Tragbar, fahrbar und sicher : Datum:
Textilien, die den Herzschlag messen, Wasserstofftanks, die elektronisch überwacht werden oder individuelle, sichere Elektro-Räder – für die Projekte des WIR!-Bündnisses „smartERZ“ ist das mehr als nur Zukunftsmusik.
Funktionskleidung mit intelligenter Elektronik kann sowohl für Sporttreibende als auch für ältere und behinderte Menschen sehr hilfreich sein. Denn Kleidungsstücke, die automatisch Atmung, Puls und Blutdruck messen, überwachen zu jeder Zeit den Gesundheitszustand der Trägerin oder des Trägers. Das Bündnis smartERZ will mit solchen „Wearables“, also Kleidung, die mit Elektronik versehen sind, völlig neue Dimensionen erreichen: „Aus ‚Wearables‘ haben unsere Elektroniker in den letzten Jahren ‚Stretchables‘ gemacht“, sagt Andreas Neudeck, Projektleiter beim Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland e.V. in Greiz. „Stretchables“ enthalten statt starrer Elektronik winzige, flexible Leiterplatten, die von dehnbaren Folien ummantelt sind. Bei der Herstellung der Kleidung werden sie als Garne eingewebt oder -gestrickt. Die Elektronik passt sich perfekt an die Flexibilität der Textilien an. Das steigert den Tragekomfort und die Alltagstauglichkeit. Selbst Bettauflagen mit integrierten Sensoren zur Überwachung von Körperfunktionen in Kranken- und Pflegeeinrichtungen sind damit denkbar. Die dehnbare Elektronik verträgt sogar eine hygienegerechte Wäsche bei höheren Temperaturen.
Autonom Bahnfahren
Auch in Leichtbauteilen, die für Fahrzeuge genutzt werden, kann integrierte, flexible Elektronik wichtige Funktionen übernehmen. Die Forschenden des Projekts „StrukTronik“ wollen dreidimensionale Leiterplatten direkt bei der Herstellung in sogenannte Organobleche einbauen. Organobleche bestehen aus Thermoplasten, die mit Fasern verstärkt sind. Thermoplaste sind Kunststoffe, die sich bei bestimmten Temperaturen beliebig oft verformen lassen. Die Thermoplastbleche sollen mit komplexer Elektronik bestückt werden. Dazu gehören Sensoren, aber auch Signal- und Stromleitungen. Das ist für Bauteile von autonom fahrenden Schienenfahrzeugen interessant. Sie überwachen den Zustand des Fahrzeugs, können die Umgebung erkennen, und in Informationssystemen für Fahrgäste zum Einsatz kommen. Hier kooperieren die WIR!-Bündnisse smartERZ und Smart Rail eng miteinander. Eine Zusammenarbeit, die mit dem geplanten Forschungscampus „Autonomes Bahnfahren“ der Technischen Universität Chemnitz in Annaberg-Buchholz noch intensiviert werden soll.
Nachhaltig Lasten transportieren
Neben der Bahn sind auch E-Bikes umweltfreundliche Transportmittel. Vor allem solche, mit denen Lasten transportiert werden können. Sie eignen sich für private Nutzer in Großstädten genauso wie im ländlichen Raum. Außerdem sind spezielle Lasten-E-Bikes für Logistikunternehmen interessant. Werden die kleinen Fahrzeuge aus Leichtbaumaterialien mit integrierter Sensorik gebaut, bieten sie eine besonders hohe Sicherheit. Die Sensoren überwachen den Zustand der Bauteile, erkennen Schäden sofort und zeigen sie an.
Die Herstellung individueller Elektro-Räder ist momentan noch mit viel Handarbeit und entsprechenden Kosten verbunden. Deshalb will das Projektteam „SmartSTRAT“ eine neue Technologieplattform auf der Grundlage von Leichtbaumaterialien mit integrierten Sensoren entwickeln. Damit sollen kleine Elektrofahrzeuge wie Lastenräder vollautomatisch und in Großserie produziert werden.
Sichere Wasserstofftanks
Sensoren können auch wasserstoffbetriebene Fahrzeuge sicherer machen. Da die Wasserstofftanks in solchen Fahrzeugen einem Druck von bis zu 700 bar ausgesetzt sind, müssen sie erhöhten Sicherheitsanforderungen genügen. Sensoren, die in das Trägersystem der Tanks eingebaut werden, können die Überwachung übernehmen. Werden sie direkt bei der Herstellung eingebaut, ist das besonders effizient. Daran arbeiten Unternehmen aus dem Erzgebirge und Forschende des Chemnitzer CETEX Instituts gGmbH im Rahmen des Projektes „SmartHydro“. Als Träger für die Tanks nutzt das Team einen Faser-Kunststoff-Verbund. An diesem Träger sind die Tanks mit einem Spannsystem befestigt. Ziel ist es, die Sensoren bei der Herstellung in die Spanngurte und in den Faser-Kunststoff-Verbund zu integrieren. Der gesamte Prozess soll vollautomatisiert und großserientauglich ablaufen.
Es sind viele Projekte, an denen die mittlerweile 189 Bündnispartner von smartERZ beteiligt sind. Doch alle verfolgen ein gemeinsames Ziel: Sie wollen innovative Materialien mit speziellen elektronischen Funktionen versehen, die Menschen im Alltag unterstützen – ob in der Mobilität und der Logistik, in der Pflege oder beim Sport. Gleichzeitig will das smartERZ-Bündnis die Wirtschaft im Erzgebirge mit der Umsetzung der Ideen stärken.