Auf der jährlich stattfindenden internationalen Erfindermesse iENA wurden im November 2024 in Nürnberg wieder zahlreiche Erfindungen präsentiert und ausgezeichnet. Für alle Thüringer Beträge fand dazu am 12.12.2024 im Landespatentzentrum Thüringen (PATON) an der TU Ilmenau die Auszeichnungsveranstaltung, sowohl aus der Wirtschaft als auch aus der Wissenschaft, statt. Eine Bronzemedaille ging an das Forscherteam um Prof. Jens Bliedtner.

Ausgezeichnet wurde die Entwicklung einer Glasextrusionsanlage und eines neuartigen generativen Verfahrens, das die direkte Herstellung kompakter, dreidimensionaler und geometrisch präziser Glasbauteile ermöglicht. Dabei werden kontinuierlich zugeführte Glasfasern indirekt durch Laserstrahlung erweicht. Das Ergebnis ist ein flexibles und präzises Fertigungsverfahren, das den schichtweisen Aufbau von Bauteilen aus Werkstoffen wie Borosilikatglas oder Quarzglas ermöglicht - ohne organische Bindemittel oder aufwändige Nachbearbeitung. Mit dieser innovativen Faserextrusionstechnologie kann der 3D-Druck um hochwertige Glaswerkstoffe erweitert werden und eröffnet damit neue Anwendungsmöglichkeiten in der Bioanalytik, Chemie und Optik.

Die Miterfinderin Anne-Marie Layher präsentierte die Erfindung den anwesenden Gästen und nahm gemeinsam mit Andreas Hopf, Jan Delith und Volker Reichelt die Auszeichnung entgegen. Das gesamte Erfinderteam besteht aus Prof. Dr. Jens Bliedtner, Anne-Marie Layher und Andreas Hopf von der EAH Jena sowie Dr. Jan Dellith, Dr. Jens Kobelke und Volker Reichel vom Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.

Foto: Jens Dahlems, Patentmanagement Thüringer Hochschulen

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Ilmenau, 2. Januar 2025

Das Thüringer Zentrum für Maschinenbau hat am 1. Januar ein großangelegtes Forschungsprojekt gestartet, das Herstellungsprozesse von Kunststoffbauteilen umweltfreundlicher machen soll. Das gemeinsame Ziel der EMProBio-Forschungsgruppe: Über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg sollen Kunststoffprodukte weniger Energie und natürliche Ressourcen verbrauchen. Das auf zwei Jahre angelegte Projekt wird vom Freistaat Thüringen mit rund 982.000 Euro aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds Plus gefördert.

Die Klimaänderung, eine der größten Herausforderungen unserer Zeit, erfordert eine drastische Verringerung des Ausstoßes klimaschädlicher Treibhausgase und des Verbrauchs natürlicher Ressourcen. Dies wirkt sich vor allem auf das verarbeitende Gewerbe aus – insbesondere auf die Herstellung von Kunststoffteilen, da deren Produktion heute noch sehr ressourcenintensiv ist.

In der Forschungsgruppe EMProBio („Energie- und materialeffiziente Produktionsprozesse für biogene Kunststoffe“) arbeitet das Thüringer Zentrum für Maschinenbau (ThZM) mit seinen 5 Partnereinrichtungen *) an Technologien und Prozessen, um den Ausstoß von Kohlendioxid in allen Lebensphasen der Kunststoffbauteile zu verringern und insbesondere deren Produktion umweltfreundlicher zu gestalten. Zentraler Ansatz: die Energie- und Ressourceneffizienz in der Produktion zu steigern. Zwei Jahre lang entwickeln Wissenschaftler und Ingenieure nachhaltige Produktionsstrategien zur Verringerung des Energieverbrauchs, der Emissionen und der Rohstoffe.

Ressourcenintensive Materialien sollen ersetzt werden durch sogenannte biogene Verbundwerkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen, die weniger Energie und Ressourcen verbrauchen und zudem Kohlendioxid binden. Insbesondere im Leichtbau werden Verbundwerkstoffe wie faserverstärkte Kunststoffe immer häufiger verwendet. Neben technischen Fasern aus Glas, Carbon oder Aramid werden Naturfasern aus biologischen Quellen wie Flachs, Hanf, Jute oder Holz immer bedeutsamer. So liegt der Schwerpunkt des EMProBio-Projekts auf biogenen Kunststoffen: Kunststoffe sollen mit natürlichen Materialien wie Pflanzenfasern kombiniert werden. Ziel sind Bauteile, die nicht nur langlebig, sondern auch umweltschonend sind. 

Um die praktischen Anforderungen der kunststoffverarbeitenden kleinen und mittleren Unternehmen in Thüringen zu erfüllen, konzentriert sich das Projekt auf Materialien, die kommerziell erhältlich sind. Dabei stellt ein Industriebeirat aus Thüringer Unternehmen der Kunststoffbranche und Experten für Klimaneutralität und Nachhaltigkeit sicher, dass die Forschung eng an den Bedürfnissen der Wirtschaft ausgerichtet ist.

Der Koordinator der Forschungsgruppe, Prof. Stephan Husung, Leiter des Fachgebiets Produkt- und Systementwicklung an der TU Ilmenau, ist zuversichtlich, Thüringer Unternehmen zu erweiterten Geschäftsmodellen und Wettbewerbsvorteilen verhelfen zu können: „Mit unseren Forschungsarbeiten werden die Thüringer Kunststoffverarbeiter zu Qualitätslieferanten für biogene Kunststoffbauteile, und das mit einer deutlich breiteren Dienstleistungs- und Produktpalette. Für diese kleinen und mittleren Unternehmen wird das Thüringer Zentrum für Maschinenbau mit den Kompetenzen, die wir uns im EMProBio-Projekt erarbeiten, Ansprechpartner für eine ressourcenschonende Produktion und für die entsprechende Bilanzierung sein.“

*) TU Ilmenau, Ernst-Abbe-Hochschule Jena, GFE – Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden e. V., Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH (ifw Jena), Hochschule Schmalkalden

KONTAKT
Prof. Stephan Husung
Leiter Fachgebiet Produkt- und Systementwicklung, TU Ilmenau
Telefon: +49 3677 69-2472
Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein.

ÜBER UNS
Das Thüringer Zentrum für Maschinenbau (ThZM) ist ein im Jahr 2013 ins Leben gerufenes Projekt von fünf Forschungseinrichtungen in Thüringen: Technische Universität Ilmenau, Hochschule Schmalkalden, Ernst-Abbe-Hochschule Jena, Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung e. V. (GFE) und Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH (ifw). Es ist Innovationspartner für das produzierende Gewerbe in der Anwendung von modernen Produktions- und Maschinenbautechnologien. Das ThZM unterstützt mit seiner Expertise Industrieunternehmen über die gesamte Prozess- und Fertigungskette hinweg und vermittelt kompetente Kooperationspartner für die Lösung ihrer Entwicklungsaufgaben.

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Automatisierung als Ausweg aus dem Arbeitskräftemangel? Umfrage des Thüringer Zentrums für Maschinenbau liefert spannende Einblicke

Ilmenau, 13. November 2024

Der Arbeitskräftemangel in Thüringen hat sich in den letzten Jahren zunehmend verschärft und stellt die regionale Wirtschaft vor erhebliche Herausforderungen. Laut Thüringer Fachkräftestudie „Herausforderungen und Chancen im demografischen Wandel“ wird erwartet, dass bis zum Jahr 2035 rund 385.000 Arbeitskräfte altersbedingt aus dem Arbeitsmarkt ausscheiden werden.

Dies wird den bestehenden Mangel an qualifizierten Fachkräften weiter verstärken und betrifft insbesondere kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in Thüringen, deren Wachstum und Innovation dadurch gebremst werden. Bereits jetzt bleiben viele Stellen langfristig unbesetzt. Der Ersatzbedarf an Arbeitskräften übertrifft dabei den Erweiterungsbedarf bei Weitem. Besonders betroffen vom Fachkräftemangel sind das verarbeitende Gewerbe und der Gesundheitssektor.

„Angesichts des bestehenden Fachkräftemangels führte das Thüringer Zentrum für Maschinenbau (ThZM) im September 2024 eine Umfrage unter Unternehmen des produzierenden Gewerbes und branchenverwandten Dienstleistern durch, um detaillierte Einblicke in die aktuelle Lage zu erhalten“, berichtet Dr. Andreas Patschger, Leiter der Koordinierungsstelle des ThZM. In der anonymen Umfrage wurden Fragen zu Unternehmensdaten, zur Situation des Arbeitskräftemangels, zu Hemmnissen und Maßnahmen sowie eingesetzten Technologien gestellt. 40 Unternehmen nahmen an der Befragung teil und lieferten wertvolle Erkenntnisse.

Mit Automatisierungslösungen dem Fachkräftemangel entgegenwirken

Über 80 Prozent der befragten Unternehmen bewerten die aktuelle Arbeitskräftesituation als dringlich oder sehr dringlich. Mehr als 90 Prozent der Unternehmen schätzen ihre Entwicklung ohne Lösung des Problems gar als negativ bis existenzbedrohend ein. Besonders kritisch ist der Mangel an Mitarbeitern mit mittleren und hohen Qualifikationsniveaus, wie z. B. Facharbeiter, Ingenieure oder IT-Spezialisten. Der Fachkräftemangel verstärkt außerdem den Automatisierungsbedarf in Thüringer KMU. In den Bereichen Fertigungsverfahren, Arbeitsvorbereitung und Verwaltung sehen viele Unternehmen großes Potenzial, um Prozesse effizienter zu gestalten und den Personalmangel teilweise auszugleichen. Prozessautomatisierung und -digitalisierung, der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) sowie Robotik/Cobotik werden als zentrale Hebel betrachtet, um die Abhängigkeit von qualifiziertem Personal zu verringern und Produktionsabläufe zu optimieren.

Um die Automatisierungslösungen in KMU zu unterstützen, plant das Thüringer Zentrum für Maschinenbau, ein ZIM-Netzwerk (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand) aufzubauen. „Ein solches Netzwerk fördert die Zusammenarbeit und den Wissensaustausch zwischen Unternehmen und Forschungseinrichtungen“, erklärt Dr. Patschger, „außerdem ermöglicht es den Zugang zu spezialisiertem Know-how und neuen Technologien und beschleunigt Entwicklungsprozesse und Markteinführungen.“

Unternehmen, die Interesse an einer Zusammenarbeit mit dem Thüringer Zentrum für Maschinenbau haben, können sich gerne an Dr. Andreas Patschger von der Koordinierungsstelle des ThZM an der TU Ilmenau wenden: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein..

Bild: Dr. Andreas Patschger präsentierte die Umfrageergebnisse beim 8. Thüringer Maschinenbautag am 22.10.2024 in Erfurt | © ThEx Wirtschaft 4.0

ÜBER UNS
Das Thüringer Zentrum für Maschinenbau (ThZM) ist ein im Jahr 2013 ins Leben gerufenes Projekt von fünf Forschungseinrichtungen in Thüringen: Technische Universität Ilmenau, Hochschule Schmalkalden, Ernst-Abbe-Hochschule Jena, Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung e. V. (GFE) und Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH (ifw). Es ist Innovationspartner für das produzierende Gewerbe in der Anwendung von modernen Produktions- und Maschinenbautechnologien. Das ThZM unterstützt mit seiner Expertise Industrieunternehmen über die gesamte Prozess- und Fertigungskette hinweg und vermittelt kompetente Kooperationspartner für die Lösung ihrer Entwicklungsaufgaben.

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Die alle zwei Jahre stattfindende Düsseldorfer Messe „glasstec“ wurde dieses Jahr vom 22. bis 25. Oktober 2024 unter dem Motto „We are Glass“ veranstaltet. Als internationale Plattform für Glasproduktion, -verarbeitung und -produkte zog sie mehr als 32.000 Besucherinnen und Besucher aus aller Welt an, um die neuesten Entwicklungen, Innovationen und Trends von über 1.200 Ausstellern zu entdecken.

Für die Arbeitsgruppe Bliedtner ergab sich am Gemeinschaftsstand mit insgesamt 12 Ausstellern der HVG-DGG die Möglichkeit aktuelle Forschungsprojekte und -ergebnisse zu präsentieren. Ausgestellte Exponate aus den Bereichen Optikfertigung von komplexen Glasbauteilen, der mechanischen sowie laserbasierten Oberflächenpolitur optischer Komponenten, Additiver Fertigung aus Glaspulvermaterialien und der Anwendung von UKP-Laserstrahlung zum Beschriften auf und im Glas konnten bestaunt werden. Dabei stieß die additive Fertigung von Polierwerkzeugen sowie von Bauteilen aus Glaspulver auf besonderes Interesse und führte zu angeregten Gesprächen mit Besuchern und Ausstellern.

Nach der im letzten Jahr rundum gelungenen Premiere der W3+ Fair in der Sparkassenarena Jena, öffnete die Fachmesse für Photonik, Optik, Elektronik und Mechanik erneut vom 25.-26.09.2024 ihre Pforten. In zwei Hallen konnten die rund 50 Austeller den rund 2000 Besuchern und Besucherinnen die neuesten Trends, Technologien und Innovationen präsentieren. Damit konnte die Messe ihre Erfolgsgeschichte in Jena weiter fortsetzen und darüber hinaus ihre Bedeutung als Leitveranstaltung für Innovationen im mitteldeutschen Raum weiter ausbauen. Neben den großen Namen wie Zeiss, Jenoptik oder Schott, waren auch zahlreiche weitere regionale sowie überregionale mittelständische Unternehmen vertreten. Abgerundet wurde das vielfältige Angebot durch die Campus Area, auf der die neuesten Ergebnisse der Forschung gezeigt wurden.

An dem durch Nucleus organisierten Gemeinschaftsstand zeigte auch die Arbeitsgruppe Bliedtner wieder diverse Forschungsthemen und Exponate aus verschiedensten Themengebieten. Neben Exponaten aus den Bereichen des 5-Achs-CNC-Schleifens komplexer Bauteile, dem Ultra-Feinstschleifen, der Laserstrahlpolitur, der UKP-Bearbeitung und dem selektiven Lasersintern von Glaspulvern, konnten auch die neuesten Trends, wie zum Beispiel die additive Werkzeugfertigung für Schleif- und Polieraufgaben, präsentiert werden. Professor Bliedtner hielt einen Vortrag vor einem interessierten Publikum zum Thema "CM-Polierverfahren für optische Freiformflächen mit gezielter Minimierung von SSD-Strukturen".
Insgesamt erwies sich die Messe erneut als wertvolle Gelegenheit für die Fachaussteller, sich einem breiten Fachpublikum zu präsentieren und bestehende wie neue Kontakte zu pflegen und weiter auszubauen. Wie auch schon im letzten Jahr zeigten sich auch Persönlichkeiten der Thüringer Politiklandschaft, wie beispielsweise der Jenaer Oberbürgermeister Thomas Nitzsche oder CDU-Spitzenkandidat Mario Voigt, erneut sehr interessiert an den präsentierten Forschungsfeldern.

Der studentische Forschertag der Arbeitsgruppe Bliedtner hat sich seit 2018 als fester Bestandteil im Kalender der AG etabliert. Er bietet Studierenden die Möglichkeit, ihre Forschungsprojekte einem interessierten Publikum zu präsentieren und dabei hilfreiches Feedback zu erhalten, das sie im Verlauf ihrer wissenschaftlichen Karriere sehr gut anwenden können. Am 23.09.2024 fand die 12. Auflage dieses Events statt und auch hier konnten die insgesamt sieben Teilnehmenden mit ihren Präsentationen in den Bereichen der additiven Fertigung, Optiktechnologie und der Lasermaterialbearbeitung überzeugen und weitere Erkenntnisse sammeln.

Gewinner der diesjährigen Vortragsstrecke ist Tim Dubslaff mit seiner Präsentation zum Thema „Untersuchungen zur laserbasierten Verfestigung modifizierter Natron-Wassergläser unter Einsatz unterschiedlicher Laserwellenlängen“.
Der zweite Platz geht an Jonas Siegrist, der die „Entwicklung von additiv gefertigten Stützstrukturen für die Integration von Transpondern in Spritzgussbauteilen“ vorgestellt hat.
Denise Schultheiß konnte sich den dritten Platz sichern mit einem Vortrag über die „Untersuchungen zur Synchro-Speed-Politur sphärischer Optiken mit additiv hergestellten Werkzeugen“.

Wir gratulieren den Gewinnerinnen und Gewinnern herzlich und freuen uns bereits jetzt auf die nächste Auflage des studentischen Forschertages mit neuen, spannenden Forschungsprojekten und anregenden Diskussionsrunden.

Das jährlichen Treffen der European Optical Society (EOS) fand vom 9. bis 13. September 2024 in Neapel (Italien) statt. Wie schon in den Jahren zuvor tauschten sich mehrere Hundert Teilnehmende aus Industrie und Forschung in zahlreichen Präsentationen und persönlichen Diskussionen zu den aktuellen Themen der Optik und der photonischen Technologien aus.

Unsere Arbeitsgruppe zeigte hierbei in vier Vorträgen und diversen Posterbeteiligungen aktuelle Forschungsprojekte und wissenschaftliche Erkenntnisse. In einem Invited-Vortrag präsentierte Professor Bliedtner persönlich einen Überblick neuer Polierkonzepte und effizienter Prozessketten in der Optikfertigung. Christian Schulze zeigte in diesem Themenfeld die Entwicklung neuer additiver Polierfolien mit gebundenem Ceroxid-Korn. Sebastian Henkel stellte wiederum Untersuchungen zur Laser-Absorption optischer Bauteile für eine perspektivische hybride Prozesskette aus Laser- und spanender Bearbeitung vor. Auch die optimierte Bildgebung von Risstiefenschädigungen mittels OCT-Messtechnik durch die Anwendung eines Ätzprozesses wurde durch einen Vortrag von Samson Frank adressiert.

Am 06. und 07. November 2024 fand in den Räumlichkeiten der EAH Jena die 14. Jenaer Lasertagung statt. Die Veranstaltung, organisiert durch den OptoNet e.V. sowie das Institute of Applied Physics der FSU Jena, die Ernst-Abbe-Hochschule Jena (EAH) sowie das Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung (ifw jena), brachte über 200 Expertinnen und Experten aus Industrie, Bildung, Forschung und Politik zusammen, um aktuelle Trends und Herausforderungen der Laserbranche zu diskutieren.

Neben einer umfangreichen Begleitausstellung waren die 6 Keynotes und die zahlreichen Vorträge in 8 Sessions das Highlight der Veranstaltung.

Die AG Bliedtner der EAH Jena beteiligte sich mit mehreren Beiträgen an der Tagung. So präsentierte Samson Frank Ergebnisse zur Thematik "Influencing factors on the creation of subsurface damages during ultrashort pulse laser machining of glass", also zur Untersuchung von durch ultrakurze Laserpulse hervorgerufenen Schädigungen (SSD) in Gläsern mittels optischer Kohärenztomographie (OCT).

Auch in der Postersession der Lasertagung waren zahlreiche Beiträge aus der AG Bliedtner vertreten:

• Michael Güpner, et al.: Multi-sensors in the field of DED-LB/M
• Robin Hassel, et al.: Layer-by-layer solidification of sodium silicate solutions using CO₂ laser radiation
• Andreas Hopf, et al.: Laser material processing of ceramic foam materials
• Denis Just, et al.: Development of a laser-based dosing unit for the process of material extrusion
• Sarath Meda, et al.: Laser-based powder deposition to generate electrical conductivity on PES fabric
• Frank Rempt, et al.: Laser micro welding of thin multi-layered connections

Zum Abschluss der erstmals englischsprachigen Konferenz wurde durch Frau Krippendorf (OptoNet e.V.) in Vertretung für den kurzfristig erkrankten Prof. Bliedtner standesgemäß der Staffelstab von Jena an Mittweida übergeben. Dort findet in 2025 die 14. Mittweidaer Lasertagung statt (18. & 19. Juni) statt. Weitere Informationen zu dieser Veranstaltung finden Sie unter: https://www.lasertagung-mittweida.de/

Detailliertere Informationen finden Sie auf der Webseite der Tagung.