Erforschung von Bearbeitungstechnologien

Fraunhofer IPA erhält Leichtbau-Zentrum

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Das geplante Gebäude U für Leichtbautechnologien am Fraunhofer IPA. Bild: Gewers & Pudewill GmbH
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Auf dem Gelände des Birkhof in Stuttgart-Vaihingen gegenüber dem Institutszentrum, entsteht das neue Gebäude U des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA). Dort sollen ab 2021 Bearbeitungstechnologien für den Leichtbau entwickelt werden.

Mit dem Spatenstich am 20. Mai beginnen offiziell die Arbeiten auf der Baustelle. Die Staatssekretärin im Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg, Katrin Schütz, wird als Vertreterin der Landesregierung zusammen mit den Institutsleitern des Fraunhofer IPA, den Professoren Fritz Klocke und Thomas Bauernhansl, die Baustelle symbolisch eröffnen.

Im nun entstehenden Gebäude U erforscht das Fraunhofer IPA ab 2021 für und mit der Industrie – insbesondere kleinen und mittelständischen Unternehmen – Verfahren, die den Verbrauch von Energie und Werkstoffen in der Produktion nachhaltig senken. Die entwickelten Leichtbaumaschinenkomponenten benötigen weniger Materialeinsatz und haben ein geringeres Gewicht, sparen im Betrieb also Energie ein. Die neu entwickelten Verfahren für die effiziente Bearbeitung von Leichtbauwerkstoffen wie CFK, Aluminium oder Multi-Material-Mixen machen darüber hinaus den Einsatz dieser Leichtbauwerkstoffe kostengünstig und wirtschaftlich.

Für all diese Arbeiten benötigen die Forscher Produktionsmaschinen wie Hochleistungs-CNC-Maschinen, die teilweise zusammen mit Unternehmen entworfen werden und entsprechend industrielle Abmessungen haben. Typische Größen und Massen sind für die Aufstellfläche einer Fräsmaschine 40 bis 50 Quadratmeter bei einem Maschinengewicht von rund zwölf Tonnen. Diese Maschinen und Anlagen haben oft eine Höhe von drei Metern.

Der Forschungsbetrieb und eine lange Gebäudenutzung bedeuten, dass es keine feste Bestückung des Labors mit Maschinen geben kann. Vielmehr orientiert sich der Maschinenbestand am Bedarf der Unternehmen und am Stand der Technik. Daher ist eine flexible Aufstellung von Maschinen notwendig.

Maschinen müssen per Kran über bereits aufgestellte Maschinen gehoben werden können. Die Halle muss mit schwerem Gerät befahrbar sein und eine entsprechende Deckenhöhe besitzen. Auch der Boden muss für die hohen Maschinengewichte und Bewegungen geeignet sein.

Klebe- und Lötmaschinen für die Verbindungstechnik für Leichtbauwerkstoffe sind in speziellen Labors unterzubringen, die eine hohe Luftsauberkeit garantieren. Zur Montage von Bauteilen, vor allem zur Feinmontage, braucht es klimatisierte Räume, die von der eher verschmutzten Halle entkoppelt sind.

Für die Simulationen, Analysen, Konstruktionen, Berichterstellungen etc., die an Bildschirmarbeitsplätzen stattfinden, werden ausreichend Büroflächen gebraucht. Ein Transfer der Ergebnisse an ein breites Fachpublikum erfordert insbesondere Besprechungsräume sowie einen Seminarraum, der auch die Durchführung von größeren Tagungen ermöglicht.

Der Entwurf von Gewers & Pudewill Architekten aus Berlin fasst all diese Funktionen in einem Gebäude von etwa 37 Metern Breite und 55 Metern Länge auf 5700 Quadratmeter Grundfläche zusammen. Die kompakte Organisation des Gebäudes ermöglicht kurze Wege von den Büros in das Technikum, wodurch ein intensiver Austausch zwischen Büroarbeitsplatz und Maschinenhalle einerseits und den IPA-Forschern und Entwicklern aus der Projektgruppe und den Unternehmen andererseits erfolgen kann.

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