3D-Elektronik

Innovative Elektroniklösungen in 3D

Netzwerkmanagementeinrichtung: Jöckel Innovation Consulting GmbH, Darmstadt
Start der Laufzeit: Januar 2019

Bisher ist Elektronikhardware nahezu ausschließlich zweidimensional aufgebaut. Sie ist meist starr, benötigt relativ viel Platz und ist in der Leistung begrenzt. Gleichzeitig wachsen die Anforderungen an die Funktionalität und Performanz elektronischer Baugruppen und Geräte rapide und der zur Verfügung stehende Bauraum wird immer kleiner. Um diese Herausforderungen zu meistern, muss die Elektronikbranche neue Wege beschreiten und innovative Lösungsansätze hervorbringen. 3D -Elektronik stellt einen solchen Ansatz dar. Die dreidimensionale Fertigung ermöglicht es, elektronische Baugruppen immer komplexer, hochintegrierter, kosten- und energieeffizienter sowie zugleich platzsparender umzusetzen. Durch die Erweiterung um die dritte Dimension eröffnet sich ein fast uneingeschränkter Gestaltungsspielraum. Zudem bieten neuartige Fertigungsverfahren eine hervorragende Möglichkeit, intelligente, elektronische Systeme herzustellen sowie elektronische Bauteile und verschiedene Materialien miteinander zu kombinieren (z. B. Keramik und Metalle). Dadurch werden multifunktionale Systeme erzeugt, die stark verbesserte Eigenschaften aufweisen (leistungssteigernd, platzsparend, etc. ).

3D-PW

3D-Punktwolke

Netzwerkmanagementeinrichtung: GEOKOMM e.V., Potsdam
Start der Laufzeit: März 2015

Die digitale Erfassung von Gebäuden und Landschaften als 3D-Punktwolken (3D-PW) erfolgt in stark zunehmender Auflösung und zu immer geringeren Kosten. Die Analyse dieser Daten bietet grundsätzlich das Potenzial, viele Planungs- und Überwachungsprozesse wesentlich schneller, effektiver und kostengünstiger zu gestalten. Beispielsweise kann eine Solarpotenzialanalyse automatisiert für ein ganzes Stadtgebiet durchgeführt werden, indem anhand einer 3D-PW Gebäude-Verschattungen analysiert werden. Die Möglichkeiten der Nutzung von 3D-PW können derzeit jedoch nicht voll ausgeschöpft werden, da das zu verarbeitende Datenvolumen von oft mehreren Terabyte die verfügbaren Speicherressourcen um ein Vielfaches übersteigt. Das Ziel des Netzwerks ist die Entwicklung und Nutzung von Technologien entlang der Verarbeitungskette von 3D-PW, um effizient mit derart großen Datenvolumen umzugehen. An dem Netzwerk sind vier Forschungseinrichtungen und sieben KMU beteiligt.

3D3P

Netzwerk für 3D-gedruckte Polymere und innovatives Post-Processing

Netzwerkmanagementeinrichtung: Ip M Innovationspartner Mittelstand Inhaber Frank Wilcke, Berlin
Start der Laufzeit: März 2022

Das Ziel des Netzwerkes für 3D-dimensional-gedruckte Polymere und innovatives Post-Processing (3D3P) besteht darin, neue Verfahren zur Optimierung und Automatisierung von Nachbearbeitungsprozessen additiv gefertigter Bauteile aus Kunststoff zu entwickeln. Das Netzwerk fokussiert sich darauf, additive Fertigungsverfahren produktiver zu gestalten, manuelle Arbeiten zu minimieren und eine gleichbleibende Qualität der Bauteile sicherzustellen. Um eine schnelle industrielle Anwendung der Entwicklungen zu ermöglichen, sollen bereits verfügbare Verfahren kombiniert sowie diese weiter oder neu entwickelt werden. Neben den ausführenden Systemen müssen zudem geeignete Hilfsstoffe (wie z. B. Resistbeschichtungen) entwickelt, optimal aufeinander abgestimmt und hergestellt werden.

3DDE

Netzwerk 3D-Druck von Ersatzteilen

Netzwerkmanagementeinrichtung: innos-Sperlich GmbH, Göttingen
Start der Laufzeit: November 2016

Die Verfügbarkeit von Ersatzteilen für Maschinen oder Anlagen, die älter als 25 Jahre sind, ist schwer zu gewährleisten. Ihre Beschaffung gestaltet sich des Öfteren als kompliziert, langwierig und kostenintensiv. Bei bestimmten Branchen, wie beispielsweise dem Schienenpersonenverkehr, bei welchem die Schienenfahrzeuge oft über 30 Jahre im Einsatz sind, ist eine entsprechende Disponibilität an Ersatzteilen für die tägliche Instandhaltung wünschenswert. Aus diesem Grund fokussiert sich das Netzwerk auf neue Technologien zur Produktion von Ersatzteilen aus Kunststoffen und Kunststoffkombinationen, die schneller, flexibler und wirtschaftlicher als klassische Fertigungsverfahren sein sollen. Geplant sind Entwicklungen von neuen, normenkonformen Materialien, Verfahren und Prozessen um verschiedenste benötigte Ersatzteile 3D-druckfähig gestalten und herstellen zu können. Im Netzwerk sollen Unternehmen aus der Materialforschung, -entwicklung und -herstellung, der Druckmaschinenherstellung, Dienstleister, Forschungseinrichtungen als auch Anwender gemeinsame Lösungen entwickeln.

3DIMBA

3D-Druck im Bau

Netzwerkmanagementeinrichtung: ip|m innovationspartner mittelstand Berlin - Coburg Inh. Frank Wilcke, Coburg
Start der Laufzeit: Januar 2019
Internationales ZIM-Kooperationsnetzwerk

Auf Grund von stetig steigenden Anforderungen bezüglich Individualisierbarkeit, Reduktion von Kosten, Zeitaufwand sowie Energie- und Ressourceneinsatz nimmt auch in der Baubranche das Interesse an der Digitalisierung von Prozessen und Produktionsverfahren zu. So eröffnet der 3D -Druck, der in anderen Branchen schon weitaus selbstverständlicher wahrgenommen bzw. eingesetzt wird, auch für das Bauwesen neue Möglichkeiten, schnell, flexibel und kostengünstig Bauwerke bzw. Elemente zu fertigen. Das Netzwerk hat sich daher zum Ziel gesetzt, eine europäische Plattform für den 3D -Druck im Bauwesen zu schaffen. Die Entwicklungs-schwerpunkte bilden die Fertigungskette für 3D -gedruckte Betonstrukturen ab: 3D -Betondrucker mit Seilzugkinematik; druckbarer Beton; Armierungen in 3D -gedruckten Betonstrukturen; Simu-lation und Qualitätssicherung für Druckprozesse und gedruckte Bauteile. Die internationalen Partner aus Dänemark, Österreich, Slowenien und Frankreich bringen erhebliche praktische und wissenschaftliche Erfahrungen im 3D -Druck für das Bauwesen in das Netzwerk ein.

4DBIOPRINTING

Bioprinting für Biopharma & Medizin

Netzwerkmanagementeinrichtung: EurA AG, Ellwangen
Start der Laufzeit: Februar 2020
Internationales ZIM-Kooperationsnetzwerk

Weltweit gibt es einen großen ungedeckten Bedarf an Spenderorganen, deren Implantation für viele Patienten mit Organinsuffizienzen, Zirrhosen oder Metastasen die einzige langfristige Überlebenschance darstellt. Ebenfalls groß ist der Bedarf an repräsentativen in vitro-Modellsystemen, die in der Arzneimittelentwicklung Tierversuche ersetzen und die Risiken klinischer Studien für die Probanden reduzieren können. Beide Bedarfe könnten mit in 3D-Druckverfahren künstlich nachgebildeten menschlichen Organen und Geweben gedeckt werden. Auch wenn der 3D-Druck von Geweben im Kontext von Forschungsprojekten bereits praktiziert wird, so sind die Ergebnisse nicht hinreichend, um lebendige Strukturen zu realisieren, bei denen die Zellen so miteinander interagieren, dass sie eine übergeordnete Funktionalität sicherstellen können. Hierfür müssten zeitliche Abfolgen und an diese gebundene molekulare Interaktionen beim Gewebeaufbau berücksichtigt werden. Diese vierte, zeitliche Dimension wollen nun Partner aus Deutschland, Großbritannien und Frankreich in generative Verfahren einfließen lassen, mit denen funktionale dreidimensionale Organ- und Gewebestrukturen realisierbar werden sollen.

5G4Construction

Temporäre 5G Campusnetze für Baustellen

Netzwerkmanagementeinrichtung: Jöckel Innovation Consulting GmbH, Darmstadt
Start der Laufzeit: September 2022

Ziel des Netzwerks ist es, neue Produkte und Verfahren auf Basis eines 5G-Campusnetzes zu entwickeln und die vollständige Digitalisierung und Vernetzung aller Stakeholder (Baumaterial, Maschine, Mensch) und Gewerke auf Großbaustellen weiter voranzutreiben. Dazu sollen ein geografisch begrenztes, lokales und für besondere Anforderungen der industriellen Kommunikation angepasstes, dediziertes 5G-Mobilfunknetz sowie diverse weitere innovative Lösungen (Funksensoren, Hard- und Software) zur Erhebung, Verarbeitung und Analyse von Daten in Echtzeit aufgebaut werden. Die Aktivitäten des Netzwerkes richten sich insbesondere an den Schwerpunkten Vernetzung, Digitalisierung, Energie- bzw. Prozesseffizienz, Arbeitssicherheit und Optimierung von Abläufen im Kontext von Großbaustellen aus.

Acrylamid

Netzwerk für den innovativen Einsatz von Ultraschall, Radiofrequenz und Vakuum in der Herstellung von Lebensmitteln mit reduziertem Acrylamidgehalt

Netzwerkmanagementeinrichtung: Verein zur Förderung des Technologietransfers an der Hochschule Bremerhaven, Bremerhaven
Start der Laufzeit: Juni 2018
Internationales ZIM-Kooperationsnetzwerk

Das internationale Netzwerk mit französischer Beteiligung hat sich zum Ziel gesetzt, durch Prozessinnovationen entlang der gesamten Wertschöpfungskette den Gehalt von Acrylamid in Lebensmitteln zu reduzieren, um die Lebensmittelunternehmen bei der Einhaltung der vorgeschriebenen Richtwerte zu unterstützen. Die Idee zum Netzwerk entstand im Zusammenhang mit der im April 2018 in Kraft getretenen EU Acrylamid-Verordnung, in der für einen besseren Verbraucherschutz die bisher festgesetzten Richtwerte um 25-40 % reduziert wurden. In gemeinsamen Kooperationsprojekten sollen unterschiedliche Kompetenzen der deutschen und französischen Partner genutzt werden, um Produkte und Verfahren für den europäischen und internationalen Markt zu entwickeln. Schwerpunkte der Entwicklungsvorhaben liegen bei der Herstellung von Backwaren, Fischprodukten in Panade oder im Teigmantel und Kartoffelchips.

Ad-Hoc

Technologie- und Methodeninnovation für dezentrale Ad-hoc-Netzwerke

Netzwerkmanagementeinrichtung: Zeppelin Universität gemeinnützige GmbH, Friedrichshafen
Start der Laufzeit: August 2020

Die zentrale Idee des Netzwerks ist es, mittels der Ad-Hoc-Netzwerktechnologie für Funkverbindungen innovative Anwendungen zu ermöglichen, die bisher nur mit erheblichen Kosten für die Anwender oder gar nicht umgesetzt werden konnten. Hierzu gehören beispielsweise Anwendungen im Umweltschutz oder den Life Sciences. Die dafür benötigten integrierten Lösungen sollen innerhalb des Netzwerkes konzipiert bzw. entwickelt werden. Hierdurch sollen neue Anwendungsfelder erschlossen werden, bei denen die Basistechnologie unter anderem mit intelligenten Algorithmen (KI erweitert werden sollen, um bislang nicht beherrschbare Anwendungsprobleme zu lösen. Es sollen die wirtschaftlichen Vorteile dieser Technologien transparent gemacht und mit Unterstützung des Netzwerks unterschiedlichste Lösungen bis zur Marktreife geführt werden.

AdMessTec

Netzwerk zur Entwicklung und Umsetzung adaptiver, digitaler Multisensor-Messsysteme zur Qualitätssicherung und Unterstützung bei Handhabungsprozessen in der Fertigung

Netzwerkmanagementeinrichtung: TGF - Technologie und Gründer-Förderungsgesellschaft Schmalkalden/Dermbach GmbH Südthüringen, Schmalkalden
Start der Laufzeit: Mai 2016

Fertigungsbetriebe in der Metall- und Kunststoffindustrie müssen sich den Herausforderungen zunehmend dynamischer werdender Märkte stellen. Hinzu kommen gestiegene Anforderungen hinsichtlich Präzision und Preis der Produkte. Eine Automatisierung von Produktionsabläufen, die neben der Interaktion von Anlagen auch jene von Mensch und Maschine umfasst, ist deshalb auch für kleine Fertigungsbetriebe unumgänglich. Dies stellt insbesondere kleine Firmen vor große Herausforderungen. Ziel des Netzwerks ist es daher, nach dem Vorbild der „wandlungsfähigen Fabrik“ mit Hilfe geeigneter Partner aus der Forschung intelligente Handhabungssysteme mit adaptiver Messtechnik zu vereinen und an bestehende Fertigungsverfahren anzupassen. Vor diesem Hintergrund wollen die Partner u.a. eine mobile Plattform als Trägerkomponente für Leichtbauroboter entwickeln, welche Handhabungsvorgänge und Messaufgaben an Werkstücken vornehmen können. Ein modularer Aufbau soll die Grundlage für einen vielfältigen Einsatz in unterschiedlichen Produktionssystemen und die Wandlungsfähigkeit garantieren. Das Netzwerk führt Anwendungs- und Querschnittstechnologien zusammen, um den Automatisierungsgrad von Fertigungsprozessen zu erhöhen, Handhabungssysteme durch modularen und flexiblen Aufbau vielfältig einsetzbar zu gestalten sowie Präzisionsmessverfahren in Abläufe zu integrieren, die durch besonders raue Umgebungsbedingungen gekennzeichnet sind.