Im Rahmen eines fakultätsübergreifenden Bauhaus.Moduls hatten Studierende
der Bauhaus-Universität Weimar im Sommersemester 2021 die Aufgabe,
Lösungen zur Klimakrise zu entwickeln und ein Ausstellungsprojekt für die
UN-Klimakonferenz 2021 zu erarbeiten. Entstanden sind drei Videos, die im
Rahmen der Jahresschau der Bauhaus-Universität Weimar präsentiert und
ausgezeichnet wurden. Das studentische Gewinnerteam wird nun auf Einladung
der Vereinten Nationen an der 26. UN-Klimakonferenz, die vom 1. bis 12.
November 2021 in Glasgow stattfindet, teilnehmen und ihr Projekt sowie das
Siegervideo »PermaPark« vorstellen.

Mit welchen Maßnahmen kann der fortschreitenden Klimakrise entgegentreten
werden? Wie kann Permakultur im urbanen Raum dazu beitragen, lokale
Nährstoffkreisläufe zu schließen und so ein nachhaltiges Gleichgewicht
wiederherzustellen? Diese Fragen waren Bestandteil des interdisziplinären
Bauhaus.Moduls »Climate Action: Permakultur und lokales Wirtschaften im
urbanen Raum«, das unter Beteiligung verschiedener Professuren der
Bauhaus-Universität Weimar im Sommersemester 2021 für Studierende aller
vier Fakultäten angeboten wurde.

»Das Projektthema selbst versucht über etwas Visionäres nachzudenken:
Permakultur existiert bisher nur im ländlichen Raum. Mit den studentischen
Projekten wollten wir jedoch aufzeigen, welches Potenzial Permakultur auch
im städtischen Kontext besitzt. Hier geht es, neben dem Kreislaufgedanken
von Stoffflüssen und Energie, eben auch um wichtige Fragen des
gesellschaftlichen Zusammenlebens. Darüber hinaus sollten die Studierenden
darin trainiert werden, über die Grenzen ihrer eigenen Fächer hinweg
kreativ zu sein und sich zu überlegen, ob der neu zu gestaltende Stadtraum
eine Natürlichkeit des Kreislaufes überhaupt zulässt«, erläutert Prof.
Dr.-Ing. Eckhard Kraft, Professor für Biotechnologie in der
Ressourcenwirtschaft und Klimabeauftragter der Bauhaus-Universität Weimar,
der das Bauhaus.Modul initiiert hat.

Als Untersuchungsobjekt im urbanen Raum diente den drei studentischen
Teams der Südcampus der Universität. Anhand dieses Beispiels überlegten
die Studierenden, welche Lösungsansätze sich für einen Weg aus der
Klimakrise umsetzen lassen. Entstanden sind hierzu drei Projektvideos in
englischer Sprache, die im Rahmen der diesjährigen summaery der Bauhaus-
Universität Weimar der Öffentlichkeit vorgestellt und bewertet wurden.

»Das Gewinnerteam bestehend aus Studierenden der Architektur,
Umweltingenieurwissenschaften und Visuellen Kommunikation sowie Freien
Kunst hat sich der Thematik betont ingenieurtechnisch gewidmet. Sie haben
sehr akribisch Daten recherchiert, anschließend bilanziert und so
Bemessungen für technische Lösungen entworfen. Im Mittelpunkt steht dabei
die Energiegewinnung mittels Wind, Sonne, Algen und Biomasse. Besonders
die Umsetzbarkeit, aber auch die Chancen von Dezentralität haben bei der
Bewertung überzeugt«, erklärt Kraft weiter.

Dank der Zusammenarbeit mit Patricia Espinosa Cantellano, Leiterin des
Sekretariats der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen, die im
Wintersemester 2018/2019 die erste Bauhaus-Gastprofessur an der Bauhaus-
Universität Weimar inne hatte, bekommen nun fünf Weimarer Studierende die
Möglichkeit, ihr Projekt sowie das dazugehörige Video »PermaPark« bei der
26. UN-Klimakonferenz zu präsentieren. »Wie oft haben meine
Kommiliton*innen und ich schon den politischen Hintergrund für Klimaziele
in Forschungsberichten aufgeschrieben – und jetzt werden wir selbst dabei
sein. Wir schreiben quasi mit an der Geschichte. Das ist ziemlich
aufregend und sehr inspirierend«, freut sich Isabell Maria Lange,
Studentin der Umweltingenieurwissenschaften, über ihre Teilnahme.

»Die Bauhaus-Universität Weimar bekennt sich über alle Fakultäten und
Disziplinen hinweg zu Nachhaltigkeit und Klimaschutz. Deutlichstes Zeichen
dafür ist die Beteiligung unserer Universität am Neuen Europäischen
Bauhaus, einer Initiative der EU-Kommission, die sich den nachhaltigen
Umbau unserer Gesellschaft in allen Bereichen zum Ziel gesetzt hat. Dabei
ist es auch unser Anliegen, die junge Generation mit der Politik ins
Gespräch kommen zu lassen, damit deren Wahrnehmung besser in politische
Prozesse eingebunden werden kann«, unterstreicht der Präsident der
Bauhaus-Universität Weimar, Prof. Dr. Winfried Speitkamp. »Es freut uns
daher außerordentlich, dass das Klimasekretariat der Vereinten Nationen
einem Teil unserer Studierenden die Chance gibt, ihre visualisierte
Projektarbeit auf der 26. UN-Klimakonferenz vorzustellen und ihnen damit
zugleich eine Plattform bietet, mit Teilnehmenden der Konferenz ins
Gespräch zu kommen. Die Bauhaus-Universität Weimar wird diese
Zusammenarbeit weiterführen.«

Die Nachbearbeitung gefräster metallischer Oberflächen verursacht in
Fertigungsbetrieben noch immer immense Kosten. Das liegt vor allem an dem
hohen manuellen Aufwand für das Polieren, aber auch an den sehr
zeitintensiven Fräsprozessen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des
Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT in Aachen haben nun
ein neues Werkzeugkonzept zur Nachbearbeitung von Metalloberflächen
entwickelt, das eine Alternative zum Polieren bietet: Das Werkzeug kann in
konventionellen 5-Achs-Bearbeitungszentren eingesetzt werden. Dies bietet
mehr Flexibilität und verkürzt die Zeit für die Nachbearbeitung der
Bauteile bis zu zehn Prozent.

Produzierende Unternehmen in der Metallverarbeitung müssen laufend die
Bauteilqualität weiter verbessern und dabei gleichzeitig die
Fertigungskosten gering halten oder sogar senken. Optimierungspotenzial
gibt es vor allem in der Nachbearbeitung, denn dort werden in der Regel
zeitintensive und kostspielige Verfahren eingesetzt, etwa das manuelle
Polieren oder das maschinelle Oberflächenhämmern.

Werkzeug ebnet Rauheitsspitzen auf dem Werkstück ein

Ziel des kürzlich abgeschlossenen Forschungsprojekts »HGROka –
Oberflächennachbearbeitung dreidimensionaler Bauteile durch
Hartmetallwerkzeuge mit großen Schneidkantenradien« am Fraunhofer IPT war
es deshalb, ein Werkzeugkonzept zur Oberflächennachbearbeitung zu
entwickeln, das mehr Flexibilität bietet und geringere Fertigungskosten
verursacht als bisher.

Bei dem neuen Verfahren wird ein Werkzeug aus Hartmetall eingesetzt, das
einem klassischen Fräswerkzeug ähnelt. Der Schneidkantenradius ist mit bis
zu 0,5 mm allerdings viel größer als bei herkömmlichen Fräswerkzeugen. Mit
dem Werkzeug wird kein Werkstoff entfernt, sondern es wird auf die
Bauteiloberfläche gedrückt. Durch den Drückprozess werden Rauheitsspitzen
auf dem Werkstück eingeebnet und Randzonen verfestigt.

Nachgiebiger Werkzeughalter sorgt für konstante Kraft zwischen Werkzeug
und Werkstück

Zusätzlich zu dem neuen Werkzeug entwickelte das Team des Fraunhofer IPT
gemeinsam mit den Projektpartnern einen nachgiebigen Werkzeughalter.
Dieser stellt sicher, dass bei der Bearbeitung der Werkstückoberfläche
stets eine konstante Kraft zwischen Werkzeug und Werkstück beibehalten
wird. Denn nur durch einen gleichbleibenden Druck lassen sich
entsprechende Oberflächeneigenschaften am Werkstück erzielen. Das Team
wählte einen hybriden Ansatz, der die Nachgiebigkeit des Werkzeugs sowohl
durch eine konventionelle Feder als auch durch eine interne
Kühlschmierstoffzufuhr gewährleistet.

Bearbeitungsdauer verkürzt sich um zehn Prozent

In mehreren Versuchsreihen testeten die Forscherinnen und Forscher das
Werkzeugkonzept in der industriellen Fertigungsumgebung des In mehreren
Versuchsreihen testeten die Forscherinnen und Forscher das Werkzeugkonzept
in der industriellen Fertigungsumgebung des Projektpartners CP Autosport
GmbH an Bauteilen aus Aluminium und hochfesten Stählen.

»Da die Oberflächenqualität vor dem Polieren durch die HGRokA-Bearbeitung
bereits wesentlich verbessert ist, konnte der Aufwand der Polier-
Nachbearbeitung deutlich reduziert werden. Wir sprechen hier von einer
Zeitersparnis für die Nachbearbeitung bis zu zehn Prozent«, sagt Vincent
Gerretz, der das Projekt am Fraunhofer IPT leitete. Teilweise konnte das
Polieren gänzlich ersetzt werden, da die Oberflächenqualität nach der
HGRokA-Bearbeitung bereits ausreichend war.

Einen weiteren Vorteil sehen die Aachener Forscherinnen und Forscher
darin, dass das Werkzeug ohne zusätzliche Maschinenaggregate in
konventionellen 5-Achs-Bearbeitungszentren eingesetzt werden kann und
daher kostengünstig in der Anwendung ist. Nach den positiven
Testergebnissen soll das Werkzeugkonzept im nächsten Schritt noch an
weiteren Werkstoffen getestet werden.

Das Forschungsprojekt »HGROka« wurde durch Mittel des Europäischen Fonds
für regionale Entwicklung (EFRE) 2014-2020 mit dem Förderkennzeichen
EFRE-0801244 gefördert.