubator aus Forschung und Industrie zu schaffen. Ein solcher Inkubator konzentriert auf ca. 10.000 m² eine Forschungseinrichtung, ein Start-Up Center sowie ein Industrial Application Center unter einem Dach. Mit seiner Themenstellung und in seiner räumlich engen Verzahnung von Industrie und Forschung ist dieser Ansatz weltweit einmalig und soll auf der Zwickauer Straße in Dresden erstmals umgesetzt werden. In einer ersten Stufe wurde Ende 2020 das Initialvorhaben METEOR aus Mitteln des Technologietransferprogramms Leichtbau des BMWi gestartet, in dessen Rahmen auch das Leichtbauvalidierungszentrum (LEIV) mit einer Fläche von fast 2000 m² mit Hilfe der TU Dresden aufgebaut und Mitte 2021 in Betrieb genommen werden wird. In diesem Zentrum soll bis 2030 ein bislang einmaliges, weitgehend umweltneutrales Produktionsnetzwerk realisiert werden, das mit seiner Infrastruktur auch eine völlig neue Plattform für KMU bieten wird. Das LEIV wird damit auf internationaler Ebene zu einem Inkubator, der den Knowhow-Transfer in die Realwirtschaft durch die Demonstration im industriellen Maßstab von ökonomisch und ökologisch sinnvollen Lösungen erheblich vereinfacht und beschleunigt. Für Sachsen bietet sich darüber hinaus die Möglichkeit die im Freistaat vorhandenen unikalen Kompetenzen zu bündeln und künftig besser und zielgerichteter zu unterstützen. Übergeordnetes Ziel muss dabei sein, die schnelle und zielgerichtete Verwertung der in Sachsen an vielen Stellen verfügbaren Forschungsergebnisse und hieraus die Sicherung und Schaffung industrieller Beschäftigung im Freistaat. Wir am ILK haben schon gezeigt, dass wir dazu in der Lage sind. In Zukunft wollen wir das noch besser sowie vor allem schneller machen und auf dabei weitere Bereiche wie die Kreislaufwirtschaft und die Wasserstofftechnologie fokussieren.

futureSAX: Das ILK ist Koordinator von FOREL einer nationalen Plattform zur Entwicklung von Hightech-Leichtbausystemlösungen in Multi-Material-Design für E-Fahrzeuge und die gesamte Mobilität. Welche Bedeutung hat FOREL für Sachsen und über die deutschen Landesgrenzen?  

Das Innovationspotential des Systemleichtbaus und seiner wissenschaftlich-technischen Grundlagen liegt insbesondere in der durchgängigen, werkstoff-übergreifenden Betrachtung der Prozessketten. Genau hier setzt die Forschungsplattform FOREL (Forschungs- und Technologiezentrum für ressourceneffiziente Leichtbaustrukturen)) an, da hierin – ILK-typisch – ein systemischer Ansatz bei der Definition von Forschungsprojekten verfolgt wird. In aufeinander abgestimmten Vorhaben wird in FOREL ein ganzheitliches, durchgängiges Entwicklungs- und Technologienetzwerk auf breiter Ebene aufgebaut, das es erlaubt, vorhandene Lücken in den Technologieketten zu identifizieren und durch werkstoff- sowie fertigungstechnische Grundlagenuntersuchungen gezielt zu schließen. Denn erst in der durchgängigen Betrachtung von Werkstoff, Prozess, Simulation und generischem Prototyp und einer ganzheitlichen Bewertung im Sinne eines Life Cycle Assessment (LCA) entlang der Wertschöpfungskette und des Produktlebenszyklusses bis hin zum Recycling gelingt es, die spezifischen Wechselwirkungen aufzuzeigen und vorhandene Effizienzpotentiale für die angestrebte Großserie methodisch zu erschließen. Gemeinsame methodische Basis ist das Dresdner Modell eines „Funktionsintegrativen Systemleichtbaus in Multi-Material-Design“, das bereits 1993 am ILK entwickelt wurde.

Strategisches Ziel ist es nun, dieses am Standort Dresden gewachsene Netzwerk und das hierin verfügbare Wissen durch Infrastruktur- und Fördermaßnahmen zu verstetigen und gezielt in den Wirtschaftsraum Ostsachsen (von Dresden bis Görlitz) zu transferieren. Dies gelingt, da FOREL unabhängig von einzelnen OEM-Interessen agieren kann und auf deren spezifische Forschungsaspekte keine Rücksicht nehmen muss. Vielmehr kann das Cluster in dem oben erwähnten Leichtbauvalidierungszentrum und dessen geplanten Ausbaustufendie Herausforderungen von KMU direkt adressieren und so unmittelbar einen Mehrwert durch gezielte Produkt- und Technologieentwicklung schaffen. Die Attraktivität dieses alternativen Ansatzes zeigt sich eindrucksvoll in den mittlerweile mehr als 120 aktiven Partnern. Damit stützen sich die angebahnten Transfermaßnahmen von Beginn an auf das größte und erfolgreichste deutsche KMU-Forschungscluster im Gebiet des modernen Systemleichtbaus und zugehörigen Technologien.

futureSAX: Die Schlüsseltechnologie Leichtbau bietet branchenübergreifende Anwendungspotentiale.  Welche Bedeutung haben Ihrer Ansicht nach branchenübergreifende Innovationsplattformen, wie futureSAX in diesem Zusammenhang?

Leichtbau ist eine Querschnittstechnologie, die sich aus allen Wissensgebieten speist und auf alle Branchen wirkt. Interdisziplinärer, branchenübergreifender Austausch liegt somit in den Genen des modernen Systemleichtbaus, wie er seit über 25 Jahren in Dresden praktiziert wird. Aber auch schon zur Gründung der Fakultät Leichtbau an der TH Dresden im Jahre 1954 stand die branchenübergreifende Forschung im Mittelpunkt der Arbeit. Sie sehen, die Idee ist nicht ganz neu. Wenn aber dieser Ansatz über mehr als 60 Jahre trägt, dann muss er nachhaltige Potentiale bergen. Ein Erfolgsgeheimnis des ILK ist wahrscheinlich ein Mittler zwischen den Welten zu sein und am Schnittpunkt vieler Entwicklungsfelder zu arbeiten. Erfolgreiche Lösungen aus der Automobiltechnik in die Luftfahrt zu transferieren ist anspruchsvoll aber erfolgversprechend. Genauso können Methoden der Medizintechnik helfen, die Qualitätssicherung und die Kosten bei der additiven Fertigung von Dichtungen in den Griff zu bekommen. Voraussetzung ist dabei immer eine gemeinsame Sprache und das scheint mir die eigentliche Herausforderung beim branchenübergreifenden Austausch zu sein. futureSAX mit seinen engagiert entwickelten Formaten helfen hier nach meiner Meinung ungemein eine gemeinsame Sprache zu finden. Und die kann gern auch sächsisch sein.

futureSAX: Vielen Dank für das Interview.

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