Forschung & Entwicklung

Die Zeisberg Carbon GmbH ist ein innovatives und aufstrebendes High-Tech-Unternehmen, welches sich in der Verantwortung sieht durch ständige technologische Entwicklung die Grenzen des Machbaren zu erweitern, um einen entscheidenden Beitrag dafür zu leisten, dass der Wirtschaftsstandort Deutschland und Europa nachhaltig gestärkt und der Wohlstand aller dadurch erhalten wird. Dazu investiert das Unternehmen jährlich in Technologien, Verfahrensentwicklungen, entsprechenden Rechtsschutz sowie Maschinerie.

Gemäß unserem Unternehmenscredo: Ein solides Fundament für die gemeinsame Zukunft - Solidum fundamentum pro futurum.

ZIM-Projekt BionicWalker

Kooperationsprojekt zur Entwicklung und Erforschung einer neuen prothetischen Versorgung für Patienten mit Vorfußamputation erfolgreich beendet: Orthopädietechnisches Hilfsmittel BionicWalker erleichtert Großzeh-Amputierten das Gehen.

Projektpartner:

- Medizinische Hochschule Hannover (MHH) - OrthoGo

- TU Braunschweig - Insitut für Flugzeugbau und Leichtbau

- TU Clausthal - Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik

- REHA OT Melchior & Fittkau GmbH

- OK Gummiwerk Otto Körting GmbH

- Zeisberg Carbon GmbH

Bild: ©HPCFK Stabe/Leibniz Universität Hannover (IFW), TU Clausthal (PuK), TU Braunschweig (IFL)

Herausforderung + Markt
In Deutschland werden jährlich rund 40.000 kleinere Amputationen am Fuß durchgeführt. Nach der Amputation ist das Gangbild der betroffenen Patienten häufig beeinträchtigt und es kann zu Folgeproblemen an den darüber gelegenen Gelenken oder sogar an der Wirbelsäule kommen. Bisher verfügbare Versorgungsmaßnahmen können diese Beeinträchtigungen oftmals nur teilweise oder gar nicht ausgleichen. Der Weg zurück in den gesellschaftlichen und beruflichen Alltag wird dadurch erschwert. Mit dem BionicWalker steht den Patienten zukünftig ein vielversprechendes alternatives Hilfsmittel zur Verfügung.

Projektarbeit
Auf Basis einer biomechanischen Analyse wurden die medizinischen Anforderungen an das neue Hilfsmittel definiert, die schließlich in die Entwicklung, Fertigung und Erprobung eines Demonstrators mündeten. Das zentrale Element des BionicWalkers ist ein in mehreren Entwicklungsschleifen optimierter Hightech-Federmechanismus aus kohlefaserverstärktem Kunststoff. Das Verhalten des Federmechanismus unter Alltags- und Extrembelastungen wurde simulationsbasiert und durch statische und zyklische Prüfungen untersucht. Die Wirksamkeit des BionicWalkers wurde mithilfe von Ganganalysen bei betroffenen Patienten erprobt.

Erreichtes Ziel
Im Ergebnis haben die Projektpartner mit dem neuen BionicWalker ein praxisnahes Konzept für die Versorgung von Vorfuß-Amputierten entwickelt. Die biomechanischen Untersuchungen konnten nachweisen, dass die Hightechfeder die Bewegungsenergie während des Gehens zwischenspeichern kann, um sie dem Patienten dann unterstützend für den Zehenabstoß wieder freizugeben. Gleichzeitig wird eine Druckreduzierung in kritischen Bereichen der Fußsohle erreicht, so dass Folgeprobleme hier vermieden werden können.

BMWK-Projekt EDISON-rCF (03LB3007A)

Energieeffizientes und werkstoffgerechtes Recycling von CFK durch einen innovativen Solvolyseprozess sowie die Entwicklung und Herstellung neuartiger quasiunidirektionaler Halbzeuge

Projektkoordination: Zeisberg Carbon GmbH

Angesichts wachsender Ressourcenknappheit, Klimaschutzbestrebungen sowie eines steigenden Innovationsdrucks gewinnen der Leichtbau und insbesondere die ganzheitliche Betrachtung von geschlossenen Stoffkreisläufen zunehmend an Bedeutung. Während Metalle und sortenreine Kunststoffe bereits sehr gut rezykliert werden können, bestehen erhebliche Defizite bei den faserverstärkten Kunststoffen (FVK) und insbesondere bei solchen mit Carbonfasern (CFK).

Aufgrund des hohen Energieeinsatzes für die Herstellung der Carbonfasern (CF) ist nur der mehrmalige Einsatz ressourcenschonend. EDISON-rCF verfolgte das Ziel einen ganzheitlichen und ressourceneffizienter Kreislaufprozess für CFK zu entwickelt, der hochwertige ein-(1D) sowie zweidimensionale (2D) Halbzeuge hervorbringt, für den erneuten Einsatz recycelter Carbonfasern (rCF) in sämtlichen Branchen mit Leichtbauambitionen inklusive der Bauindustrie.

Durch die Berücksichtigung der Notwendigkeit eines effizienten Rezyklierens von Carbonfasern um die Werkstoffzeit zu verlängern, war das Ziel des Projektes EDISON-rCF eine energieeffiziente sowie ressourcenschonende Herstellung von quasi-unidirektionalen Garnen, Vliesen sowie Bewehrungen in wirtschaftlich sinnvollen Mengen zu garantieren. Es gilt ebenso neue Konzepte für die Prozessierung, Kategorisierung und Standardisierung der Endprodukte sowie der Wertschöpfungskette festgehalten und verbessert werden. 

Die Zeisberg Carbon GmbH hat im Rahmen des Projektes EDISON-rCF den weltweit ersten Bewehrungsstab aus recycelten Carbonfasern erfunden und gefertigt, den rCF-Rebar©, welcher in Zusammenarbeit mit den Partnern im Projekt optimiert wurde. Es wurde eine textile Prozesskette aufgebaut. Unter anderem hat Zeisberg Carbon eine eigene Kardiermaschine konstruiert und erbaut, mit welcher rCF-Vliese hergestellt werden können.

Projektpartner:

- Technische Universität Dresden (Institut für Massivbau)

- Technische Universität Bergakademie Freiberg (Institut für Aufbereitungsmaschinen und Recyclingsystemtechnik)

- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (Institut für Systemleichtbau)

- Zeisberg Carbon GmbH

BMWK-Projekt Func2Ad (03EE3069E)

Funktionalisierte, multiphysikalisch optimierte Klebstoffsysteme für die inhärente Strukturüberwachung von Rotorblättern

Teilprojekt der Zeisberg Carbon GmbH: Industrielle Fertigung partikelmodifizierter Klebeharze sowie generische Probekörper- und Bauteilherstellung mit In-situ-Analyse entscheidender Materialeigenschaften

Es werden nanopartikel-modifizierte Klebstoffe entwickelt und hergestellt (DLR, Zeisberg Carbon), welche ein Structure Health Monitoring (SHM) an Rotorblättern ermöglicht (DLR, Invent). Mittels elektrischer Impedanzspektroskopie (EIS) wird in-situ der Aushärteprozess dieser Klebstoffe analysiert (Zeisberg) und parallel dazu simuliert (LUH/ISD). Ständig werden Prozesse und Materialien sowie Prozesse mittels Life Cycle Assessment (LCA) bewertet und somit optimiert (Capgemini).

Projektpartner:

- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) (Institut für Systemleichtbau)

- Leibniz Universität Hannover (Institut für Statik und Dynamik)

- INVENT GmbH

- Capgemini SE

- Zeisberg Carbon GmbH

BMWK-Projekt HANNAH (0324345F)

Herausforderungen der industriellen Anwendung von nanomodifizierten und hybriden Werkstoffsystemen im Rotorblattleichtbau

Teilprojekt der Zeisberg Carbon GmbH

Skalierung der Fertigungstechnologie für nanomodifizierte Harzsysteme und Klebstoffe hinzu industriell relevanten Mengen

Zur Vergrößerung der Rotordurchmesser von Windenergieanlagen (WEA), für eine zunehmend effizienter werdende und nachhaltige Stromerzeugung, geschah im Rahmen des Projektes HANNAH die Erarbeitung dafür notwendiger Materialsysteme und derer Herstellprozesse. Das Teilvorhaben der Zeisberg Carbon GmbH sah insbesondere die Entwicklung eines Produktionsverfahrens zur industriellen Herstellung von nanopartikel-modifizierten Harzsystemen und Klebstoffen vor.

Beginnend bei einem Arbeitssicherheitskonzept, über die Untersuchung von grundlegenden Mechanismen und Einzelprozessschritten bis hin zu einer Optimierung der Wirtschaftlichkeit unter Einhaltung von Qualitätsanforderungen, wurde im Rahmen des BMWK-Projektes HANNAH von Seiten Zeisberg ein Fertigungsprozess sowie eine entsprechende Maschine zur potentiellen Skalierung der Produktion von nanopartikel-modifizierten Harzsystemen und Klebstoffen entwickelt und erbaut.

Projektpartner:

- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) (Institut für Systemleichtbau)

- Leibniz Universität Hannover (Institut für Statik und Dynamik)

- Fraunhofer Institut für Windenergiesysteme und Wasserstofftechnologie (IWES)

- INVENT GmbH

- Zeisberg Carbon GmbH