IAF INSTITUT FÜR ANGEWANDTE FORSCHUNG

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1 IAF INSTITUT FÜR ANGEWANDTE FORSCHUNG JAHRESBERICHT 2011

2 Erstellt am IAF Institut für Angewandte Forschung Pforzheim, Februar 2012 Hochschule Pforzheim Tiefenbronner Str. 65 D Pforzheim Tel Fax IAF Institut für Angewandte Forschung

3 Inhalt 1 Vorwort Die Arbeiten im Überblick Eckdaten zur Forschung an der Hochschule Pforzheim Förderaktivitäten des IAF im Jahr 2011 und Ausblick Berichte aus aktuellen Forschungsprojekten und den Instituten Bistabile Electrowetting Displays Eingebettete Systeme Prof. Dr. Friedemann Mohr: Viele Jahre erfolgreiche Forschung im Bereich Optoelektronik und Messtechnik Werkstoffforschung Experimentelle Untersuchungen an Fahrradrahmen und Neuentwicklungen von Prüfmaschinen und Fahrradkomponenten Schmucktechnologisches Institut - STI Institut für Industrial Ecology TDS Institut f. Personalforschung im Human Resources Competence Center Weitere Forschungsaktivitäten Strategisches Kompetenzmanagement (Prof. Dr. Günther Bergmann) Forschung im Schnittfeld von Informations- und Verbraucherrecht (Prof. Dr. Tobias Brönneke) Lead Markt Strategien für energieeffiziente Produkte (Prof. Dr. Thomas Cleff) Marktforschung (Prof. Gabriele Naderer) Auslegung handelsrechtlicher Bilanzierungsnormen und praktische Umsetzung/Unternehmensführung/Gesellschaftsrecht (Prof. Dr. Katja Rade) Energiedatenerfassung als Baustein einer effizienten Produktion (Prof. Dr. Peter Saile) Alternative Dispute Resolution (Prof. Dr. Barbara Tybusseck) E-Bikes (Prof. Jürgen Wrede) Kinderarmut in Deutschland, Analyse über den Capability Approach (Prof. Dr. Kirsten Wüst mit Prof. Dr. Jürgen Volkert) Bewertung und Werttreiber von Patenten (Prof. Dr. Udo Wupperfeld) Personalia Wissenschaftlicher Direktor / Vorstand des IAF IAF-Mitglieder Stand Dezember Akademische Mitarbeiter am IAF F+E-Drittmittelprojekte der Hochschule Pforzheim Signalverarbeitungssysteme und Eingebettete Systeme Produktentwicklung/Produktion/Werkstoffe Schmucktechnologisches Institut Institut für Industrial Ecology TDS Institut für Personalforschung im HRCC MINT-Projekte Veröffentlichungen Reviewed Papers Thomson Indexe und Liste der Koordinierungsstelle Reviewed Papers mit separatem Nachweis des Review-Prozesses Dissertationen Wissenschaftliche Publikationen Jahresarbeitsbericht 2011

4 5.5 Publikationen aus der Fakultät für Gestaltung Nachmeldungen wissenschaftliche Publikationen Nachmeldungen von Publikationen aus dem Bereich Gestaltung Sonstige (Auszug) Vorträge Messen Abgeschlossene Dissertationen und Promotionsvorhaben Erfindungs- und Patentanmeldungen Deputatsumwidmungen im Bereich F+E Drittmittelbilanz Anrechenbare Drittmitteleinnahmen Übersicht über am IAF durchgeführte Forschungsprojekte im Jahr

5 1 Vorwort 1 Vorwort Das Jahr 2011 hat einige Änderungen sowohl für die Hochschule Pforzheim als auch bezüglich der hochschulpolitischen Wetterlage mit sich gebracht, die erneut die Bedeutung der Angewandten Forschung unterstreichen. In der Hochschule ist zu allererst der erfolgreiche Antrag des kooperativen Promotionskollegs des Kollegen Thomas Greiner zusammen mit der Universität Tübingen zu nennen. Zwar ist es seit geraumer Zeit in den Fachhochschulen en vogue, kooperative Promotionen zu initiieren, und die Zahlen überschlagen sich, wie viele Dissertationen in den verschiedenen Fachhochschulen angeblich in Arbeit sind. Die eigentliche Herausforderung ist aber, eine strukturelle Basis zu schaffen, um dauerhaft in der Angewandten Forschung auch Promotionsvorhaben durchführen zu können. Genau hierzu hat Kollege Greiner einen wichtigen Schritt getan, übrigens ein Schritt, für den er anfangs nicht viel Unterstützung und Anerkennung erfahren hat. Es ist klar, dass die Promotion als Privileg nur einer kleinen Spitze an den Fachhochschulen vorbehalten sein kann sowohl was die Studenten und Studentinnen als auch was die betreuenden Professoren und Professorinnen betrifft. Hier machen sich viele Kollegen und Kolleginnen Illusionen. Promotionen sind nun einmal an Forschung gebunden. Es gilt die einfache Formel: ohne Forschung keine Promotionen. Wer also nach Promotionen ruft und nichts für die Forschung tut und davon gab es in der Vergangenheit und gibt es in der Gegenwart viele braucht sich nicht zu wundern, wenn der Ruf der Fachhochschulen nach Promotionsrecht auf heftigen Widerstand stößt. Das Qualitätsmerkmal deutscher Promotionen muss gewahrt bleiben, und wenn die Fachhochschulen dieses Qualitätsmerkmal für sich nutzen wollen, dann müssen sie in der Qualität der Forschung aufschließen, und zwar in ihrer Domäne: in der Angewandten Forschung. Man kann diskutieren, warum das überhaupt nötig ist, Angewandte Forschung und Promotionsrecht an Fachhochschulen. Hier sind mindestens zwei Argumente zu nennen. Zum einen wächst in der Wirtschaft und in der Gesellschaft die Bedeutung angewandter Forschungsthemen. Wenn es um die Lösung lebensweltlicher Probleme, etwa im technischen oder im ökologischen Bereich, geht, dann ist weniger die Grundlagenforschung als vielmehr die Angewandte Forschung gefordert. Praxiserfahrung ist notwendig. Die Universitäten mit ihrer rein akademischen Lebenserfahrung haben hier ein erhebliches Defizit. Die Fachhochschulen haben durch ihre Verzahnung mit der Lebenswelt, sei es durch die Berufspraxis der Dozenten und Dozentinnen, sei es durch Praktika der Studenten und Studentinnen und Thesisarbeiten in Zusammenarbeit mit Firmen, einen ganz anderen Blick auf die Realität. Das ist eine Chance, erfordert aber auch andere Maßstäbe, mit denen wissenschaftliche Exzellenz gemessen wird. Das Denken in disziplinären Schubladen, z.b. im Gutachterwesen von Förderprogrammen oder der DFG, muss überwunden oder zumindest ergänzt werden. Der Philosoph Mittelstraß redet von der Transdisziplinarität. Diese Formel muss aber noch mit Leben gefüllt werden. Zum anderen müssen die Fachhochschulen als staatliche Einrichtungen mit einem wichtigen Bildungsauftrag verstanden werden. Anders als an den meisten Eliteuniversitäten studieren an Fachhochschulen auch viele erfolgreiche und aufstrebende Kinder aus sozial eher schwächeren Familien. Diese sind viel stärker auf sozialen Aufstieg ausgerichtet, was sich in der Auswahl der Studienthemen und der Berufswahl auswirkt. Oft genug verbergen sich hinter den einzelnen Karrieren bemerkenswerte und beschwerliche, aber letztendlich zielstrebige Lebensläufe über verschiedene Schul- und Berufsabschlüsse bis hin zum Studium an der Fachhochschule. Der weitere akademische Aufstieg bleibt ihnen aber bisher weitgehend verwehrt. Denn trotz des Bologna-Prozesses ist die Durchlässigkeit zwischen Fachhochschulen und Universitäten begrenzt, stellt die Grenze zwischen Bachelor und Master eigentlich sogar eine neue soziale Wasserscheide zwischen den Eliten und der breiten Masse der Wissensarbeitern dar. Das muss bei der Planung neuer Masterstudiengänge berücksichtigt werden. Die Angewandte Forschung bietet hier eine Jahresarbeitsbericht

6 Chance, eine Brücke von den Bachelor-Abschlüssen der Fachhochschulen zu den Masterabschlüssen der bisher überwiegend universitären Welt zu bauen. Die Krönung der Ausbildung für die wenigen Prozent der exzellenten Kandidatinnen und Kandidaten muss aber die Promotion sein, auch an den Fachhochschulen. Hierfür muss natürlich Exzellenz nachgewiesen werden und dies wird de facto nur in einzelnen Bereichen der Fachhochschulen möglich sein. Die derzeit laufenden Bestrebungen, diese Exzellenz der Fachhochschulen in Baden-Württemberg in einem eigenen virtuellen institutionellen Rahmen zu bündeln, sind deshalb sehr interessant. In der Hochschule ist weiterhin als Erfolgsmeldung zu nennen, dass die Fakultät für Wirtschaft und Recht von der US-amerikanischen Association to Advance Collegiate Schools of Business (AACSB) akkreditiert wurde. Dies hat die Hochschule über mehrere Jahre intensiv beschäftigt. Hohe Qualitätsanforderungen mussten erfüllt werden, gerade im Bereich der intellectual contributions, wobei hier die Forschung eine besondere Rolle gespielt hat. Ohne den Beitrag der Angewandten Forschung an der Hochschule Pforzheim wäre die Akkreditierung nicht möglich gewesen. Umgekehrt hat das Qualitätslabel AACSB dazu beigetragen, die Notwendigkeit der Forschung in der Köpfen an der Hochschule zu verankern. Schließlich hat die Hochschule im Jahr 2011 konsequent die Strategie verfolgt, neue Professuren auch als W3-Professuren auszuschreiben und mit einem klaren Forschungsauftrag zu versehen. Dies hat sich in den meisten Fällen positiv auf die Qualität der Bewerbungen und Berufungen ausgewirkt. Die Nagelprobe wird nun darin bestehen, diesen W3-Kollegen und Kolleginnen auch geeignete Rahmenbedingungen zu bieten, die ihnen den Einstieg in eine Drittmittelkarriere tatsächlich ermöglichen. Dies muss in den kommenden Jahren bei sinkenden Haushaltszahlen und steigenden Anforderungen in der Lehre kritisch beobachtet werden. Ohne das Engagement der Hochschule würde diese wichtige Chance vertan werden. Hier gibt es noch erheblichen Handlungsbedarf. Insbesondere ist die Raumfrage ein kritischer Punkt. Forschung erfordert auch Forschungsfläche. Dies ist sogar ein limitierender Faktor. Wird diese nicht in ausreichendem Maße bereitgestellt, so kann Forschung nicht betrieben werden. Bei den externen Rahmenbedingungen muss natürlich der Wechsel der Landesregierung genannt werden. Bereits die Vorgängerregierung stand der Angewandten Forschung aufgeschlossen gegenüber, jedoch stagnierte die politische Unterstützung in den vergangenen Jahren. Die neue Landesregierung ergriff hier die Initiative, um die Angewandte Forschung aus der Vorläufigkeit eines Sonderprogramms zu holen und im Haushalt zu verstetigen. Dafür wurden 8 Millionen Euro für 2012 im Haushalt des Wissenschaftsministeriums bereitgestellt. Sie waren zwar aufgrund der angespannten Haushaltslage zwischendurch sehr gefährdet und das hätte den Totalausfall der Angewandten Forschung bedeutet. Aber durch das beherzte Eingreifen vieler forschungsaffiner Kollegen und Kolleginnen von mehreren Hochschulen für Angewandte Forschung konnten die Landespolitiker überzeugt werden, dass diese 8 Millionen Euro gut angelegtes Geld für Baden- Württemberg sind. Nun wird es darum gehen, diese Mittel optimal für die Angewandte Forschung einzusetzen. Aus meiner Sicht muss weiterhin eine Breitenförderung betrieben werden, bei der alle Hochschulen und alle Kollegen und Kolleginnen die Chance erhalten, Forschung zu betreiben und Forschungsstrukturen weiter auszubauen. Dazu dienen die Grund- und die Bonusförderung der IAF als bewährtes Mittel zur strukturellen Verankerung der Forschung in den Hochschulen, insbesondere mit einem bewährten und ausgeklügelten Verfahren der jährlichen Evaluation und Leistungsmessung auf Landesebene. Des Weiteren gehört zur Breitenförderung das Förderprogramm Innovative Projekte, das auch zukünftig offen für Themen und offen für alle Kollegen und Kolleginnen der Hochschulen für Angewandte Forschung sein sollte. Aber natürlich wird man sich auch Gedanken machen müssen, wie mit den 8 Millionen Euro neue Akzente gesetzt werden und eine neue Qualitätsstufe erreicht werden kann. Die Ideen hierzu wurden bereits skizziert. Es bleibt abzuwarten, ob die Hochschulen und das MWK hier zusammenfinden. Prof. Dr. Mario Schmidt Wissenschaftlicher Direktor des IAF 2 IAF Institut für Angewandte Forschung

7 2 Die Arbeiten im Überblick 2 Die Arbeiten im Überblick 2.1 Eckdaten zur Forschung an der Hochschule Pforzheim Das IAF an der Hochschule Pforzheim hat mittlerweile 59 Mitglieder bei einer Gesamtzahl von besetzten Professorinnen- und Professorenstellen zu Beginn des Wintersemesters 2011/12. Im Jahr 2011 haben 14 Professorinnen und Professoren aktiv F+E-Drittmittelprojekte an der Hochschule durchgeführt, davon alle mit mindestens einem Projekt 5000 EUR (in 2010: 12). Aus den am IAF und seinen Fachinstituten (ohne STI und MINT) eingeworbenen Drittmitteln wurden bis zu 48 (2010: 44) Projektmitarbeiter (teilweise in Teilzeit) finanziert. Drittmitteleinnahmen der Hochschule Die für den Landesvergleich anrechenbaren F+E-Drittmittel ohne MINT-Einnahmen belaufen sich in 2011 auf insgesamt ,44 EUR. Für das gemeinsam mit der Universität Tübingen erfolgreich beantragte Promotionskolleg Eingebettete Systeme, das im Oktober 2011 gestartet ist, sind neben den Sachmitteln, die der Hochschule Pforzheim direkt von der Uni Tübingen zugewiesen werden, im Jahr 2011 über die Uni Tübingen Stipendienmittel für Doktoranden, die an der Hochschule Pforzheim beheimatet sind, in Höhe von ,00 EUR ausgezahlt worden. Würden diese Mittel als von der Hochschule Pforzheim eingeworbene Mittel zählen, ergäbe sich eine Drittmittelsumme in Höhe von ,44 EUR. Über das MINT-Programm des Landes wurden im Jahr 2011 noch Restmittel in Höhe von EUR eingenommen. Die Gesamtsumme der Drittmitteleinnahmen inkl. der theoretisch anzurechnenden Stipendienmittel für die Pforzheimer Stipendiaten sowie des MINT-Programms belaufen sich im Jahr 2011 auf ,44. Auf die 14 (2010: 13) forschungsaktiven ProfessorInnen bezogen, bedeutet dies die Drittmitteleinnahmen ohne die Stipendien- und MINT-Mittel zugrunde gelegt ein Drittmittelaufkommen von rund EUR/Prof. (2010: knapp EUR) in der Spitze rund EUR pro Jahr eines einzelnen Professors. Publikationen der Hochschule Die wissenschaftlichen Publikationen werden hauptsächlich durch die Online-Professorenprofile erfasst. In der Auflistung der Publikationen werden die Publikationen aus der Fakultät Gestaltung in diesem Jahr wieder separat dargestellt. Publikationen, die einem speziellen Begutachtungsverfahren unterzogen wurden (Peer Review), werden speziell aufgeführt und gewichtet. Die aufgeführten Publikationen unterteilen sich in Veröffentlichungen in begutachteten Zeitschriften, die in den entsprechenden Thomson Citation Indexen oder in der Liste der Koordinationsstelle gelistet sind, und solche in Tagungsbänden und Fachzeitschriften, die einem vergleichbaren, anspruchsvollen Begutachtungsverfahren unterliegen. In den letztgenannten Fällen wurden entsprechende Nachweise zusätzlich beigefügt. 1 (Stand: ): Wirtschaft & Recht: 85, Technik: 47, Gestaltung:22, abgezogen wurden die beiden Stellen des an der Hochschule Pforzheim jeweils hauptamtlich tätigen Rektors und Prorektors. Jahresarbeitsbericht

8 Die Hochschule hat in diesem Jahr insgesamt 54 Publikationen mit einem entsprechenden Begutachtungsverfahren zu melden. Darüber hinaus können in diesem Jahr zusammen mit 13 Nachmeldungen für 2010 insgesamt 193 weitere wissenschaftliche und künstlerische Publikationen gezählt. Des Weiteren kann die Hochschule für 2011 eine Promotion aufführen. 2.2 Förderaktivitäten des IAF im Jahr 2011 und Ausblick Seit 2004 versucht das IAF gezielt Anreize für Forschung an der Hochschule zu schaffen und die Anfangshürden bei der Drittmitteleinwerbung meistern zu helfen. Im Jahr 2011 gab es jedoch keine Ausschreibung für eine Anschubfinanzierung von Projektideen, nicht zuletzt aufgrund der Unsicherheiten bezüglich der weiteren Finanzierung der IAFs durch das Land. Nachdem sich die Lage hier zu entspannen scheint, wird diese Form der Unterstützung von Projektideen, die mithilfe eines finanziellen Anschubs weiterentwickelt werden sollen, sicher wieder aufgenommen werden. Ein besonderes Augenmerk wird auch auf die Unterstützung neu berufener, forschungsaffiner Professorinnen und Professoren gelegt werden, um diesen den Weg in eine Drittmittelkarriere leichter zu machen. Bereits forschungsaktive Professorinnen und Professoren sollen auch weiterhin über die entsprechend ihrer Aktivitäten verteilten Bonusmittel ein wenig Freiraum für die Entwicklung weiterer Projektideen erhalten. Wichtiger Baustein der internen Kommunikation des Themas Forschung bleibt der Research Excellence Award, der im Jahr 2011 bereits zum siebten Mal verliehen wurde. Der Preis wird für herausragende Forschungsleistungen an der Hochschule verliehen. Auszeichnungen gibt es in den Kategorien Professor/-in, Mitarbeiter/-in und Student/in. Der diesjährige Forschungspreisträger in der Kategorie Professoren, Prof. Dr. Wolfgang Böhm, leitet seit 1996 erfolgreich das Schmucktechnologische Institut (STI) der Hochschule Pforzheim. Das STI ist seit vielen Jahren schmucktechnologisches Kompetenzzentrum, das sich zur Aufgabe gemacht hat, die Schmuck herstellenden Firmen der Region auf technologischem Gebiet zu unterstützen und Ihnen bei der hochsensiblen Entwicklung von Produktinnovationen Hilfestellung zu leisten. Dabei kann er den Firmen bei ihren Problemen interdisziplinäre Lösungsansätze bieten, die er durch die enge Verzahnung mit anderen Fachdisziplinen der Hochschule, wie der Werkstoffkunde oder der Elektrotechnik erarbeitet. Die erfolgreichen Forschungsaktivitäten von Professor Böhm schlagen sich dabei in einem steten Wachstum seines Instituts sowohl was Mitarbeiter als auch die Geräteanschaffungen angeht nieder. Gleichzeitig kann er auf eine ganze Anzahl von erfolgreichen nationalen und internationalen Patentanmeldungen als Ergebnis seiner Forschungsaktivitäten blicken. Für seine beständigen Forschungsleistungen erhielt er vom IAF ein Preisgeld in Höhe von EUR. Für seine erfolgreiche Arbeit und sein Engagement im Zentrum für Angewandte Forschung (ZAFH) MERSES erhielt Markus Holzer den IAF-Preis in der Kategorie Mitarbeiter, dotiert mit Euro. Seit 2008 beschäftigt er sich dort in einem Hochschulverbund mit der systematischen Erforschung und Erschließung des Entwurfs und der Realisierung signalverarbeitender eingebetteter Systeme. Seine Tätigkeitsschwerpunkte liegen in der eingebetteten Bildsignalverarbeitung mit nicht linearen morphologischen Operationen und modellgestützer, automatischer Hard- und Softwaresynthese von Intellectual Property (IP)- Modulen zur Echtzeitsignalverarbeitung. Markus Holzer war dabei maßgeblich an einer Patentanmeldung in diesem hochinnovativen Entwicklungsbereich beteiligt. Der Pforzheimer Absolvent der Elektrotechnik/Informationstechnik schloss sein Studium der Elektrotechnik / Informationstechnik mit Vertiefung Nachrichtentechnik 2004 ab. Er gehörte dabei zu den Jahrgangsbesten. Er ist mittlerweile Doktorand an der mathematisch-naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Tübingen und Stipendiat des kooperativen Promotionskollegs Embedded Systems, das die Hochschule Pforzheim und die Uni Tübingen seit Oktober 2011 gemeinsam durchführt. 4 IAF Institut für Angewandte Forschung

9 2 Die Arbeiten im Überblick In der Kategorie Studenten überzeugte Matthias Häcker zunächst seinen betreuenden Professor Dr. Peter Kohmann und schließlich die Jury. Im Rahmen seiner Bachelor-Thesis im Studiengang Maschinenbau entwickelte er eine Komfortsattelstütze für Rennräder, die durch ihre Kinematik mehr Federweg erlaubt als eine herkömmliche Sattelstütze. Er befasste sich dabei eingängig mit Konzeption, Konstruktion, Berechnung und Versuch. Die Ergebnisse fließen aktuell bereits in die Serienvorbereitung ein. Ihm ist es gelungen, die Sattelstütze als dynamisch beanspruchtes Bauteil konsequent durch neue Ansätze, u.a. aus der Bionik, weiterzuentwickeln und zu verbessern. Die besondere Herausforderung Funktion und Design in einem Produkt erfolgreich miteinander zu verschmelzen, meisterte er gekonnt. Seine Forschungsleistung prämiert das IAF mit Euro Preisgeld. (v.l.n.r.): Prof. Dr. Martin Erhardt (Rektor), Matthias Häcker (Preisträger Studenten), Prof. Dr. Mario Schmidt (wissenschaftlicher Leiter IAF), Markus Holzer (Preisträger Mitarbeiter), Prof. Dr. Wolfgang Böhm (Preisträger Professoren) Das IAF plant den nächsten Research Excellence Award im Frühjahr 2012 auszuschreiben. Jahresarbeitsbericht

10 2.3 Berichte aus aktuellen Forschungsprojekten und den Instituten Bistabile Electrowetting Displays Elektronische Displays sind in unserer modernen Welt unverzichtbar zum Anzeigen von (multimedialer) Information. Das Displaylabor an der Hochschule Pforzheim beschäftigt sich mit aktuellen Fragestellungen bei solchen Anzeigen und zunehmend auch LEDs (neben Displays auch Beleuchtung). Energieeffizienz, Bildqualität bei unterschiedlichsten Beleuchtungsszenarien und Lebensdauer im Betrieb sind einige wichtige Stichworte. Die "Spannung" bei der Displayauswahl besteht darin, dass es keine für alle Anwendungen geeignete Displaytechnologie gibt. Insofern muss immer der optimale Kompromiss gefunden werden. Elektronisches Papier ist als bistabile und reflektive Technologie zwar Sonnenlicht-ablesbar und benötigt quasi keine Energie, kann aber weder Animationen noch farbige Inhalte adäquat darstellen. Farbige Aktiv Matrix LCDs, wie sie beispielsweise in PC-Monitoren eingesetzt werden, können auch wenn sie in Asien produziert werden für industrielle und automobile Anwendungen in Europa "verbessert" (added value) werden. Zunehmend rücken auch LEDs in den Fokus des Interesses als effizientes und optimierbares LCD Backlight, als Videowall und als Basis für moderne Beleuchtungsanwendungen. Die folgende Abbildung symbolisiert quasi diese Kombination am Beispiel von RGB-LEDs. Projektleitung: Prof. Dr. Karlheinz Blankenbach Projektpartner: Bartels Mikrotechnik GmbH Mittelgeber: Advanced Display Technology AG (adt), Schweiz 6 IAF Institut für Angewandte Forschung

11 2 Die Arbeiten im Überblick Eingebettete Systeme Eingebettete Systeme stellen einen wichtigen Erfolgs- und Innovationsfaktor für deutsche Unternehmen dar. Anwendungen ergeben sich sowohl im industriellen Umfeld (Maschinen- und Anlagenbau, Medizintechnik, Automobilbau, Kommunikationstechnologien etc.) als auch im Consumerbereich (z. B. Unterhaltungselektronik). Sowohl Großunternehmen als auch mittelständische Unternehmen sind auf entsprechende innovative Entwicklungen angewiesen und profitieren direkt von entsprechenden Forschungsergebnissen. In einem Positionspapier des Verbands der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.v. (VDE) aus dem Jahre 2010 wird die Bedeutung von Embedded Systems für deutsche Schlüsseltechnologien wie Automobil- und Maschinenbau ausgeführt. Die jährliche Wachstumsrate wird mit 8,5 % bezeichnet, und der jährliche Umsatz von zurzeit ca. 17 Milliarden Euro wird auf 42,6 Milliarden Euro im Jahr 2020 wachsen. Hierbei wird auch die Bedeutung für den Mikroelektronik-Standort Deutschland betont und gefordert, die Forschungsanstrengungen weiter zu verstärken. Im Rahmen des Schwerpunkts Eingebettete Systeme am IAF werden verschiedene Ansatzpunkte dieses Themengebietes betrachtet. Zu nennen sind hier das Zentrum für Angewandte Forschung MERSES (Modellgestützte Entwurfs- und Realisierungsmuster für Signalverarbeitende Eingebettete Systeme) das Promotionskolleg Entwurf und Architektur Eingebetteter Systeme das Forschungsprojekt MID-Wave (Multiskalige Inspektion mittels Deflektometrie und Wavelet-basierten Verfahren) Das Zentrum für Angewandte Forschung an Fachhochschulen (ZAFH) MERSES beschäftigt sich mit verschiedenen Aspekten des Entwurfs und der Umsetzung von Verfahren der digitalen Signal- und Bildverarbeitung mit eingebetteten Systemen. Es handelt sich um einen Forschungsverbund baden-württembergischer Hochschulen für Angewandte Wissenschaften mit Universitäten des Landes. Die Ergebnisse des Zentrums wurden schon mehrfach auf renommierten internationalen Konferenzen präsentiert. Das Zentrum war auch auf der Messe Embedded World 2011 in Nürnberg vertreten. Abb. 1: Darstellung der Signalverarbeitungskette mit Data-Matrix-Decodierung Das gemeinsame Promotionskolleg der Hochschule Pforzheim und der Universität Tübingen ermöglicht es, Masterabsolventen von Hochschulen für Angewandte Wissenschaften und Universitäten eine anspruchsvolle wissenschaftliche Qualifikation in diesem zukunftsträchtigen Themengebiet. Jahresarbeitsbericht

12 Wissenschaftlich relevante Themen sind insbesondere Modellbasierter Entwurf von Hardware und Software Simulative und analytische Modellierung und Bewertung Automatisierte Synthese Innovative Architekturen Parallelisierung von Algorithmen für eingebettete Anwendungen Optimierte Algorithmen der digitalen Signal- und Bildverarbeitung Anfang Oktober starteten sie ihre Forschungsarbeiten im kooperativen Promotionskolleg: Professor Dr. Wolfgang Rosenstiel, Stefan Köhler, Stefan Müller, Anja Küster, Christoph Gerum, Tobias Gehrke, Micha Borrmann, Johannes Wirkner, Markus Holzer und Prof. Dr. Thomas Greiner (v.l.n.r.) Das von der Baden-Württemberg Stiftung geförderte Forschungsvorhaben MID-Wave befasst sich mit der Beurteilung spiegelnder Oberflächen mittels verbesserten Verfahren der Deflektometrie. Die visuelle Prüfung spiegelnder Oberflächen stellt die Prüfpraxis bisher vor große Herausforderungen. Im Vorhaben soll dieses optische Messprinzip untersucht, durch einen neuen Ansatz ergänzt, und damit zu einem signifikant verbesserten Prüfverfahren weiterentwickelt werden. Hierzu werden im Vorhaben Wavelet-basierte Erweiterungen erforscht, implementiert und experimentell charakterisiert werden. Die Wavelet-Analyse erscheint zur Analyse besonders geeignet. Als wichtiges Forschungsergebnis ist daher ein sicheres und robustes Analyseverfahren zu erwarten, welches die automatische Qualitätskontrolle spiegelnder Oberflächen signifikant verbessern wird. Auf dieser Basis entwickelte Qualitätssicherungsverfahren sind für den Industriestandort Baden-Württemberg von großer Bedeutung und werden von Kunden z. B. in der Automobilindustrie, aber auch in anderen Industriezweigen, um eine hohe Produktqualität effizient zu sichern und ihre Konkurrenzfähigkeit dadurch nachhaltig zu gewährleisten, stark nachgefragt. Projektleitung: Prof. Dr. Thomas Greiner 8 IAF Institut für Angewandte Forschung

13 2 Die Arbeiten im Überblick Prof. Dr. Friedemann Mohr: Viele Jahre erfolgreiche Forschung im Bereich Optoelektronik und Messtechnik Nach dem Sommersemester 2012 wird einer der aktivsten Forscher der Hochschule Pforzheim in den wohlverdienten Ruhestand wechseln. Grund genug noch einmal kurz auf seine Forscherkarriere zu blicken. Insgesamt kann Prof. Dr. Friedemann Mohr und sein Forscherteam in den Jahren von 1998 bis 2012 auf die stolze Zahl von 15 erfolgreichen F&E-Projekte zurückblicken, davon 7 vom BMBF gefördert. Kooperationspartner waren und sind so renommierte Unternehmen wie Alcatel, Daimler, Porsche, Harmann, KUKA, ABB, Sagem, Bilfinger-Berger; daneben eine Reihe kleinerer High-Tech-Unternehmen mit hoher Reputation wenn auch deren Namen teilweise nur dem Branchenkenner näher bekannt sind. Besondere inhaltliche Highlights hervorzuheben fällt schwer; vielleicht darf er besonders stolz sein auf eines seiner ersten Projekte, das er mit Alcatel in der 40Gbit/s-Technik durchgeführt hat und bei dem er in der Lage war, für die dortigen Forscher ein hoch-innovatives und leistungsfähiges Messverfahren zu entwickeln, das die Kapazität moderner Kommunikationssysteme entscheidend verbessert haben dürfte. Stolz sein darf er sicher auch auf Kooperationsprojekte mit dem Hersteller von Inertialsensoren Sagem, für den er und sein Team mit ihren theoretischen Modellen und praktischen Simulationen und Messungen entscheidende Impulse zur Erhöhung der Sensorpräzision geliefert haben. Die intensive Forschungsarbeit hatte naturgemäß auch sehr positive Wirkung auf die Lehre: Prof. Mohr konnte so einer großen Zahl von Studenten die Möglichkeit bieten, an echten Forschungsprojekten mitzuarbeiten und so erste Erfahrungen zu sammeln wie man tlw. ohne bereits vorhandene Standards oder vorgedachte Wege neue Ansätze findet und sich damit als Entwickler erste Sporen verdient. Es blieb nicht aus, dass daraus eine Anzahl von Beiträgen an wissenschaftlichen Konferenzen entstand, wo sich die Studenten auch in diesem Umfeld bewähren mussten und das stets mit großer Professionalität und großem Erfolg. Nicht nur Adressen in Deutschland sind hier zu nennen (Offenburg, Karlsruhe, Mittweida, u.a.), sondern auch im europäischen Ausland, so etwa Valencia, Maribor, Rom, Warschau, Prag oder etwa Brünn in Tschechien. An der TU Brünn, dem universitären Haupt-Kooperationspartner von Prof. Mohr im Ausland, konnten Studenten und Mitarbeiter bei mehreren wissenschaftlichen Konferenzen mehrfach erste Preise für ihre exzellenten Beiträge gewinnen. Forschungs- Mitarbeiter traten darüber hinaus mit Präsentationen auch in Santander, Novosibirsk, Samara auf, und Prof. Mohr selbst konnte außer in den genannten Städten seine wissenschaftliche Arbeit auch in Spanien, Frankreich und den USA präsentieren. Die gute Qualität der im Pforzheimer Team durchgeführten Forschungsarbeit wird auch dadurch belegt, dass mittlerweile zwei Doktorarbeiten im Rahmen von F&E-Projekten erfolgreich abgeschlossen werden konnten (Partner jeweils die TU Brünn); eine dritte Arbeit wurde vor kurzem an der Universität Magdeburg eingereicht und befindet sich auf dem besten Weg der Anerkennung, und ein weiteres Promotionsprojekt wieder mit der TU Brünn ist bereits am Laufen. Die Forschungstätigkeit hat nach Aussagen von Prof. Mohr für ihn persönlich eine große Anzahl von reizvollen Fachkontakten gebracht, so u.a. zu Fachkollegen, die wie er als Gutachter in den Förderprogrammen des Bundes und der Länder mitwirken. Aufgrund seiner Publikations- und Vortragstätigkeiten wurde er darüber hinaus mehrfach in wissenschaftliche Komitees von Fachkonferenzen berufen; außerdem wurde er von einer Anzahl von renommierten wissenschaftlichen Zeitschriften zum Reviewer ernannt (Erscheinungsländer: USA, China, Tschechien) sicherlich auch dies eine Folge von kontinuierlich aufgebauter Reputation als erfolgreicher Forscher und Wissenschaftler. Jahresarbeitsbericht

14 2.3.4 Werkstoffforschung Die Werkstoffkunde ist im Vergleich zu anderen Grundlagenfächern wie beispielsweise die Mechanik, die Physik oder auch die Thermodynamik ein relativ junges Gebiet, welches sich erst in den letzten Jahren als vollkommen eigenständiges Grundlagenfach etablieren konnte. Damit einher ging von Beginn an eine intensive Forschungsaktivität, die zu zahlreichen ausgewiesenen und hervorragenden Forschungslaboratorien an Hochschulen, industrienahen Einrichtungen und in vielen Unternehmen der werkstoffherstellenden und -verarbeitenden Industrie führte. Leider sind im Laufe der Zeit viele dieser Forschungsstätten, insbesondere die meisten unternehmenseigenen, aus Kostengründen wieder geschlossen worden. Gleichwohl stellt sich die heutige deutsche Forschungslandschaft auf dem Gebiet der Werkstoffe mit hervorragendem und international höchst angesehenem untersuchungstechnischen Portfolio und Leistungsspektrum dar. An diesem Status sind natürlich auch die Fachhochschulen beteiligt. Konnten diese zunächst den für sie typischen Part des Wissenstransfers in die jeweils regional benachbarte Industrie in großem Maße abdecken, sind einige dieser Hochschulen mittlerweile auch auf dem Gebiet der Grundlagenforschung mit zunehmendem Erfolg aktiv. Eine dieser Hochschulen ist die Hochschule Pforzheim mit dem in der Fakultät Technik eingegliederten Werkstoffentwicklungs- und Prüflabor. Mit der Neuintegration des Technikbereiches in die bestehenden Bereiche Wirtschaft und Gestaltung der Hochschule Pforzheim im Jahre 1996 begann auch gleich der Lehrbetrieb der Werkstoffkunde und prüfung. Bereits zwei Jahre später konnte das erste hochdotierte Drittmittelprojekt (Werkstoffe mit Formgedächtnis) akquiriert werden. Im Laufe der Zeit wurden zahlreiche weitere Themenschwerpunkte, finanziert teilweise aus öffentlichen Mitteln aber auch aus reinen Industriedrittmitteln, erfolgreich bearbeitet. Heute stellt sich das Werkstoffentwicklungs- und Prüflabor (WEP) als leistungsfähiger Partner der Industrie und als stabiler Drittmittelgarant der Hochschule dar. Die forschenden Mitarbeiter, die allein aus Drittmitteln finanziert werden, sind auf ein fünfköpfiges Team angewachsen. Auch die technische Ausstattung des Labors wird den zunehmenden Ansprüchen gerecht. So nimmt beispielsweise bei der Entwicklung und Untersuchung von Werkstoffen die Frage nach dem Zusammenhang zwischen der Struktur und den Eigenschaften der Werkstoffe eine ganz zentrale Stellung ein. Nur mit einer solchen Betrachtungsweise ist es heute möglich, einen Werkstoff mit seinem mikrostrukturellen Aufbau umfassend zu analysieren und seine Eigenschaften möglichst perfekt an das Beanspruchungsprofil anzupassen. Genau diese Grundsätze und die darauf basierenden Arbeitstechniken macht sich auch das WEP bei seiner Arbeit zu Eigen. Aktuell stehen zwei Leitthemen im Fokus der Forschungsaktivitäten. Zum einen befassen sich die Forscher des WEP mit neuartigen Kupfer-(Magnesium)-Legierungen und zum anderen sind die so genannten metallischen Schäume von übergeordnetem Interesse. Beide Gebiete sind gleichermaßen innovativ und werden im Augenblick (und dies weltweit!) von anderen Forschergruppen eher marginal behandelt. 10 IAF Institut für Angewandte Forschung

15 2 Die Arbeiten im Überblick Abb. 1: Das Werkstoffkunde-Team und zwei Freunde bei der Vorstellung seiner aktuellen Forschungsergebnisse auf der internationalen Metallographie-Tagung 2011 in Karlsruhe. v.l.n.r.: M.Sc. Andreas Zilly, Dipl.-Ing. (FH) Nelson Brito, Dipl.-Ing. (FH) Andreas Baum, M.Sc. Alexander Matz, Prof. Dr.-Ing. Norbert Jost, Metallographin Ursula Christian, M.Sc. Simon Kött, Metallographin Elke Bär, Fa. Diehl, Schmiedetechnik, Bach. Eng. Egon Drotleff (nicht auf dem Foto: Metallographin Christel Siegle und B. Eng. Daniel Müller) a) Kuper-(Magnesium)-Legierungen: Kupfer besitzt einige ganz charakteristische und herausragende Eigenschaften, durch die es für den industriellen Einsatz sehr gut geeignet ist. Es besitzt nach Silber die höchste elektrische Leitfähigkeit der Metalle. Daher hat es in der Elektro- bzw. Leitmaterialindustrie eine Vorrangstellung, bei der ein sehr breites Spektrum an Kupferwerkstoffen, in Form von reinem Kupfer bis zu einer Vielzahl von seinen Legierungen, zum Einsatz kommt. Dabei wird Kupfer zu Kabeln, Seilen, Drähten, Schienen, Bändern und anderen elektrisch leitenden Bauteilen der Elektrotechnik verarbeitet. Dabei wurde jedoch stets ein Aspekt, nämlich bei zunehmend geforderter höherer Leitfähigkeit auch gleichzeitig die Anforderungen an die mechanische Festigkeit zu erhöhen, wenig bzw. in vielen Fällen nur höchst unzureichend beachtet. In diesem Konsens muss der Begriff der mechanischen Festigkeit neben Kennwerten wie Streckgrenze und Zugfestigkeit unbedingt auch in Richtung der Bruchzähigkeit bzw. allgemeiner Zähigkeit sowie der Verschleißfestigkeit erweitert werden. Diese gleichzeitige Erhöhung der Leitfähigkeit und Festigkeit ist vor allem vor dem Hintergrund immer größer werdender Anforderungen an stromführende Steckkontakte und Leiter ein wichtiges industrielles Ziel. Darüber hinaus ist gerade dieses Anforderungsprofil für eine immer wichtiger werdende ressourcenschonende Werkstoffausnutzung relevant: So kann damit das Volumen des stromführenden Kontaktes/ Leiters in effektiver Weise verringert werden, ohne dass Einbußen hinsichtlich der Festigkeit und der Leitfähigkeit in Kauf genommen werden müssten. Dies führt dazu, dass der Werkstoff effizienter ausgenutzt werden kann, und bei gleicher Leistungsfähigkeit ein geringerer Materialein- Jahresarbeitsbericht

16 satz notwendig ist, was wiederum zur Schonung der Rohstoffressourcen beiträgt. Zusätzlich führt eine Erhöhung der Leitfähigkeit bei stromführenden Bauteilen zu einer verlustfreieren Übertragung des elektrischen Stroms und leistet damit einen großen Beitrag bei der Energieeinsparung und effektiver werkstoffbasierender Ressourceneffizienz. Eine solche ganzheitliche Betrachtung sollte somit neben der Optimierung und Erweiterung bestehender evtl. sogar Hinweise auf ganz neue Einsatzgebiete dieser Legierungsgruppen geben. Abb. 2: Die einem höchst komplexen Belastungsprofil ausgesetzten Fahrdrähte von Hochgeschwindigkeitsbahnstrecken (hier die ICE-Strecke Köln-Frankfurt) sind nur ein Beispiel für die vielfältigen Einsatzgebiete neuer und verbesserter Cu-Mg-Legierungen Aktuell wurde gerade ein vom BMBF finanziertes Drittmittelprojekt abgeschlossen, bei dem die Ergebnisse sogar zu einer Patentanmeldung führen könnten (Antrag hierzu gerade in der Begutachtung). Damit ist dieses Thema aus Pforzheimer Sicht aber bei weitem noch nicht erschöpft, sondern solche Ergebnisse erfolgreicher Arbeit werden eher motivierend gesehen, um weitere Optimierungen an diesen neuen Werkstoffen zu erzielen. Ein weiterer Ansatz, der zu dem Leitthema Cu-Basis Werkstoffe verfolgt wird, hat zu einer engen Kooperation mit der international hochangesehenen Fa. Nonnenmacher Feinguss GmbH in Ölbronn-Dürrn geführt. Ein gemeinsamer Forschungsantrag im Förderprogramm Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand - ZIM wurde vor kurzem genehmigt. Ziel des Forschungsprojektes mit dem Titel Untersuchung zur Substitution von Beryllium in Mikrogussbauteilen aus hochfesten Kupferbasislegierungen, ist die Ermittlung eines geeigneten Substituts für das toxische Element Beryllium in Kupfer-Beryllium-Legierungen, wobei der Fokus besonders auf dem konkreten Anwendungsfall Mikroguss liegt. b) Metallische Schäume: Ein weiteres mit großem Interesse verfolgtes und aktiv bearbeitetes Gebiet der Werkstoffkundeforschung in Pforzheim stellen die metallischen Schäume und hier insbesondere die offenzelligen metallischen Schäume dar. Dieses in Pforzheim und im Vergleich zu den oben dargestellten Kupfer-Legierungen in gleicher Weise langfristig ausgelegtes Forschungsgebiet stellt nach 12 IAF Institut für Angewandte Forschung

17 2 Die Arbeiten im Überblick Ansicht der Pforzheimer Arbeitsgruppe im Augenblick ein Riesenpotenzial an Forschung und Entwicklung bereit. Die Aktivitäten des WEP konzentrieren sich dabei auf drei Themenschwerpunkte. Zu allererst gilt es, die den Schäumen ganz eigene Struktur zu definieren und zu beschreiben. Hier existiert beim aktuellen Stand der Forschung ein auffälliges und die weitere Entwicklung auf diesem Gebiet eher hemmendes Defizit. Wertvolle erste Ansätze konnten bereits erarbeitet werden, auf denen weiter aufgebaut und optimiert werden muss. Interessant scheint dabei die Beobachtung, dass eine einzelne Schaumzelle in ihrer äußeren Gestalt eine erstaunliche Ähnlichkeit mit den so genannten und vom jüngsten Nobelpreisträger Dan Shechtman vor ca. 20 Jahren entdeckten Quasikristallen aufweist. Neben diesen mikrostrukturellen Betrachtungen der Schaummorphologien stehen diverse gänzlich neue Anwendungen im Brennpunkt der Pforzheimer Forschungsaktivitäten. Dies ist zum einen die Anwendung der Schäume als aktive Bauelemente in Wärmetauschern, die evtl. zu einem ganz neuen und wiederum durchaus patentträchtigen Konzept für Wärmeanlagen führen könnte. Darüber hinaus erscheint ein ganz anderes Feld, bei dem es um medizintechnische Anwendungen metallischer Schäume geht, als überaus vielversprechend. Unter Verwendung von Titan bzw. Titan-Basis-Legierungen könnten diese Art von Schäumen als partieller und hoch-biokompatibler Knochenersatz eingesetzt werden. Dabei sollte gerade die offenzellige Struktur ein effektives Ein- und Verwachsen neu gebildeten Knochenmaterials ermöglichen und während dieser Phase gleichzeitig ein höchstwirksames und stabiles Stützkorsett bzw. Stützeinlage für den beschädigten Knochen darstellen. Unter Verwendung von Magnesium und speziellen Magnesium-Legierungen als Schäume, die sich im Körper nach getaner ausreichender Stützarbeit gar von selbst auflösen können, sind weitere innovative Ansätze möglich. Abb. 3: Mikrostruktur eines offenporigen metallischen Schaums (hier auf Aluminium-Basis) Zu dem Themenkomplex Metallische Schäume und Energieeffizienz wird seit Juli 2011 im WEP ein weiteres Forschungsprojekt bearbeitet, welches durch das Land Baden-Württemberg im Rahmen des Förderprogramms Innovative Projekte / Kooperationsprojekte finanziert wird. Das Jahresarbeitsbericht

18 Projektthema lautet hierzu Anwendungsoptimierter Einsatz von zellulären Strukturen auf Metallbasis aus thermischer und energetischer Sicht zur Steigerung der ökologischen Effizienz am Beispiel eines Wärmespeichers. Mit dem Einsatz von offenporigen zellulären Strukturen auf Metallbasis, insbesondere als zentrale Komponenten in Wärmespeichern und/oder Wärmeübertragern, sollen hier die Möglichkeiten zu einer im Vergleich zu konventionellen Anlagen äußerst bedarfsgerechten und weitaus effektiveren Nutzung aufgezeigt werden. Um dies zu ermöglichen und einen zielgerichteten und möglichst optimalen Einsatz von offenporigen metallischen Schäumen in thermischen Systemen zu gewährleisten, ist es allerdings notwendig, die einzusetzende Werkstoffgruppe unter werkstoffkundlichen Aspekten zu charakterisieren und mit den thermischen Eigenschaften in Einklang zu bringen. Hier ist dem Pforzheimer Team als Projektkoordinator die Bildung eines effektiven kleinen Forschungskonsortiums, bestehend aus der MHK Wärme- und Kältetechnik GmbH in Waghäusel-Kirrlach als Entwickler und Anwender einbaufertiger Komplettsysteme, der WENZEL Volumetrik GmbH, Singen/Hohentwiel, ein Entwicklungs- und Herstellungsunternehmen für Computertomographen für die Werkstoff- und Bauteilentwicklung sowie dem Schaumhersteller m-pore GmbH in Dresden, gelungen. Für beide vorgestellten Schwerpunkte sind weitere Kooperationsprojekte derzeit in Planung. Die Daten der vor kurzem abgeschlossenen sowie der aktuell laufenden Projekte können der Projektauflistung in diesem IAF-Jahresbericht entnommen werden. Resümierend stellt das WEP gerade durch Projekte, wie hier in aller Kürze vorgestellt, seine Innovations- und Leistungsfähigkeit, die parallel mit den wachsenden Ansprüchen an effektiver Forschung und erfolgreichem Transfer von Forschungsergebnissen in die praktische Anwendbarkeit gesteigert werden konnte - und dies auch sicher in Zukunft wird - unter recht eindrucksvollen Beweis. Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing (FH) Norbert Jost, Leiter des Werkstoffentwicklungs- und Prüflabors der Hochschule Pforzheim Experimentelle Untersuchungen an Fahrradrahmen und Neuentwicklungen von Prüfmaschinen und Fahrradkomponenten Die Entwicklung bei den High End Rennrädern geht in den letzten Jahren hin zu immer steiferen Leichtbau-Rahmenkonstruktionen. Damit werden dem Athleten jedoch deutlich mehr Erschütterungen als zuvor zugemutet, die dieser über seine Haltemuskulatur abfedern muss. Speziell bei längeren Wettkämpfen führt dies dazu, dass der Sportler schneller ermüdet, die Konzentration nachlässt und er langsamer wird. Da bei Wettkämpfen häufig Bruchteile von Sekunden über Sieg oder Niederlage entscheiden, kann mit der Steigerung des Komforts ein wesentlicher Beitrag für den Erfolg erzielt werden. In der Forschungskooperation mit der Firma Canyon Bicycles GmbH (Koblenz) werden daher mit einem umfangreich ausgestatteten Messrad Schwingungsbelastungen für den Fahrer bei unterschiedlichen Fahrsituationen gemessen und ausgewertet. Auf der Grundlage dieser Realdaten können Lastkollektive ermittelt werden, die auf Prüfständen im Labor zur Optimierung von Rahmenkonstruktionen aber auch Fahrradkomponenten verwendet werden können. Neben den bekannten EN-Prüfverfahren werden im Radlabor der Hochschule Pforzheim auch neue Prüfmaschinen und Prüfverfahren entwickelt. Dabei wird das Ziel verfolgt, möglichst schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne dabei Einbußen bei der Aussagekraft der Prüfergebnisse hinnehmen zu müssen (Abb. 1). 14 IAF Institut für Angewandte Forschung

19 2 Die Arbeiten im Überblick Abb. 1: Impactprüfung einer Rennradgabe Ein aktueller, dritter Schwerpunkt in diesem Forschungsprojekt stellt die Entwicklung einer neuartigen Blattfeder-Sattelstütze (Abb. 2) dar. Im Gegensatz zu konventionellen Sattelstützen, die üblicherweise aus einem Rohrprofil bestehen, wird bei dieser Neukonstruktion die elastische Federwirkung von zwei parallel angeordneten Blattfederprofilen verwendet. Die in der Konstruktion realisierte Federkinematik hat den entscheidenden Vorteil, dass sie auch bei großen Federwegen einem unangenehm starken Aufrichten der Sattelnase entgegenwirkt. Damit kann der Radfahrer wieder entspannter auf dem Rad sitzen und spart somit Energie, die er dann für den gewünschten Vortrieb verwenden kann. Abb. 2: Neuentwickelte Blattfeder-Sattelstütze Projektleiter: Prof. Dr. Peter Kohmann Jahresarbeitsbericht

20 2.3.6 Schmucktechnologisches Institut - STI Das Schmucktechnologische Institut (STI) ist eine grundfinanzierte Einrichtung der Hochschule Pforzheim, die sich zusätzlich über wettbewerblich eingeworbene Mittel der gewerblichen Wirtschaft für eine Vielzahl von kleineren Forschungs- und Entwicklungsaufträgen finanziert. Die Aktivitäten am STI sind dabei integraler Bestandteil der Forschungsarbeiten an der Hochschule und binden auf ideale Weise die Kompetenzen aus den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik, Gestaltung und teilweise sogar aus den Wirtschaftswissenschaften ein. Das STI ist neben der Professur von Dr. Wolfgang Böhm aktuell mit 2 Mitarbeitern und 2 Mitarbeiterinnen besetzt. Ziel und Aufgabe des STI als schmucktechnologisches Kompetenzzentrum ist es, Schmuck herstellende Firmen auf technologischem Gebiet innovativ zu unterstützen. Aufgrund der unkomplizierten Beantragung und der attraktiven Förderquoten wurden dabei insbesondere von einigen sehr kleinen Unternehmen Innovationsgutscheine des Landes eingesetzt, um innovative F+E-Arbeiten beim STI in Auftrag zu geben die sich damit als sehr nützliches Instrument für diese Klientel erweisen. Neben den Arbeiten für die Schmuckindustrie kommen zunehmend auch Unternehmen anderer Branchen mit Fragen zu Beschichtungen und Druckgussteilen auf das STI zu. Da die F+E-Arbeiten des STI überwiegend im hochsensiblen Bereich der Produktinnovation der regionalen Schmuckindustrie liegen, können an dieser Stelle nur thematisch kurz angerissen und nicht im Detail dargestellt werden. Legierungsentwicklungen Derzeit ist die Entwicklung neuer Legierungen von großem Interesse für die Schmuckindustrie. So zwingen die hohen Edelmetallpreise beispielsweise zu Überlegungen, mit Hilfe welcher Legierungen man das für Ringe notwendige Volumen mit weniger Goldeinsatz erzielen kann. Dabei muss die Festigkeit des Ringkörpers gewährleistet bleiben, d.h. der Ring darf sich nicht verbiegen lassen. Ebenfalls aufgrund des hohen Goldpreises widmet man sich der qualitativen Verbesserung von niedrig-karätigem Gold (333er). Dieses läuft vor allem Gefahr zu korrodieren. Daher soll die Entwicklung einer korrosionsstabileren Legierung die Akzeptanz von Schmuck auch aus diesem Goldbereich fördern. Platin wiederum ist ein sehr helles Metall. Hier ist es wichtig, Legierungen zu finden, die anlaufbeständige Eigenschaften mit sich bringen. Die spezielle Färbung von Platin muss erhalten bleiben, damit dieses sich für den Verbraucher visuell von Edelstahl unterscheidet. In diesem Bereich wurde jüngst ein Patent angemeldet. Anlaufverhalten von Silber Ein weiteres Beispiel für Arbeiten am STI ist die Untersuchung von Gründen für das Anlaufen von Silber. Mittlerweile wurde ermittelt, dass bestimmte Kartonagen und Verpackungen, Schwefel emittieren. Dieser verursacht ein Anlaufen des Silbers. Das STI untersucht hierzu sowohl die Kartonagen als auch die jeweilige Legierung bzw. die Schutzschichten, die einen Anlaufschutz gewähren sollte 16 IAF Institut für Angewandte Forschung

21 2 Die Arbeiten im Überblick Alternative Herstellverfahren von Trauringen Auch auf dem letzten Santa Fe Symposium, der bedeutendsten internationalen Veranstaltung der Schmuckbranche, war die Herstellung von Trauringen ein Thema. Die Hersteller von Trauringen haben derzeit mit einer extremen Erhöhung ihrer Kapitalkosten von bis zu 900% zu kämpfen, um die Vorräte, die in ihrer Fertigung notwendig sind, vorhalten zu können. Aufgrund der in diesem speziellen Segment üblichen Lieferzeiten von 24 Stunden, müssen viele verschiedene Größen vorrätig sein hierzu ist ein entsprechender Materialeinsatz notwendig. Gleichzeitig bietet die Gewährleistung einer solchen Lieferfrist den notwendigen Schutz vor ausländischen Konkurrenten, die diese Fristen nicht einhalten können. Um den Edelmetalleinsatz zu verringern, werden daher derzeit Untersuchungen zu alternativen Herstellverfahren, die weniger Materialeinsatz erfordern, verstärkt, statt spanabhebender Prozesse sollen Umformtechniken eingesetzt werden. Die einmal im Jahr veranstaltete Vortragsveranstaltung Aktuelle Schmucktechnologien erfreut sich weiterhin einer steigenden Beliebtheit, nicht nur in der Region. Das Branchentreffen greift aktuelle Themen auf, stellt die Ergebnisse des Santa Fe-Symposiums vor und bietet eine Austauschplattform für die Kenner der Schmuckindustrie. Institutsleitung: Prof. Dr. Werner Böhm Institut für Industrial Ecology Bereits im Jahr 2010 wurde der stärksten Arbeitsgruppe des IAF unter der Leitung von Prof. Mario Schmidt ein neuer Namen gegeben und sie wurde zu einem Institut zusammengefasst, dem Institut für Industrial Ecology (INEC). Im Jahr 2011 hat sich an der Forschungsstärke der Gruppe nichts geändert. Das INEC hat 2011 Drittmittel in Höhe von ca EUR erhalten und macht damit etwa ein Fünftel der Forschungsleistung der Hochschule aus. Im Verlauf des Jahres 2011 konnten sechs Forschungsanträge gestellt werden. Ein weiteres FHProfunt-Projekt startete im September 2011 (es erhielt sagenhafte 95 Punkte von 100 möglichen), so dass allein am INEC derzeit 3 FHProfunt-Projekte in Arbeit sind. Der Personalstand blieb mit 7 drittmittelfinanzierten Vollzeitstellen konstant. Hendrik Lambrecht hat im Herbst erfolgreich promoviert und die Hochschule dann leider verlassen. Jahresarbeitsbericht