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Von der Natur gelernt - 60% Materialersparnis
23.11.2021 11:15:39
Ressourcenoptimierung im Metallbau

Dr. Maximilian Scherff war auf der Suche nach einem leichten Kühlkörper für photovoltaische Solarmodule, als er auf den Aufbau eines Tierknochens stieß. Dessen Eigenschaften und Stabilität nahm er sich zum Vorbild für eine innovative Metallstruktur. So ist ein Leichtbau-Sandwich-Element entstanden, das nicht nur 60 % Prozent Gewicht einspart, sondern auch für viele andere industrielle Anwendungen eingesetzt werden kann. Mittlerweile ist aus der Idee ein Start-Up entstanden, und die Patente für die Erfindung wurden bereits in den meisten Teilen der Welt erteilt. Neben den Solarmodulen entsteht gerade eine große weitere Anwendungspalette für diese Sandwich-Elemente.

Die Idee

Die Idee basiert auf dem bionischen Versteifungsprinzip eines Vogelknochens in dessen Innern sich feine Knochenstege befinden, die die dünne Knochenschale stützen. Diese Struktur wird mit einfachen Stanzprozessen auf ein Metallblech übertragen, dabei werden die Knochenstege durch stabile Blechstreifen, sogenannte NECTO-Elemente, ersetzt. Auf einem so erstellten NECTO-Blech sind viele der gestanzten Elemente verteilt und bildet zusammen mit einem weiteren Blech das NECTO-Sandwich. Dabei sind die Elemente so konstruiert, dass so gut wie kein Schnittverlust beim Produktionsprozess entsteht und dass deren Größe und Packungsdichte über die Sandwichfläche variieren kann. Dadurch kann die Stabilität der Blechstruktur einfach an die Belastung angepasst werden. Das Sandwich besteht aus nur zwei Teilen und ist durch den variablen und offenen Sandwich-Kern sehr gut für Funktionsintegration geeignet. Aufgrund der geringen Dehnung beim Herstellungsprozess können Bleche mit hohen Zugfestigkeiten verwendet werden.

Winner is

Im Jahr 2018 hat die MATRIX-Module GmbH gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (FhG-ISE) am Fraunhofer Venture Startup Wettbewerb Tandemcamp erfolgreich den ersten Platz belegt. Im darauffolgenden Jahr ist die NECTO-Idee Sieger im Gründungswettbewerb "Start2Grow" der Wirtschafts-Förderung Dortmund geworden und gewann das Team beim Start-Up Ruhr-Area Wettbewerb im Dezember 2019 den deutschen Gründungswettbewerb "Salon des Createurs". Außerdem erreichte das Team 2021 mit der Idee die Finalistenrunde des "Altair Enlighten Award".

Solarmodule

Das erste Produkt der MATRIX-Module GmbH wurde spezifisch für den Photovoltaik Markt entwickelt, wobei der neu entwickelte Modulrahmen mit NECTO-Elementen aus einem einzigen Blech geformt und anschließend auf die Rückseite der PV Module geklebt wird. Gegenüber den üblichen Aluminiumrahmen ist dieser günstiger zu fertigen und das Modul wird sehr viel steifer und flacher. Die Packungsdichte der Module steigt um 50% und auch die Glasdicke der Solarmoduls kann reduziert werden, was es 5 kg leichter macht. Nach diversen Labortests laufen aktuell weltweit Feldtests in Kooperation mit verschiedenen Solarmodulherstellern, die daran interessiert sind, dieses Panel einzusetzen.

Neue Anwendungsgebiete

Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist eine Motorhaube für einen historischen Sportwagen, die in Hybridbauweise erstellt wurde. Anstelle der Blechaußenhaut wurde CFK verwendet und durch ein ganzflächiges NECTO-Element aus Aluminium-Blech ersetzt. Durch diese Kombination konnten 60% des Gewichts eingespart werden. Die Haube wiegt nur 6 kg und ist sehr verwindungssteif. Ebenso sind komplett sortenreine Bauteile einfach umsetzbar. Es steht auch eine sehr große Auswahl von Fügetechniken zur Auswahl, da die Fügestellen des Sandwichs sind beidseitig zugänglich sind.

Bilder in besserer Auflösung finden Sie unter
http://www.koenigskonzept.de/fileadmin/matrix%202%20detail.jpg
http://www.koenigskonzept.de/fileadmin/matrix1.jpg

Firmenkontakt
Matrix Module GmbH
Jörn Suthues
Buschstr. 17
44369 Dortmund
+49 231 58695300
info@matrix-module.com
www.matrix-module.com


Pressekontakt
Königskonzept Helmut König
Helmut König
Mittelstr. 19
35516 Münzenberg
0049 6033 746634
koenig@koenigskonzept.de
https://www.koenigskonzept.de

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veröffentlicht von Helmut König


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