Die Feder

Alle Ingenieure haben gelernt, dass bei 3% die Aufnahmefähigkeit von Eisen für Kohlenstoff endet. Und damit ist klar, dass in der Eisenbahn nur wenige Bauteile überhaupt aus Kunststoff oder Faserverbund sein können…

Dieser Scherz war schon beim ersten Mal mäßig und wird auch beim Wiederholen nicht viel besser. Schließlich ist ja bekannt, dass moderne Züge und Waggons ohne Faserverbund und Kunststoffe nicht auskommen und das Leichtbau in der Bahntechnik eine sehr wichtige Rolle spielt.

In unserer aktuellen Episode wir mit Frank Lukas, Team Lead Train Architecture Manager bei Alstom, über die Kunst, einen Zug zu konstruieren, der möglichst leicht, wirtschaftlich und trotzdem zuverlässig unterwegs ist. Dabei geht es um die großen Fragen der Zugarchitektur: Wie bringt man die vielen technischen Disziplinen unter einen Hut? Welcher Werkstoff ist für welche Anwendung der richtige? Wir werfen einen Blick auf den Werkstoffmix aus Stahl, Aluminium, GFK und CFK, schauen uns Sandwichböden, Innenverkleidungen und CFK-Sitzträger an und erfahren, warum selbst die leichteste Konstruktion wenig hilft, wenn sie sich im Werkstattalltag nur mit großem Aufwand warten und reparieren lässt. Denn zwischen einer guten Idee auf dem Reißbrett und einem zugelassenen, langlebigen und wirtschaftlichen Schienenfahrzeug liegen bekanntlich noch ein paar Weichen. Außerdem sprechen wir über individuelle Kundenwünsche, aufwendige Zulassungsprozesse, Lieferketten und die Zusammenarbeit mit Zulieferern. Es geht um Straßenbahnen, Mehrsystemzüge, batterieelektrische Züge und erneuerbare Energien – und um die Frage, wie sich Gewicht, Energieverbrauch, Kosten und technische Anforderungen unter einen Hut bringen lassen.

die Folge auf YouTube

Feed zum Podcast

unser Podcast auf YouTube

Warum kommt man bloß auf die Idee, schwierig zu beschaffende Rohstoffe durch komplexe, umweltzerstörende chemische Prozesse in einen hochfesten, kompliziert zu bearbeitenden Werkstoff umzuwandeln – um ihn dann für Anwendungen zu benutzen, bei denen er die meiste Zeit nur herumsteht und seine Eigenschaften eher hinderlich als hilfreich sind? Aber was soll denn die Alternative sein?

Ach so, da gibt es ja einen Werkstoff, der auf unserem Planeten von ganz allein entsteht und für den man seit Jahrtausenden passende, hochfunktionale Bearbeitungs- und Verbindungsmethoden kennt. Deshalb diskutieren wir in unserer aktuellen Folge mit Christoph Alt von Ligenium über die Vorteile von Holz beim Einsatz für technische Produkte, wie zum Beispiel Ladungsträger in Montagelinien, Einbausysteme für Fahrzeuge usw. Wieder einmal müssen wir am Ende feststellen, dass auch die besten Ingenieure mehrere Millionen Jahre Evolution nicht so einfach wegwischen können und Holz ein viel zu vernachlässigter Werkstoff ist. Und so erfahren wir, dass nicht nur die Werkstoffeigenschaften herausragend sind, sondern die Anwender auch durch die geschickte Kombination dieser mit intelligenten Verbindungsprinzipien ein Produkt erhalten, das neben der offensichtlichen Ressourcenschonung auch bessere Nutzungs- und Lebensdauereigenschaften aufweist.

die Folge auf YouTube

Feed zum Podcast

unser Podcast auf YouTube

Jedem Eishockeyspieler ist klar, wer gegen diese Regel verstößt, wird vom Bully weggeschickt und darf nicht mit um das Spielgerät kämpfen. Merkwürdig, dass unser heutiger Gast – ein erfahrener Eishockeyspieler – gleich direkt am Anfang vor lauter Begeisterung in die Begrüßung reingrätscht. Na, dem Spaß bei der Aufnahme hat es keinen Abbruch getan

Wir begrüßen in Episode 74 den kaufmännischen Geschäftsführer der all ahead composites GmbH, Dr. rer. nat Alexander Chaloupka. Und natürlich bietet seine (fast) profesionelle Eishockeykarriere allein schon genug Stoff für die Episode, aber natürlich sprechen wir auch über seinen Werdegang im Leichtbau und wie es dazu kam, dass er vom bloßen Nutzer der Carbonschläger über die Entwicklung von Sensortechnik zur Prozessüberwachung jetzt bei einer der spektakulärsten Edelschmieden für Fahrradkomponenten gelandet ist. Und natürlich auch darüber, warum er immer wieder daran erinnert wird, dass die Strenge und Konsequenz des Eishockeyregelwerkes ihn schon entscheidende Eigenschaften für sein heutiges Handeln gelehrt hat.

die Folge auf YouTube

Feed zum Podcast

unser Podcast auf YouTube

Manchmal erscheinen die Dinge in der Theorie einfacher als in der Praxis. Das gilt auch für die Herstellung von Blumentöpfen, und so fanden wir in der Vorbesprechung den Titel „Das Leben ist ein Blumentopf“ ziemlich treffend und vielleicht auch etwas lustig und fast schon poetisch. Und dann schaffen wir es tatsächlich, eine komplette Podcastfolge über Kunststoffe, Innovationen, Schlitten, Nachhaltigkeit und Spritzgießen aufzunehmen – ohne auch nur ansatzweise darüber zu sprechen, wie anspruchsvoll das Produkt Blumentopf nun in Wirklichkeit ist. Chapeau. Man könnte sagen: Hart am Thema vorbeigeschlittert.

Wie es uns gelungen ist, den Blumentopf so schändlich zu ignorieren, versteht man aber vielleicht besser, wenn man Marcus Cramer, geschäftsführendem Gesellschafter von KHW in Thüringen, dabei zuhört, wie sich das Unternehmen von einem klassischen Holzverarbeiter zum führenden Schlittenhersteller in Europa entwickelt hat. Und so erfahren wir, wie das Spritzgießen längst zur Leichtbautechnologie geworden ist, warum weniger Material oft mehr Ingenieurskunst bedeutet und wie aus Kunststoff innovative Produkte – auch Blumentöpfe – entstehen, die weit mehr können, als man ihnen auf den ersten Blick zutraut. Eine Folge über kluge Ideen, nachhaltige Entwicklungen und die Erkenntnis, dass man selbst mit dem besten Titel nicht immer dort landet, wo man ursprünglich hinwollte.

[note to myself] Nie in Podcasts über das Wetter reden. Die Verwunderung über 16 °C im Juni wich wenige Tage später dem Entsetzen über 41 °C.

die Folge auf YouTube

Feed zum Podcast

unser Podcast auf YouTube

„Nimm doch einfach Alu statt Stahl.“ – bei diesem Satz leiden die meisten Leichtbauer schnell an körperlichen Schmerzen. Das kann doch bei so viel geringerer Festigkeit und Steifigkeit nie funktionieren! Was aber, wenn die in Frage kommendenen Bauteile gar nicht nach diesen Eigenschaften auszulegen sind, sondern vielmehr Härte und Tribologie für Auslegung, Gestaltung und damit die Masse verantwortlich sind? Dann ist „normales“ Alu immer noch wenig hilfreich, es sei denn man findet einen Weg die Härte signifkant zu erhöhen.

Da die Werkstoffmechanik hier den direkten Weg verbaut, muss man da anders ran und so haben unser Gast Dr. Marcel Graf von der CMMC Gmbh und sein Team den langen Weg außen rum genommen. Das von ihnen entwickelte Verfahren zur gießtechnischen Herstellung von Verbundwerkstoffen aus Aluminium und Hartstoffen ermöglicht es Siliziumcarbid-Partikel direkt in das Metall einzubetten. Die so entstehenden Halbzeuge können wie normales Aluminium verwendet werden und ermöglichen bei verschleißbeanspruchten Bauteilen wie z.B. Zahnrädern erhebliche Masseeinsparungen. Wir sprechen mit Marcel darüber, wie er überhaubt dahin kam, wo er jetzt ist, wo er die größten Potenziale für diese Werkstoffe sieht und warum er sich in seiner Außenseiterrolle auf Faserverbundmessen wohlfühlt.

die Folge auf YouTube

Feed zum Podcast

unser Podcast auf YouTube

Warum man einen Sport betreibt, bei dem schon der Einstieg in das Gefährt zu nassen Füßen führt und unter Lebensgefahr stattfindet, weil es jeden Moment umkippen kann oder über das Heck mit Wasser vollläuft – das werden wir Landratten wohl nie ganz genau verstehen. Hört man aber die begeisterten Schilderungen unseres aktuellen Gastes oder sieht man sich unter dem Stichwort „International 14“ diverse Videos an, dann kann man die Faszination des Jollensegelns gut nachvollziehen und versteht auch, warum das Motto der Segler „Näher am Wasser ist nur Schwimmen“ ist.

In unserer aktuellen Episode sprechen wir mit Axel Reinsch von der ar engineers GmbH aus Hamburg. Und natürlich lernen wir Axel als jemanden kennen, dessen Herz ganz maritim am Segelsport hängt und der nach einem erfahrungsprägenden Einstieg ins Berufsleben seine Begeisterung für herausfordernde Faserverbundanwendungen mit seinem eigenen Entwicklungsteam umsetzen kann. Und so entspannt sich ein unterhaltsames Gespräch von ersten Holzjollen über Bier und Kaffee an australischen Stränden, die Herausforderungen eines Entwicklungsunternehmens in einem handwerklich geprägten Markt bis hin zu der Erkenntnis, dass nach 71 Episoden zwei unserer Gäste bereits sportlich die Klingen bzw. hier die Masten im Wettkampf gekreuzt haben.

die Folge auf YouTube

Feed zum Podcast

unser Podcast auf YouTube

und das ist ein Problem, denn was einmal gebaut ist, steht für gewöhnlich für einige Jahrzehnt oder sogar länger . Und da Beton zu einem der größten Verursacher von CO2-Emissionen zählt, wäre es natürlich gut, so wenig wie möglich davon zu verbauen – das Grundprinzip des Leichtbaus Weniger ist mehr, wenn man es klug anstellt.

Unser Gast Dr. René Jähne ist Wissens- und Technologietransfermanager im NCCR DFAB – dem Nationalen Forschungsschwerpunkt für Digitale Fabrikation – an der ETH Zürich. Der gebürtige Leipziger und Maschinenbau-Absolvent der TU Dresden hat seinen Weg in die Schweiz über Australien, Markdorf am Bodensee und die EMPA gefunden

Wir sprechen mit ihm über seinen Werdegang von der Luft- und Raumfahrttechnik über nachgiebige Strukturen und Formgedächtnislegierungen bis hin zur digitalen Fabrikation im Bauwesen. Das Gespräch führt von Nickel-Titan-Drähten, die Klappen in Flugzeugen ansteuern sollen (bisher leider noch Zukunftsmusik), über robotergestützte Betonfertigung an der ETH bis zu der eigentlich schlichten Frage: Wie viel Beton braucht eine Decke wirklich – und wer traut sich, das auf der Baustelle auch so umzusetzen? Die Antwort liegt irgendwo zwischen beeindruckenden Einsparpotenziale von bis zu 70 % und der nüchternen Realität geltender Bauvorschriften.

die Folge auf YouTube

Feed zum Podcast

unser Podcast auf YouTube

aber unsere Schiffe nicht, denn sie sind aus Stahl – und manchmal auch aus Faserverbund.

Manche Dinge halten ewig – Schiffe aus Stahl zum Beispiel. Andere hingegen zeigen schon mittendrin ihre Sollbruchstelle: die Stimme unseres Gastes. Unser heutiger Gast Jon Steinlein kämpfte tapfer und versuchte wie ein Kielschwein immer Kontakt zur Struktur zu halten. Nur sein sein Stimmapparat hatte anderes vor und versuchte in bester SOLAS-Manier, die Brücke zu räumen.

Jon Steinlein ist gebürtiger Münchner, aufgewachsen am Bodensee, wohnhaft in Lübeck – eine Biographie, die konsequent nordwärts navigiert. Jon ist Wirtschaftsingenieur und Schiffbauingenieur (FH Kiel), hat bei Rademacher Composites und einer Rendsburger Werft gearbeitet, bevor er beim Center of Maritime Technologies in Hamburg landete, wo er das Netzwerk Marilight für maritimen Leichtbau koordinierte. Heute ist er beim Verband für Schiffbau und Meerestechnik (VSM) als Advisor für Technologie und Vorschriftenentwicklung tätig. Die drei zentralen Themen der Episode: erstens, warum Kreuzfahrtschiffe trotz ihrer schwindelerregenden Höhe nicht umkippen (Stichwort: Formstabilität); zweitens, weshalb Faserverbundwerkstoffe im großen Schiffbau trotz ihrer technischen Vorzüge noch immer ein Nischendasein fristen – das historisch gewachsene Regelwerk SOLAS grüßt aus dem frühen 20. Jahrhundert; und drittens, warum die maritime Branche gerade eine echte Renaissance erlebt, mit vollen Auftragsbüchern und wachsender geopolitischer Bedeutung.

die Folge auf YouTube

Feed zum Podcast

unser Podcast auf YouTube

Plant man eine Podcastaufzeichnung mit jemandem, der sich den schlauen Fuchs zum Vorbild genommen hat, muss man damit rechnen, dass man auf einen wahren Meister der verbalen Pirouette trifft. Er weiß viel, sagt wenig direkt und schafft es dennoch, stets die Oberhand zu behalten. Während sein Gegenüber tapfer versucht, klare Antworten zu erhaschen, gleitet der Fuchs elegant aus jeder sprachlichen Falle – mal mit Charme, mal mit Logik, mal mit einem Satz, der so klug klingt, dass man erst später merkt, dass er eigentlich gar nichts Konkretes versprochen hat. Und das kann zäh werden…

Unsere heutige Episode entwickelt sich genau gegenteilig. Wir sprechen mit Dr. Michael Vorhof von der Fox Core GmbH aus Dresden über die von ihm und seinen Kollegen entwickelten Sandwichinserts. Der neuartige Ansatz besteht dabei in der Nutzung strukturaufgelöster Metallelemente, die einerseits in der Lage sind große lokale Lasten sicher in Sandwichelemente einzuleiten, gleichzeitig aber im Gegensatz zu konventionellen monolithischen Elementen erhebliche Masseeinsparungen ermöglichen. Daneben bieten diese Elemente noch weitere Vorteile, so dass wir jede Menge Neues erfahren. Und da wir wieder live aufzeichnen wird das Gespräch alles andere als zäh, wir haben sogar immer mal wieder den Faden suchen und finden müssen…

die Folge auf YouTube

Feed zum Podcast

unser Podcast auf YouTube

Viel zu häufig wird ja das Gegenteil behauptet und selbst im emotionsfreien Faserverbundgeschäft trifft man oft auf die Behauptung, dass eine möglichst große mittlere Faserlänge in allen Bereichen nur vorteilhaft wäre. Mit einem kurzen Blick in die entsprechenden Gleichungen kann man aber schnell feststellen, dass das ein Trugschluß sein muss.

Umso besser also, dass sich unser heutiger Gast, Dr. Marcel Sittel-Faraj von der Carbon Fiber Conversions GmbH, auf die Herstellung von Faserhalbzeugen mit „akzeptablen“ Faserlängen spezialisiert hat. Er nutzt dabei ein von ihm entwickeltes Verfahren zum Recycling von verunreinigten Trockenfaserabfällen und bereitet diese in seinem Unternehmen zur Halbzeugen auf, die dann wiederum zu thermoplastischen Compounds weiterverarbeitet werden. Und weil nach der Spritzgußschnecke auch von der längsten Faser nur noch Bruchteile übrig sind, ist die Länge auch kein Thema mehr. Daneben haben wir natürlich noch etwas über das Saunieren als mögliches Meetingformat, die Herausforderungen des Kreislaufwirtschaftsgesetzes und die Besonderheiten des Sondermaschinenbaus gesprochen.

die Folge auf YouTube

Feed zum Podcast

unser Podcast auf YouTube