Hohe Kosten für Starts und knappe Ladekapazität in der Raumfahrt machen
einen konsequenten Einsatz von Leichtbaumaßnahmen notwendig. Dabei
entstehen oft Schwingungsprobleme. Vibroakustische Metamaterialien (VAMM)
stellen eine neue Maßnahme zur Minderung von Schwingungen dar und bieten
Vorteile in der Beeinflussung des Schwingungsverhaltens gegenüber
konventionellen Maßnahmen. Forschende aus dem Fraunhofer LBF haben mit
VAMM diverse Schwingungsminderungsmaßnahmen für Satelliten und
Raketenteile entwickelt. Am Mittwoch, 12. Juli 2023, wurde die VAMM-
Technologie als »beste eingereichte Idee einer Forschungseinrichtung oder
Universität seit Beginn des INNOspace Masters Wettbewerbs« ausgezeichnet

Satellitenstrukturen werden in der Regel aus leichten Aluminium-
Sandwichplatten mit einem Wabenkern zusammengesetzt. Im Betrieb lösen
Aggregate wie Reaktionsräder und Kryokühler, Mikroschwingungen aus, die
Störungen an optischen Instrumenten verursachen. Um diese
Mikroschwingungen zu minimieren, haben Forschende aus dem Fraunhofer LBF
vibroakustische Metamaterialien (VAMM) entwickelt, die das dynamische
Verhalten von Satellitenkonstruktionen drastisch verbessern.

»Wir freuen uns über die erneute Auszeichnung und sind stolz, dass unsere
Technologie hier zum Einsatz kommen kann«, so Projektleiter Heiko Atzrodt,
verantwortlich für die Abteilung Strukturdynamik und Schwingungstechnik im
Fraunhofer LBF.

Innovationen aus Darmstadt für nachhaltige Infrastrukturen im Weltraum und
auf der Erde!

Alles begann mit der Bewerbung zu den INNOspace Maters für 2017/2018. Nach
der ersten Auszeichnung konnten die Fraunhofer-Forschenden mit den
Projektpartnern MT Aerospace und OHB-System AG drei Weltraumdemonstratoren
bauen. Dabei wurden die Belastungen beim Start von Trägerraketen
berücksichtigt und die Weltraumtauglichkeit der Materialien aufgezeigt.
Die Forschungsergebnisse von »Silent Running« zeigten, dass der Einsatz
von vibroakustischen Metamaterialien im Weltraum realisierbar ist und dass
die Technologie neue Möglichkeiten für Leichtbau und Schwingungsreduktion
bietet. »‘Silent Running‘ war der Start für Metamaterialien am LBF und hat
den Grundstein gelegt für sechs weitere Forschungsprojekte in den
Bereichen Automotive, Luftfahrt und dem Bauwesen« erläutert Dr. Moritz
Hülsebrock, wissenschaftlicher Mitarbeiter und verantwortlich für die
Entwicklung numerischer Methoden zur Auslegung und Optimierung von VAMM am
Fraunhofer LBF.

Hohes Potenzial: vibroakustische Metamaterialien

Mit Metamaterialien wird ein in der Natur nicht auftretendes
Materialverhalten erzeugt. Neben optischen und elektromagnetischen
Metamaterialien werden spezielle Formen von Metamaterialien auch zur Lärm-
und Schwingungsminderung eingesetzt. Sie vereinen die Vorteile von aktiver
und passiver Schwingungsminderung. Die Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftler aus dem Fraunhofer LBF haben konzeptionelle und numerische
Entwurfsstrategien entwickelt und experimentell validiert. Mit der neuen
Technologie konnten Schwingungsreduktionen von bis zu 40 Dezibel (dB)
erreicht werden.

VDI-Experte ordnet Dimension des Phosphatvorkommens ein

Das Bergbauunternehmen Norge Mining hat in Norwegen über 70 Milliarden
Tonnen Phosphatvorkommen in einer Lagerstätte gefunden. Der Fund an sich
überrascht nicht – aber seine Dimension. Ist es tatsächlich ein
Gamechanger?

VDI-Experte Prof. Urs Peuker ist Lehrstuhlinhaber an der Technischen
Universität Bergakademie Freiberg. Er sagt: "Der Fund kommt vor allem
unserer Ernährung zugute."

Die 70 Milliarden Tonnen gefundenes Phosphatvorkommen in Norwegen stehen
140 Millionen Tonnen Jahresproduktion weltweit entgegen. "Das klingt schon
nach Gamechanger", sagt Prof. Urs Peuker. Der Phosphorabbau wird dabei
automatisiert ablaufen, denn in Norwegen ist die Technik sehr weit. "Hier
besteht ein recht etabliertes Verfahren. Die Lagerstätte liegt mindestens
circa 300-400 Meter im Boden. Dort wird man keinen Tagebau mehr machen.
Phosphorerz wird also im Untertagebau gewonnen. Also klassisch im Schacht
runter. Wobei es in Norwegen bereits alles automatisiert abläuft. Das sind
begehrte Jobs in Skandinavien. Die Mitarbeitenden sitzen an ihren Joy
Sticks übertage und navigieren den Bagger untertage", so Peuker.

Untertage wird nach einer Ständerbauweise vorgegangen. "Die Aufbereitung
an der Lagerstätte sieht so aus, dass die Sedimentgesteine, also das
Phosphorerzmit dem Hauptmineral Apatitkleingemahlen werden. Ausschließend
erfolgt eine Flotation, um den Gehalt an Apatit zu erhöhen", erklärt der
VDI-Experte. Apatit ist das am häufigsten auftretende Phosphat in
Gesteinen (Mischmineral). "Das Wasser für die Flotation muss richtig
konditioniert werden und das ist herausfordernd, da sich Teile des Erzes
lösen. Es entsteht damit eine hohe Konzentration an Ionen im
Prozesswasser, die die Wirkung der erforderlichen Flotationschemikalien
beeinträchtigen kann, weshalb spezielle Rezepturen genutzt werden."

Ukraine-Krieg: Fund kommt Welternährung zugute

90 % des Phosphors werden für Dünger verwendet. "Wir haben zum Beispiel
einen Mangel bei Kunstdünger. Das liegt an der politischen Situation. Aus
Russland fehlt derzeit die Bereitstellung. Daher ist die Dimension dieses
norwegischen Fundes eine gute Nachricht für die Ernährung der
Weltbevölkerung", so Peuker.

VDI als Gestalter der Zukunft

Seit mehr als 165 Jahren gibt der VDI wichtige Impulse für den technischen
Fortschritt. Mit seiner einzigartigen Community und seiner enormen
Vielfalt ist er Gestalter, Wissensmultiplikator, drittgrößter technischer
Regelsetzer und Vermittler zwischen Technik und Wissenschaft, Wirtschaft
und Politik. Er motiviert Menschen, die Grenzen des Möglichen zu
verschieben, setzt Standards für nachhaltige Innovationen und leistet
einen wichtigen Beitrag, um Fortschritt und Wohlstand in Deutschland zu
sichern. Der VDI gestaltet die Welt von morgen – als Schnittstelle
zwischen Ingenieur*innen, Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und
Gesellschaft. In seinem einzigartigen multidisziplinären Netzwerk mit mehr
als 135.000 Mitgliedern bündelt er das Wissen und die Kompetenzen, die
nötig sind, um den Weg in die Zukunft zu gestalten.

Originalpublikation:
https://www.vdi.de/news/detail/fund-ist-eine-gute-nachricht-fuer-die-
welternaehrung

Universität Stuttgart gewinnt VDI-Wettbewerb "Rooftop Living - Centro"

Die aktuelle Aufgabe legte den Fokus auf die Wohnungsknappheit in den
Ballungsgebieten. So sollten die Studierenden in diesem Jahr am Westfield
Centro in Oberhausen auf einem Teil der vorhandenen Parkdecks eine
Wohnbebauung realisieren. Gewinner ist ein Team der Universität Stuttgart
mit ihrem Konzept "The Valley".

Unter dem Titel "Rooftop Living – Westfield Centro – Nachhaltige
Transformation von Parkdecks in der Neuen Mitte Oberhausen“ suchte der
VDI-Wettbewerb Integrale Planung (WIP) dieses Jahr überzeugende Lösungen
für die Weiterentwicklung von verborgenen Flächenpotenzialen. Das
stimmigste Konzept hatte ein Team der Universität Stuttgart und gewann mit
dem Entwurf "The Valley" den 1. Preis. Der 2. Platz ging ebenfalls nach
Stuttgart, gefolgt vom Team der RWTH Aachen auf Platz 3.

Oberhausen: Parkdecks an der Mall als Wohnfläche nutzen

Die obersten Parkdecks der unmittelbar an der Mall liegenden Parkhäuser
könnten im Zuge der Mobilitätstransformation zukünftig weniger genutzt
werden und stünden somit potenziell für eine Weiterentwicklung zur
Verfügung. Dieses „Grundstückspotenzial“ im Sinne einer urbanen
Nachverdichtung gilt es zu nutzen: Gefordert war daher eine attraktive
Gestaltung der Dachlandschaft mit Gemeinschaftsflächen, um ein
zukunftsweisendes Quartierskonzept zu erarbeiten und die „Neue Mitte“ der
Stadt Oberhausen zu einem lebenswerteren Stadtteil zu entwickeln.

Die teilnehmenden 16 Teams sollten ihre Entwürfe zu "Rooftop Living –
Westfield Centro – Nachhaltige Transformation von Parkdecks in der Neuen
Mitte Oberhausen“ auf drei Planwerken in DIN A0 darstellen. Bei der
Jurysitzung am 30. Juni 2023 wählte die Fachjury unter Vorsitz von Prof.
Dr.-Ing. Michaela Lambertz (BAUES WUNDER Lambertz & Friesdorf Beratende
Ingenieure PartGmbB) die Sieger aus. Die Jurysitzung fand im deutschen
Headquarter von Unibail-Rodamco-Westfield in Düsseldorf statt.

Klare Darstellung der Wohntypen

Neben Kriterien, wie gestalterische und konstruktive Qualität und
Energiekonzept wurden Nachhaltigkeit, Energieeffizienz und integraler
Ansatz sowie der Umgang mit dem Bestand und einem Rückbaukonzept bei der
Bewertung berücksichtigt.

Hier überzeugte das Team der Universität Stuttgart, bestehend aus Youssef
Alshalal, Matthias Fitzner, Niklas Oettinger, Marcel Spielvogel und Jan
Widmaier. Ihr Entwurf " The Valley " bestach vor allem durch ein in sich
geschlossenes und stimmiges Konzept, klarer Darstellung der Wohntypen und
einer möglichen Umsetzbarkeit. Das Team erhielt 2.000 Euro für den 1.
Preis.

Der VDI-Wettbewerb Integrale Planung findet jährlich zu einem wechselnden
Thema statt und wird durch die VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
organisiert.

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VDI als Gestalter der Zukunft

Seit mehr als 165 Jahren gibt der VDI wichtige Impulse für den technischen
Fortschritt. Mit seiner einzigartigen Community und seiner enormen
Vielfalt ist er Gestalter, Wissensmultiplikator, drittgrößter technischer
Regelsetzer und Vermittler zwischen Technik und Wissenschaft, Wirtschaft
und Politik. Er motiviert Menschen, die Grenzen des Möglichen zu
verschieben, setzt Standards für nachhaltige Innovationen und leistet
einen wichtigen Beitrag, um Fortschritt und Wohlstand in Deutschland zu
sichern. Der VDI gestaltet die Welt von morgen – als Schnittstelle
zwischen Ingenieur*innen, Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und
Gesellschaft. In seinem einzigartigen multidisziplinären Netzwerk mit mehr
als 135.000 Mitgliedern bündelt er das Wissen und die Kompetenzen, die
nötig sind, um den Weg in die Zukunft zu gestalten.

Hochschulen für angewandte Wissenschaften (HAW/FH) forschen
praxisorientiert und denken lösungsorientiert. Damit sind sie
prädestiniert dafür, große gesellschaftliche Herausforderungen wie die
Energiewende anzugehen. Mit dem Programm „Forschung an Fachhochschulen“
fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) auch
Forschungsvorhaben zu diesem Thema. Mit dem „Thema im Fokus“ beleuchtet
die zugehörige Website Forschungsergebnisse und Ideen der HAW und FH, die
zu einer erfolgreichen Energiewende beitragen.

Die Lösung der Klimakrise ist untrennbar mit einer Energiewende verbunden:
Um den Ausstoß von Kohlendioxid spürbar zu reduzieren, muss die Menschheit
möglichst bald von fossilen Brennstoffen auf regenerative Energiequellen
umsteigen. Im Prinzip ist das bereits seit vielen Jahrzehnten bekannt,
aber die meisten Industrienationen hinken diesem Ziel meilenweit
hinterher.

In unserem aktuellen „Thema im Fokus“ haben wir uns deshalb dem wichtigen
Thema Energiewende gewidmet und einige spannende HAW-Projekte dazu auf
unserer Website aufbereitet. Unter anderem finden Sie dort ein
ausführliches Portrait des Projekts ReduCO2 (Kooperation der OTH
Regensburg und der TH Deggendorf), in dem es darum geht, Kohlendioxid
nachhaltig in einen Kreislauf einzuspeisen oder es gleich ganz aus dem
System zu entziehen. Außerdem gibt es ein Videointerview mit Vertretern
der Hamburger Forschungspartnerschaft X-Energy, die sich in mehreren
Projekten dem Thema Energiewende widmen. In einem dieser Projekte werden
so genannte Multirotor-Konzepte entwickelt: Windräder, die mehrere kleine
statt einem großen Rotor haben und damit mehr Leistung bringen können. In
kurzen Steckbriefen stellen wir noch einige weitere Projekte vor: etwa zu
Wasserstoff-Antrieben im Schwerlastverkehr und auf der Schiene, zu
Fledermaus-Schutzkonzepten beim Bau von Windrädern oder zu
Prognosemodellen für den Umbau der Energieversorgungs-Infrastruktur.
Ergänzt wird das Themenpaket um nützliche allgemeine Informationen zum
Thema.

Die Energiewende bietet viel Forschungspotenzial für die Zukunft – vor
allem für anwendungsorientierte Forschung. Genau hier liegt die
Innovationsstärke von HAW/FH, die wir mit dem „Thema im Fokus“  in den
Mittelpunkt stellen. Mit ihrem praxisorientierten Ansatz können HAW und FH
entscheidend dazu beitragen, dass die Energiewende gelingt.

Über „Forschung an Fachhochschulen“
Mit dem Programm „Forschung an Fachhochschulen“ verfolgt das BMBF das
Ziel, das Potenzial der Fachhochschulen besser zu erschließen und für den
Wirtschafts- und Innovationsstandort Deutschland nutzbar zu machen. Im
Zentrum stehen die anwendungsorientierte Forschung und die praxisnahe
Qualifizierung des Fachkräftenachwuchses. Das Programm ist auf Bundesebene
das einzige Forschungsprogramm, das sich ausschließlich an Fachhochschulen
richtet. Mit verschiedenen Maßnahmen werden die unterschiedlichen
inhaltlichen und strukturellen Forschungsherausforderungen der einzelnen
Fachhochschulen adressiert.
„Forschung an Fachhochschulen“ ist ein Programm des Bundesministeriums für
Bildung und Forschung (BMBF) – die Projektträgerschaft übernimmt die VDI
Technologiezentrum GmbH.