Gemeinsam durch vernetztes Wissen technische Innovationen ermöglichen
Innovationsnetzwerke
Sie würden gerne Teil eines ZIM-Netzwerkes werden, haben eine Idee für ein neues Netzwerk oder grundsätzliche Fragen zu unseren Netzwerken? Dann melden Sie sich gerne. Hier finden Sie Ihre passende Ansprechpartnerin.
NextGlass
Nachhaltige, funktionale & individuell gestaltbare Glasprodukte
Die Glasbranche steht vor einem spannenden Wandel: Die Weiterentwicklung von Technologien eröffnet völlig neue Möglichkeiten für nachhaltige, funktionale und individuell gestaltbare Glasprodukte. Glas ist nicht nur ein unverzichtbarer Werkstoff in vielen Bereichen unseres Lebens, sondern auch ein echtes Multitalent – von der multifunktionalen Fassadenverkleidung bis hin zu ultradünnen, kratzfesten Glasfolien für Displays. Doch trotz der fortschreitenden Innovationen gibt es noch viele Potenziale, die bislang ungenutzt bleiben. Das Netzwerk „NextGlass“ zielt darauf ab, durch neue Verfahren und Technologien die Glasbranche zu revolutionieren, mehr Flexibilität, Nachhaltigkeit und neue Funktionalitäten in der Herstellung, Veredelung und Prüfung von Glasbauteilen zu ermöglichen.
NextGlass verfolgt die Vision von nachhaltigeren und effizienteren Glasprodukten und Prozessen zur Etablierung und Optimierung der ganzen Wertschöpfungskette in Europa.
MuSan
Multifunktionale Sandwichelemente
Das Bauwesen ist eine Schlüsselbranche der deutschen Wirtschaft und steht vor steigenden Anforderungen. Gebäude sollen funktional, nachhaltig und qualitativ hochwertig sein und gleichzeitig kostengünstig sowie schnell realisiert werden. Die Metallleichtbauweise, insbesondere der Einsatz von Sandwichelementen, bietet hier bereits Vorteile wie kurze Bauzeiten und geringere Kosten und wird daher vor allem im Gewerbe- und Industriebau genutzt. Die Bauweise ist jedoch vergleichsweise jung und aktuell noch mit technischen und normativen Herausforderungen verbunden.
Die Vision des Netzwerkes MuSan ist es, die Potenziale der Sandwichbauweise voll auszuschöpfen und den Ressourcenaufwand über den gesamten Lebenszyklus der Bauteile zu minimieren. So sollen Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit maximiert werden. Die Partner im Netzwerk entwickeln neue wirtschaftliche Verfahren zur Herstellung nachhaltiger und qualitätsgesicherter Sandwichelemente. Ergänzt durch innovative Bemessungsverfahren und konstruktive Lösungen wird die Funktionalität der Elemente deutlich erhöht. Ein besonderer Fokus liegt auf dem Bestand. Neue Lösungen für Sanierung und Recycling sollen die Sandwichbauweise langfristig zukunftsfähig machen.
Smarter Katastrophenschutz
Resilienz gegenüber Katastrophen maximieren
Durch den Klimawandel werden wetterbedingte Katastrophen (Starkregen, Fluten, Stürme, Dürren) kurz- und mittelfristig immer weiter zunehmen. Um diesen Katastrophen gewachsen zu sein, sind neue Entwicklungen und Innovationen zwingend erforderlich. Dabei muss immer mehr auf mobile, modulare und kurzfristig einsetzbare Lösungen gesetzt werden. Während lange Zeit feste Bauwerke wie Deiche bei klassischen Hochwassern ausreichenden Schutz boten, sind die klimabedingten Katastrophen lokaler und unvorhersehbarer.
Ansätze, um diesen Herausforderungen zu begegnen, können in drei Kategorien eingeteilt werden: Maßnahmen zum Schutz vor Katastrophen, zum Management während Katastrophen sowie für einen effizienten Wiederaufbau nach Katastrophen. Schutz vor Katastrophen können bspw. Entwicklungen neuer, lokaler und schnell installierbarer Schutzvorrichtungen vor (Sturz-)Fluten sein. Entwicklungen zum Management von Katastrophen können neuartige Rettungsmittel, aber auch digitale Managementlösungen umfassen. Entwicklungen zum Wiederaufbau nach Katastrophen können bspw. schnell und einfach zu errichtende Infrastrukturelemente (z. B. Brücken) sein.
KI-Bauplanung
Zukunftsfähige Bauplanung durch künstliche Intelligenz
Das Innovationsnetzwerk KI-Bauplanung vereint Architekten, Bauingenieure, Fachplanung und Forschung mit dem gemeinsamen Ziel, KI-basierte Tools für die Bauplanungsbranche zu entwickeln. Durch die im Netzwerk entstehenden Entwicklungen wird Fachwissen einfach zugänglich gemacht, Fachplaner werden besser miteinander vernetzt und manuelle Prozesse werden reduziert. Änderungen in der Bauplanung können schneller umgesetzt werden, wodurch Kosten und Zeit für Bauprojekte erheblich sinken. Damit leistet das Netzwerk einen Beitrag zu einer ökologisch, ökonomisch und sozial nachhaltigen Bauwirtschaft.
AkuPro
Akustische Analysen in Produktionssystemen
Hörbare Geräusche geben oft Aufschluss über die Qualität von Endprodukten, die Stabilität von Fertigungsprozessen sowie den Verschleiß von Maschinenkomponenten und Werkzeugen. Ziel des Netzwerkes ist es, die Produktion durch berührungslose, zerstörungsfreie und akustische Überwachung zu verbessern. Die akustischen Informationen sollen mit Hilfe von KI-Methoden automatisiert interpretiert werden, da diese ideal geeignet sind, menschliches Expertenwissen nachzubilden. Dies ermöglicht ein rechtzeitiges Eingreifen in den Fertigungsprozess und sichert so die Prozess- und Produktqualität bei gleichzeitiger Entlastung des Fachpersonals. Die akustische Zustandsüberwachung erlaubt zudem eine vorausschauende Wartung. Dadurch werden Maschinenstillstände und damit verbundene Produktionsausfälle vermieden. Darüber hinaus können zerstörende Prüfmethoden ersetzt werden.
Im Rahmen des Netzwerkes erarbeiten Experten aus Wissenschaft und Industrie Lösungsansätze für praxisspezifische Herausforderungen. Gemeinsam verfolgen wir das Ziel, Produktionsprozesse mittels akustischer Überwachung zu optimieren und nachhaltiger zu gestalten.
DenkmalpflegeAM
Digitalisierte Restaurierung von historischen Gebäuden
Der Sanierungsbedarf im Bereich der Denkmalpflege ist enorm. So müssen viele der ca. 660.000 denkmalgeschützten Gebäude und eine Vielzahl von Sonderbauwerken (zum Beispiel Statuen) restauriert werden. Durch die zeit- und kostenintensiven handwerklichen Restaurierungstätigkeiten dieser Objekte (Ausmessen, Planen, Fertigen, Montieren etc.) und dem Handwerkermangel in Deutschland verschärft sich dieser Zustand zusehends. Der Herausforderung diese Problematik zu lösen, stellen sich die Partner des Innovationsnetzwerkes „DenkmalpflegeAM“.
Die Technologische Vision des Netzwerkes ist es unter Einsatz neuer Technologien kurzfristige, standardisierte und maximal digitalisierte Restaurierungen von historischen Bestandsgebäuden zu ermöglichen.
5G4Construction
Die smarte Baustelle der Zukunft: effizient, vernetzt, ressourcenschonend
Die Vision des Netzwerks ist es, mit Hilfe der 5G-Technologie die intelligente Baustelle der Zukunft zu schaffen – eine Baustelle, die effizient, vernetzt und ressourcenschonend ist. Durch den Einsatz neuer Produkte und Verfahren, welche im Netzwerk entwickelt werden, wird die Effektivität auf Baustellen deutlich gesteigert. Mittels 5G können Informationen rundum die Baustelle in Echtzeit ausgetauscht und miteinander vernetzt werden. Bearbeitungszeiten können verringert und somit Kosten eingespart werden. Zusätzlich sorgt die Vernetzung von Baugeräten, Personen und Materialien mittels intelligenter Sensorik für eine signifikante Verbesserung der Sicherheit und ein verringertes Risiko von Unfällen und Verletzungen.
Mit den angestrebten Entwicklungen sollen Drohnen, Roboter oder automatisierte Werkzeuge für die Qualitätskontrolle und ein effizientes Ressourcenmanagement eingesetzt werden. Letztlich wird die Vision einer intelligenten Baustelle, die von der 5G-Technologie angetrieben wird, dafür sorgen, dass Bauprojekte effizient, nachhaltig und mit höchsten Sicherheits- und Qualitätsstandards abgeschlossen werden können.
Smarter Hochwasserschutz
Auswirkungen von Hochwasser abschwächen
Hochwasserereignisse stellen immer wieder eine Gefahr für die Existenzen und das Leben von Millionen Menschen dar. Im Zuge des „Jahrhunderthochwassers“ in Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz konnten einige Deiche den auftretenden Wassermengen nicht standhalten. Die Folgen waren Schäden im 2-stelligen Millardenbereich und viele Opfer. Solche Hochwasser sind aufgrund des häufiger eintretenden Extremwetters und der erhöhten Niederschlagsintensität durch den Klimawandel künftig noch häufiger zu erwarten. Das Problem ist, dass der Zustand von Hochwasserschutzanlagen nur unzureichend erfasst und mögliche Schwachstellen nicht detektiert werden können. Wie wir gesehen haben, stellt dies vor allem im Katastrophenfall ein enormes Problem dar. Um sich diesem Problem zu stellen, entwickeln die Netzwerkpartner gemeinsam neue Lösungen für die Verbesserung des Hochwasserschutzes.
Hochwasserschutzsysteme müssen den wachsenden Herausforderungen des Klimawandels in Zukunft gewachsen sein. Dies wollen wir durch umfangreiches Monitoring, intelligente Vorhersagemodelle und neue Schutzkonzepte erreichen. Mit der Entwicklung neuer innovativer Lösungen soll das Netzwerk einen großen Beitrag zur Sicherung der bebauten Flächen leisten und neue Systeme entwickeln, die auch als Grundlage für die Neuentwicklung anderer Hochwasserschutzmaßnahmen dienen können.
EnergieAktiv
Aktiv die Energiewende im Gebäudesektor mitgestalten
EnergieAktiv steht für die Verknüpfung der Baubranche mit innovativen Technologien der Energietechnik.
Ein schnellstmöglicher Ausstieg aus fossilen, klimaschädlichen Energieträgern war noch nie so wichtig wie heute. Besonders dringend ist die Energiewende im Bausektor, denn er verursacht rund 40 % der globalen CO2-Emissionen – und ist damit der umweltschädlichste Sektor weltweit.
Als wichtiger Teilbereich bietet der Gebäudesektor besondere Chancen, die Techniken für die Energiewende anzuwenden. Dazu müssen ökonomische und praxistaugliche Lösungen entwickelt werden.
Das Netzwerk aus Unternehmen und Forschungseinrichtungen forscht deshalb gemeinsam an neuen Möglichkeiten und innovativen Lösungen, um Ökologie und Ökonomie zu vereinbaren. Bei diesen Entwicklungen werden die Gesamtemissionen über den kompletten Lebenszyklus betrachtet. Dabei liegt der Augenmerk ganz besonders auf der effizienten Nutzung erneuerbarer Energien sowie emissionsarmen und kreislaufgerechten Bauweisen.
Nachhaltiges Mauerwerk
Baubranche und Nachhaltigkeit vereinen
Die Baubranche ist der größte Umweltverschmutzer und Ressourcenverbraucher der Welt. Rund 40 % der globalen CO2-Emissionen und 60 % des Abfalls werden im Bausektor verursacht. Während Gebäude insbesondere im letzten Jahrzehnt immer energieeffizienter im Betrieb geworden sind, wurde die Steigerung der Ressourceneffizienz in der Bauphase und nach Ende der Lebenszeit nahezu vollständig vernachlässigt. Neben den Herausforderungen im Bereich der ökologischen Nachhaltigkeit, gibt es im Bauwesen auch soziale und ökonomische Problemstellungen. Lieferengpässe und Materialmangel aufgrund von Krisen führen zu steigenden Kosten und bezahlbarer Wohnraum wird immer knapper.
Das Mauerwerk ist mit einem Anteil von 70 % aller Wohngebäude die größte deutsche Baubranche. Somit trägt es maßgeblich zur Steigerung der CO2-Emissionen bei. Das ZIM-Innovationsnetzwerk hat sich daher zum Ziel gesetzt, durch die Entwicklung innovativer Produkte und Verfahren die Nachhaltigkeit im Mauerwerk deutlich zu steigern. Dafür sollen neue wiederverwertbare Materialien bzw. Bauteile entwickelt werden, deren Einsatz in der Baubranche durch neuartige digitale Lösungen ergänzt werden.
3D-Elektronik
Wir bringen Elektronik in die nächste Dimension.
Bisher ist Elektronik nahezu ausschließlich zweidimensional aufgebaut. Sie ist starr, benötigt relativ viel Platz und ist in der Leistung begrenzt. Gleichzeitig wachsen aber 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, forschen die Netzwerkpartner gemeinsam an neuen, dreidimensionalen Lösungsansätzen.
Die Zielsetzung des Netzwerkes ist es, innovative Produkte und Verfahren für individuelle und technisch anspruchsvolle Elektronikelemente zu entwickeln. Dabei stehen die Aspekte Multifunktionalität, Performanz, Effizienz, minimaler Bauraum und Sicherheit im Vordergrund.
BIMxD
Digitales Erhaltungsmanagement – in jeder Dimension.
Die kontinuierliche Überwachung und Instandhaltung von Bestandsbauwerken ist von gesellschaftlicher und ökonomischer Relevanz. Das zeigen immer wieder Berichte über Bauwerke, die eben nicht gut instand gehalten werden und dann Probleme verursachen. Building Information Modelling (BIM) ist ein digitaler Prozess, der es ermöglichen soll, alle Stakeholder eines Bauwerks von der Planung über die Bewirtschaftung bis hin zur Erhaltung eines Bauwerks zu vernetzen. Insbesondere in der Erhaltung von Bestandsbauwerken hat sich BIM jedoch noch nicht etabliert, viele Fragestellungen und Probleme sind noch nicht beantwortet geschweige denn gelöst.
Genau an dieser Stelle setzt das ZIM-Innovationsnetzwerk BIMxD an. Acht Unternehmen sowie die RWTH Aachen University und die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) haben es sich zur Vision gemacht eine vollständig digitale Prozesskette von der Erfassung, Verarbeitung, Modellierung und Analyse bis zur Visualisierung von Bauwerksdaten zu etablieren. Durch die konsequente Digitalisierung können bisherige Prozesse der Dokumentation, Überwachung und Instandhaltung nachhaltig verbessert werden, so dass die Effizienz gesteigert und die Standsicherheit sowie Dauerhaftigkeit von Bestandsbauwerken dauerhaft sichergestellt wird.
Optiweld
Qualitätssicherung im Kunststoffschweißen
Im Alltag stoßen wir täglich unbewusst insbesondere im Kunststoffbereich auf verschweißte Produkte, ohne die unser heutiger Lebensstandard unmöglich wäre. Neben dem Rohrleitungsbau, der Verpackungs- und Automobilindustrie ist das Kunststoffschweißen auch aus der Medizin- und Pharmaziebranche nicht mehr wegdenkbar und unverzichtbar geworden. Die verschweißten Fügestellen stellen jedoch immer eine Schwachstelle im Endprodukt bezüglich der Belastbarkeit dar und bestimmen in vielen Fällen letztendlich die Lebensdauer des Produkts. Durch die Entwicklung neuartiger Produkte und Verfahren soll die Qualitätssicherung im Kunststoffschweißen deutlich gesteigert, Sicherheitsrisiken durch Kunststoffschweißnähte minimiert und die Herstellung langlebiger Kunststoffprodukte ermöglicht werden.
NawaMe
Baumaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen für den Metallleichtbau
Bisher werden im Metallleichtbau große Mengen petrobasierter, geschäumter Kunststoffe in Form von Dämmmaterialien und Trennelementen verbaut. Zur Reduktion des Abfallaufkommens und zur Steigerung der Nachhaltigkeit sollen daher im Netzwerk ressourcenschonende und recycelbare Alternativen entwickelt werden. Ziel des Netzwerkes ist es, Lösungen zur Verarbeitung von nachwachsenden Roh- und Reststoffen zu hochwertigen Bauprodukten für den Metallleichtbau zu entwickeln. In Kombination klassischer und innovativer Materialien sollen neue Hybridwerkstoffe und funktionale Bauteile entwickelt werden.
Kläsch
Ganzheitliche Klärschlammverwertung
Klärschlamm besitzt neben einem hohen Phosphorgehalt im getrockneten Zustand einen zu Braunkohle vergleichbaren Brennwert. Um sowohl die vollen Potenziale in Bezug auf die Phosphorrückgewinnung als auch die thermische Verwertung auszuschöpfen, werden energieeffiziente und umweltschonende Verfahren für die gesamte Klärschlammbehandlung benötigt.
Neun Unternehmen sowie die RWTH Aachen University haben es sich daher zur Vision gemacht energieeffiziente Lösungen zu schaffen, um eine ganzheitliche Verwertung von Klärschlamm als nachhaltigen Rohstoff zu ermöglichen. Im ZIM-Innovationsnetzwerk Kläsch sollen durch strategische Synergien, entlang der gesamten Wertschöpfungskette, die zukünftigen Herausforderungen der Klärschlammbehandlung gemeinsam bewältigt werden.
AMglass+
Additive Fertigung mit Glas als Werkstoff
Die additive Fertigung bietet eine enorme Gestaltungsfreiheit bei der Fertigung von Bauteilen und etabliert sich in immer mehr Wissenschafts- und Wirtschaftsbereichen. Hierzu trägt insbesondere der immer stärker anwachsende Trend individuell gefertigter Bauteile bei. Für die meisten Prototyping-Anwendungen in der Metall- und Kunststoffindustrie ist der 3D-Druck daher bereits Status quo. In der Glasindustrie sieht das anders aus.
Die wirtschaftliche Realisierung individueller Glasprodukte auf industriellen Qualitätsstandards ist mit den aktuellen Verfahren zur Herstellung von Glasprodukten nicht umsetzbar. Hier stellen insbesondere die hohen Temperaturen und starken Temperaturunterschiede, welche für die akkurate Bearbeitung von Glas benötigt werden, eine große Herausforderung dar. Um diese Hürde zu überwinden, forschen die Netzwerkpartner gemeinsam sowohl an klein- als auch großformatigen additiven Fertigungsverfahren zum Einsatz in der Glasindustrie.
Sie würden gerne Teil eines ZIM-Netzwerkes werden, haben eine Idee für ein neues Netzwerk oder grundsätzliche Fragen zu unseren Netzwerken? Dann melden Sie sich gerne.
Ihre Ansprechpartnerin
Beratung auf Augenhöhe
Christine Kräuter
Prokuristin / Innovationsberaterin
Dr. rer. nat. Physik
Telefon: 06151 667187-20
Kontaktieren