Festschrift ILK

Schriftenreihe des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik 

25 Jahre ILK 

Rückblicke, Einblicke 

und Ausblicke 

Festschrift zum 25. Jubiläum des Instituts für 

Leichtbau und Kunststofftechnik 

der Technischen Universität Dresden

25 Jahre ILK 

Rückblicke, Einblicke 

und Ausblicke 

Festschrift zum 25. Jubiläum des Instituts für 


der Technischen Universität Dresden

IMPRESSUM 

Titel: 

25 Jahre ILK: Rückblicke, Einblicke und Ausblicke 

Festschrift zum 25. Jubiläum des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik der 

Technischen Universität Dresden 

Band 1 der Reihe: 

Schriftenreihe des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der 

Technischen Universität Dresden 

Herausgeber: 

Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der Technischen Universität Dresden 

Verlag: 

Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der Technischen Universität Dresden 

Publ. 2019 

Dresden 

1. Auflage 

ISBN: 978-3-86780-598-8 

Gefördert durch die Sächsische AufbauBank (SAB) 

Layout und Gestaltung durch Jagdfieber GmbH & Co. KG 

Gedruckt von siblog - Gesellschaft für Dialogmarketing, Fulfillment & Lettershop mbH 

Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere 

die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und 

Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder Vervielfältigung auf anderen Wegen und 

der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, 

vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch 

im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes 

der Bundesrepublik Deutschland zulässig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen 

des Urheberrechtsgesetzes. 

Diese Maßnahme wird mitfinanziert mit 

Steuermitteln auf Grundlage des von 

den Abgeordneten des Sächsischen 

Landtags beschlossenen Haushaltes.

INHALT 

Vorwort 7 

Grußworte 9 

Leichtbau in Dresden 23 

Prägende Projekte und strategische Kooperationen 67 

Technologietransfer und Ausgründungen 89 

ILK als Sprungbrett – Gastbeiträge von 99 

Zukünftige Herausforderungen 113

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Wir sind innovative Vorreiter 

Rolls-Royce geht mit modernsten Technologien voran, um umweltfreundliche, sichere und 

wettbewerbsfähige Lösungen für den weltweiten Antriebs- und Energiebedarf anzubieten. 

Ob wir hybrid-elektrische Antriebssysteme für die nächste Generation der Luftfahrt 

entwickeln oder gemeinsam mit den herausragenden Wissenschaftlern unseres universitären 

Technologiezentrums an der TU Dresden die Leichtbaukonzepte der Zukunft erforschen, bei 

uns dreht sich alles um Innovation. 

www.rolls-royce.de

VORWORT 

Sehr geehrte Damen und Herren, 

das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der Technischen Universität Dresden feiert 

in diesem Jahr sein 25-jähriges Bestehen. Der seit 1994 entwickelte werkstoffund branchenübergreifende 

Ansatz und das Dresdner Modell des funktionsintegrativen Systemleichtbaus in 

Multi-Material-Design sind Markenzeichen des ILK in Lehre und Forschung und sind inzwischen 

weltweit aufgegriffen worden. 

Das von Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr. h.c. Werner A. Hufenbach im Jahr 1994 mit einem 

kleinen Team aus Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der TU Clausthal und der TU Dresden gegründete 

Institut ist auf die heutige Anzahl von über 240 Mitarbeitenden angewachsen. Aus 

einer starken Grundlagenforschung heraus hat das ILK Maßstäbe gesetzt und eine national wie 

auch international sichtbare Stellung erreicht. Als Initiator und Sprecher zahlreicher strukturierter 

Programme der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) sowie des sächsischen Spitzentechnologieclusters 

ECEMP konnten wegweisende Impulse auf dem Gebiet des Leichtbaus 

gegeben und in Lehre und Anwendung überführt werden. Die Studienrichtung Leichtbau mit 

rund 300 eingeschriebenen Studierenden als Inkubator des heute bestehenden internationalen 

Alumni-Netzwerkes, das große wissenschaftliche und industrielle Netzwerk des ILK, das Internationale 

Dresdner Leichtbausymposium als etablierter Branchentreff, die hohe Anzahl an Aus- 

Vorstand des ILK (v.l.n.r.): Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Math. Maik Gude, Prof. Dr.rer.nat. Hubert Jäger, 

Prof. Dr.-Ing. Niels Modler, Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr. h.c. Werner A. Hufenbach 

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gründungen und Auszeichnungen sowie die vielen aus dem ILK hervor- und in Serie gegangenen 

Produkte, Methoden und Technologien sind nur einige Indikatoren für das erfolgreiche Wirken 

des Instituts in den letzten 25 Jahren. Seit 2014 haben Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Math. Maik Gude, 

Prof. Dr.rer.nat. Hubert Jäger und Prof. Dr.-Ing. Niels Modler gemeinsam die Leitung des ILK 

übernommen und die grundlagen- wie auch anwendungsorientierte Forschung kontinuierlich 

weiterentwickelt. Mit einem starken Fokus auf durchgängige, digitalisierte und skalenübergreifende 

Entwicklungsketten, Internationalisierung, regionale und überregionale Kooperationen 

sowie auf den beschleunigten Technologietransfer werden nachhaltige Leichtbaulösungen für 

den Fahrzeug-, Maschinen- und Anlagenbau, die Luft- und Raumfahrt sowie die Energie-, Medizin- 

und Umwelttechnik entwickelt. 

25 Jahre erfolgreiches Wirken in der Nachwuchsförderung, in Forschung und Entwicklung sowie 

im Technologietransfer sind Anlass, die Vergangenheit Revue passieren zu lassen und aufbauend 

auf dem Erreichten optimistisch in die Zukunft zu blicken. Wir bedanken uns bei den zahlreichen 

fördernden Einrichtungen und Institutionen für die langjährige Unterstützung, bei allen 

Partnern, Freunden, Ehemaligen, Gastwissenschaftlerinnen und Gastwissenschaftlern, die uns 

in unserer Forschung unterstützt haben, und insbesondere bei den engagierten und fachlich 

herausragenden Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des ILK für das gemeinsame Wirken in den 

vielen Jahren und freuen uns auf eine weiterhin fruchtbare Zusammenarbeit. 

Wir wünschen Ihnen eine interessante Lektüre der vorliegenden Festschrift. 

Ihr ILK Vorstand 

Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Math. Maik Gude 

Professur für Leichtbaudesign und Strukturbewertung 

Prof. Dr.rer.nat. Hubert Jäger 

Professur für Systemleichtbau und Mischbauweisen 

Sprecher des Vorstandes 

Prof. Dr.-Ing. Niels Modler 

Professur für Funktionsintegrativen Leichtbau 

Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr. h.c. Werner A. Hufenbach 

Seniorprofessur

GRUSSWORTE 

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DAS NETZWERK 

Networking & Events 

Marketing & Messen 

Kontakte & Projekte 

Wissen & Märkte 

Die Regionalabteilung CC Ost des Carbon Composites e. V. (CCeV) bündelt und stärkt 

die Kompetenzen für den Hochleistungsfaserverbund-Leichtbau im ostdeutschen 

Raum, vernetzt regionale Unternehmen mit dem Gesamtverein und bietet CCeV- 

Mitgliedern eine Plattform in Ostdeutschland. 

Die Zusammenarbeit zwischen KMU, Großunternehmen und Forschungseinrichtungen 

im CC Ost fördert die Vernetzung und damit die Weiterentwicklung und 

Vertiefung produktionsrelevanten Know-hows auf dem Gebiet der Faserverbundwerkstoffe 

und -technologien für Serienanwendungen. 

www.cc-ost.eu

PETER ALTMAIER 

BUNDESMINISTERIUM FÜR WIRTSCHAFT UND ENERGIE 

Peter Altmaier 

Bundesminister für 

Wirtschaft und Energie 

Leichtbau ist eine Schlüsseltechnologie. Er steht für Innovation, 

Ressourceneffizienz und Klimaschutz. Er ist aber nicht nur ein Treiber 

von Energie- und Ressourceneffizienz. Durch innovative Materialien 

und Konstruktions-, Füge- und Fertigungsverfahren entstehen zudem 

Güter mit verbesserten Eigenschaften. Insbesondere im Zusammenspiel 

mit Digitalisierung, Industrie 4.0 und Bionik eröffnen sich hier 

neue Zukunftsmärkte. 

In diesem Umfeld hat sich das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik 

der TU Dresden in den 25 Jahren seit seiner Gründung fest 

etabliert und wegweisende Impulse gegeben. In zahlreichen Projekten 

der Grundlagenforschung und der anwendungsorientierten Forschung 

hat es Innovationen geschaffen und den Boden bereitet für seine 

ebenso vielfältigen wie erfolgreichen Aktivitäten im Bereich des Technologietransfers 

– und es tut dies weiterhin. Dies belegen etliche vom 

ILK und seinen Ausgründungen gewonnene Innovations- und Technologiepreise. 

Mit der nationalen Forschungsplattform FOREL und den 

darin entwickelten Leichtbauweisen und aufgebauten Prozessketten 

hat das ILK zudem eine hervorragende Ausgangsbasis geschaffen, um 

branchen- und materialübergreifend Leichtbaulösungen noch schneller 

in die breite industrielle Anwendung zu überführen. 

Darüber hinaus engagiert sich das ILK dafür, die Lehre und Praxis von 

Leichtbaumethoden, -werkstoffen und -technologien nicht nur in die 

universitären Studiengänge, sondern auch in die allgemeine Schul- und 

Berufsausbildung sowie in die Aus- und Weiterbildung zu integrieren. 

Damit unterstützt das ILK die deutschen Unternehmen, insbesondere 

den Mittelstand, bei der Umsetzung des Leichtbaus und der nachhaltigen 

Stärkung des Industriestandortes Deutschland. 

Ich beglückwünsche daher das ILK zu seinem Jubiläum und ermuntere 

es, den eingeschlagenen Weg konsequent weiter zu beschreiten, damit 

wir gemeinsam unser Ziel erreichen, Deutschland als Leitmarkt für 

Leichtbautechnologien zu etablieren. 

11

EVA-MARIA STANGE 

STAATSMINISTERIUM FÜR WISSENSCHAFT UND KUNST 

DES FREISTAATES SACHSEN 

Dr. Eva-Maria Stange 

Sächsische Staatsministerin 

für Wissenschaft und Kunst 

Der Wirtschafts- und Innovationsstandort Sachsen hat sich sehr positiv 

entwickelt. Maßgeblich dazu beigetragen haben die herausragenden 

wissenschaftlichen Leistungen in diversen Schlüsseltechnologien. 

Der Leichtbau und hier vor allem die Arbeit des Instituts für Leichtbau 

und Kunststofftechnik der TU Dresden haben einen besonderen Anteil 

daran, dass in den Zukunftsfeldern Mobilität und Energie die Hochtechnologie 

in Sachsen so stark vertreten ist. Das am ILK entwickelte 

und inzwischen auch europaweit Standard setzende Dresdner Modell 

des „Funktionsintegrativen Systemleichtbaus in Multi-Material- Design“ 

dient dabei als Leitbild und Inkubator. So trägt die sächsische Leichtbauexpertise 

dazu bei, dass aus einer starken Grundlagenforschung 

heraus technologische Entwicklungen über eine Vielzahl an Ausgründungen 

und Ansiedlungen den Weg in die Produktion und auch Beschäftigung 

finden. Exemplarisch genannt seien Hightech-Bauteile, wie 

faserverstärkte Triebwerkseinlaufkegel und Leichtbaufelgen. Vergleichbares 

ist mit dem erst kürzlich ausgezeichneten Herstellungskonzept 

für Faser-Thermoplast-Verbund-Hohlprofile auf den Weg gebracht. 

Forschung und Entwicklung entfalten ihre höchste Wirkung durch 

den Wissens- und Technologietransfer. Aber auch Kooperationen der 

Hochschulen und Forschungseinrichtungen untereinander schaffen 

Mehrwert und helfen wichtige Synergien zu heben. Sachsen hat mit 

den drei technischen Universitäten in Chemnitz, Dresden und Freiberg 

gleich drei Hochschulen, die Leichtbauforschung auf internationalem 

Niveau betreiben. Die Gründung der Leichtbau-Allianz Sachsen e.V. 

als Verbund zwischen diesen drei Universitäten und weiteren Partnern 

war ein konsequenter Schritt, um im internationalen Wettbewerb 

durch Stringenz, Effizienz und Exzellenz zu überzeugen. Das SMWK 

unterstützt diese Initiativen und mit ihnen das ILK als wesentliche Säule 

finanziell und strukturell. Ich bin davon überzeugt, dass die Schlüsseltechnologie 

Leichtbau auch in den kommenden Jahren maßgeblich 

durch die Arbeit des ILK mitbestimmt wird. 

12 

Foto: © SMWK / Martin Förster

DIRK HILBERT 

LANDESHAUPTSTADT DRESDEN 

Dirk Hilbert 

Oberbürgermeister 

der Landeshauptstadt 

Dresden 

Wo einst eine ratternde und schnaubende Maschine war, aus der 

Wolken aufstiegen (damals noch dunkelgrau bis schwarz), bleibt in 

unserer Zeit die Wolke selbst als Symbol für Innovation und Fortschritt. 

Die Cloud weist den Weg in die digitale Zukunft. Weg mit dem analogen 

Ballast! 

„Weg mit Ballast“ – das könnte auch ein gutes Motto für die Leichtbauforschung 

sein. Doch in Dresden strebt sie schon lange nicht mehr 

allein nach Masseminimierung. Der moderne Leichtbau legt seine Kraft 

in die Funktions- und Bauteilintegration bei gleichzeitiger Ressourceneffizienz 

und Fertigungsautomatisierung. Dank des Dresdner Modells 

eines Funktionsintegrativen Systemleichtbaus in Multi-Material-Design 

gehört das Kompetenzzentrum um das Institut für Leichtbau und 

Kunststofftechnik der TU Dresden zu den absoluten Schwergewichten 

im Leichtbau: in Deutschland und darüber hinaus, wie die hervorragende 

Vernetzung mit Singapur, Korea, China unterstreicht. Unternehmen 

und Politik schätzen die Expertise des ILK. 

Davon profitiert der gesamte Wirtschafts- und Wissenschaftsstandort. 

Namhafte Experten für eine echte Schlüsseltechnologie vor Ort zu 

haben, die den Takt in Elektromobilität, Flugzeug- und Fahrzeugbau 

maßgeblich mitbestimmen, ist ein entscheidendes Argument für Unternehmen 

wie wissenschaftlichen Nachwuchs, hier die Zukunft mitzugestalten. 

Und natürlich partizipiert die Stadt selbst auf ihrem Weg 

zur Smart City vom Leichtbaucluster. Konsequent interdisziplinäre 

Arbeit ermöglicht es zum Beispiel, auf den Feldern SMART Energie oder 

SMART Mobility die Vision der vernetzten Stadt Wirklichkeit werden zu 

lassen. 

Da ist es logisch, dass der Leichtbau die Chancen der Digitalisierung 

nutzt und auch zum Thema seines diesjährigen Leichtbausymposiums 

macht. Das ILK setzt Trends – und das nun schon seit 25 Jahren. Damit 

die äußerst erfolgreiche Leichtbauhistorie fortgeschrieben werden 

kann, stärkt die Landeshauptstadt Dresden den Leichtbau beim Aufbau 

eines neuen Transfer- und Technologiezentrums. 

Ich hoffe, dass wir damit einen Ort schaffen, an dem auch zukünftig 

innovative Ideen in die Praxis überführt werden können. Viel Erfolg! 

13

HANS MÜLLER-STEINHAGEN 

TECHNISCHE UNIVERSITÄT DRESDEN 

Prof. Dr.-Ing. habil. 

DEng/Auckland 

Hans Müller-Steinhagen 

Dr. h.c. mult. 

Rektor der TU Dresden 

Was wären Dresden und unsere Universität ohne das ILK? Ganz sicher, 

um einiges ärmer an zukunftsweisenden Innovationen. Maßgeblich 

gestaltet das ILK die Leichtbau- und Materialforschungshauptstadt 

Dresden mit und prägt die wirtschaftliche Entwicklung und Positionierung 

des Wissenschaftsstandorts Dresden. Auf einzigartige Weise hat 

es sich in den vergangenen 25 Jahren als innovatives Institut weit über 

die Grenzen Deutschlands hinaus fest etabliert. 

Der Leichtbau als Querschnittsdisziplin steht in besonderem Maße für 

das Leitmotiv der TU Dresden als synergetische Universität. Daher ist 

das ILK integraler Bestandteil starker Forschungsverbünde: Die einzigartige 

Forschungsallianz DRESDEN-concept, der Materialforschungsverbund 

Dresden (MFD) e. V. und das Research Center Carbon Fibres 

(RCCF) bieten gemeinsam mit der Leichtbau-Allianz Sachsen einen 

idealen Nährboden für zukunftsfähige Leichtbaulösungen und -entwicklungen 

aus Dresden. 

Dass das Forschungsfeld Leichtbau nicht nur für die TU Dresden ein 

strategisch wichtiges Thema ist, zeigt das Internationale Dresdner 

Leichtbausymposium. Diese Tagung bringt als jährliches Forum Vertreter 

aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik zusammen, um sich 

über richtungsweisende Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten auszutauschen 

und neuartige Werkstoffe, Technologien und Systeme auf 

ihre Zukunftsfähigkeit zu prüfen. 

Wie Ergebnisse erfolgreich aus der universitären Forschung in die industrielle 

Praxis transferiert werden, zeigt das ILK mit dem Rolls-Royce 

University Technology Centre (UTC) und der nationalen BMBF-Forschungsplattform 

FOREL sowie der großen Zahl an Ausgründungen. 

Diese enge Vernetzung mit nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen 

sowie den Marktführern und innovativen Start-ups im 

Bereich Leichtbau, Maschinen- und Anlagenbau bietet Studierenden 

aus aller Welt praxisnahe Aufgabenfelder und spannende Perspektiven. 

Im Namen aller Mitglieder des Rektorats wünsche ich dem ILK auch für 

das nächste Vierteljahrhundert viel Innovationskraft und Erfolg. 

14 

Foto: © Frank Johannes

PAUL STEIN 

ROLLS-ROYCE PLC 

I am pleased to see that ILK is celebrating its 25th anniversary in 2019. 

When Rolls-Royce reached agreement in 2006 that TU Dresden would 

become host to one of the Company’s flagship University Technology 

Centres (UTCs), the second UTC established in Germany, ILK was already 

an important partner through close collaboration and strong 

support to the company since the late 1990s. The head of the ILK institute 

was nominated as director of the UTC in “Lightweight Structures, 

Paul Stein 

Chief Technology Officer Materials and Robust Design”, with the UTC now incorporating four 

of Rolls-Royce plc more institutes since inception. 

ILK is a key academic partner for Rolls-Royce, particularly in the field of 

composite materials, and is active in critical areas of advanced design 

& fabrication technologies, modelling & simulation methods, and develops test facilities and 

testing methods. ILK has supported the development of scaled composite fan blade designs, 

for example assessing the response of blades to impact and deformation, providing test results 

and design conclusions that have significantly assisted the composite fan blade development 

by Rolls-Royce. ILK was also a key partner for the development of a composite radial drive shaft 

which was introduced into the new ‘Pearl 15’ business jet engine. Another outstanding example 

is the development, build and operation of unique rotating rigs for fan blade-off tests, validating 

lightweight composite casings and allowing assessment of blade tip clearance and associated 

sealing of air gaps. This was acknowledged by an award provided to UTC Dresden at the annual 

UTC Directors’ seminar in 2017. 

The single piece composite nose cone, developed as retrofit for the BR715 engine, became 

baseline design for all newly developed Rolls-Royce engines up to the recent Trent XWB. This 

development started with a diploma thesis at ILK, was continued as an R&T project 2004-2007 

and is today an important product line of the company EAST-4D® Carbon Technology GmbH in 

Dresden, a spin-off from ILK. Another spin-off is the Leichtbauzentrum Sachsen GmbH (LZS), focusing 

on manufacturing methods and testing, especially regarding composite materials, which 

became a certified test house for Rolls-Royce Deutschland in 2017 and is still closely collaborating 

with ILK. 

On an international scale, ILK is collaborating intensively with the UTC for Composite Materials 

in Bristol, UK, including an exchange of PhD researchers. This successful collaboration has motivated 

Rolls-Royce recently to cluster both UTC’s into the research theme ‘Lightweight Structures’ 

to foster an even more fruitful partnership in the future. 

Many of the ILK students and PhD graduates completed their theses on Rolls-Royce projects, 

and have subsequently started their career with Rolls-Royce companies. In addition, the close 

collaboration has resulted in multiple patents being granted in cooperation with Rolls-Royce. 

I look forward to continuing the successful collaboration between Rolls-Royce and TU Dresden 

ILK, and the ongoing contribution to our global competitiveness. 

15

JAN SZMIDT UND JAROSŁAW MIZERA 

WARSAW UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 

Prof. dr hab. inż 

Jan Szmidt 

Rector of Warsaw 

University of Technology 

Prof. dr hab. inż 

Jarosław Mizera 

Dean of Faculty of 

Materials Science and 

Engineering Warsaw 

University of Technology 

It is our great pleasure and privilege to congratulate on the 25th anniversary 

of Institute of Lightweight Engineering and Polymer Technology 

at Technische Universität Dresden. 

ILK is the internationally recognized and acknowledged institute for 

research, development and student training in the area of function-integrative 

system lightweight engineering in multi-material design. 

ILK of Technische Universität Dresden (TUD) and Warsaw University 

of Technology (WUT) have entered into mutually beneficial collaborations 

in the field of materials science, engineering and technology 

related to their research and educational activities in the framework 

of Memorandum of Understanding signed by Rectors of both Universities 

on October 1992 and later on May 2014. Rectors of TUD and WUT 

expressed their full support to the efforts of strengthening German– 

Polish collaboration in science and engineering. The collaboration aims 

to provide educational and economic benefits to German, Polish and 

European business. 

As an example, a project jointly funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft 

and the Polish Ministry of Science and Higher Education for 

six years with seven partners on 3D textile-reinforced aluminium-matrix 

composites is worth to be mentioned. Other outstanding examples of 

our fruitful collaboration are conducted in the framework of Electromobility+ 

and the “Polish-German Sustainability Research” of MNiSW and 

BMBF. 

ILK is a key partner for WUT in exchanging of students and scientists 

e.g. in the framework of ERASMUS+ mobility programme. A Framework 

Agreement Concerning Mutual Supervision and Proceedings of PhD 

Dissertation was signed by Rectors of both Universities in May 2017. 

The intensive activities are reflected in a remarkable number of more 

than 80 international students and scientists works, internships and 

research stays as well as a large number of common binational publications. 

We are looking forward to a continued successful collaboration with ILK 

and wish success in promoting science and further achievements. 

16

JAE-MIN HONG 

KOREA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 

Dr. Jae-Min Hong 

Director General of KIST, 

Jeonbuk Branch 

The Institute of Advanced Composite Materials at the Korea Institute of 

Science and Technology (KIST) was established to develop composite 

materials that go beyond existing limits and become a renowned R&D 

institute in composite industries. It is obvious that global networks with 

advanced research institutes that have both fundamental experience 

and facilities play an important role in achieving such goals. For this 

reason, KIST and the Institute of Lightweight Engineering and Polymer 

Technology signed a cooperation agreement in 2016. 

On that basis, researchers from KIST and ILK visited each other’s sites 

in pursuit of substantial collaborations: KIST and ILK hosted a joint 

conference in South Korea; KIST researchers attended the 1st International 

Colloquium on Tailored Carbon Fibers in Dresden in order to 

discuss carbon fiber technologies with representative scientists from 

all over the world. KIST also participated in the International Dresden 

Lightweight Symposium. This symposium intended to reveal paths for 

international cooperation, serving as a great opportunity for KIST to 

introduce its ongoing research to South Korean and German attendees 

from various institutes, universities and companies. In 2018, Prof. 

Hubert Jäger was invited as Key Note Speaker to the annually organized 

KIST Composite Conference International. Furthermore three ILK 

scientists used a research stay of several weeks at KIST to investigate 

3D-printed multi-material lightweight structures and to carry out investigations 

on alternative stabilization methods for the production of nanomodified 

carbon fibres. 

In 2019, this constructive relationship will be strengthened by a student 

exchange programme. In addition, our research collaborations will lead 

to fruitful and meaningful results: We are currently preparing joint research 

projects and scientific publications. 

In 2019, this constructive relationship will become firmer and stronger 

through a student-exchange program. In the last two years, it was only 

German graduate students from ILK visiting KIST; fortunately, the current 

plan is for Korean graduate students to visit and conduct research 

with support from the European Erasmus+ mobility program. In addition, 

our research collaborations will be summarized through fruitful 

and meaningful results to prepare for publication in 2019. 

We greatly appreciate this close partnership with the ILK and look forward 

to our further cooperation. We wish the management board and 

its team all the best for the 25th anniversary of the institute. 

17

MICHAEL GEHDE 

WISSENSCHAFTLICHER ARBEITSKREIS DER UNIVERSITÄTSPROFESSOREN 

DER KUNSTSTOFFTECHNIK 

Prof. Dr.-Ing. 

Michael Gehde 

Sprecher des Vorstands 

des WAK 

Seit nunmehr 25 Jahren leistet das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik 

der Technischen Universität Dresden einen wesentlichen Beitrag 

zur Forschung und wissenschaftlichen Ausbildung im Bereich der 

Kunststofftechnik und insbesondere des Leichtbaus. 

Seit 2002 ist die Institutsleitung Mitglied im Wissenschaftlichen Arbeitskreis 

der Universitäts-Professoren der Kunststofftechnik (WAK), der 

persönliche Mitgliedschaften pflegt, Prof. Hufenbach seit 2002 und 

Prof. Gude seit 2016. Das ILK trägt maßgeblich zur wissenschaftlichen 

und fachlichen Förderung der Kunststofftechnik über den Erfahrungsaustausch 

mit Personen, Institutionen und Forschungsverbänden bei. 

Insbesondere prägt das ILK seit 25 Jahren das Gebiet des Funktionsintegrativen 

Systemleichtbaus in Multi-Material-Design und zeigt die Bedeutung 

der Kunststoffe und Kunststoffverbunde anhand innovativer 

Bauteile und zugehöriger ressourceneffizienter Verarbeitungs- und Fertigungstechnologien 

branchenübergreifend auf. 

Das ILK ist durch seine wissenschaftlichen Publikationstätigkeiten, Netzwerkaktivitäten 

und vor allem durch das Internationale Dresdner Leichtbausymposium 

als etablierter Branchentreff ein Kernakteur der Öffentlichkeitsarbeit 

auf dem Gebiet der Kunststofftechnik. Hervorzuheben 

ist die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses in der eigens 

etablierten Studienrichtung Leichtbau mit jährlich über 80 Absolventen. 

Die hohe Qualität der wissenschaftlichen Ausbildung von Studierenden 

und Promovenden am ILK, die sich in den vergangenen Jahren u. a. in 

der Verleihung zahlreicher WAK-Preise an ILK-Absolventen widerspiegelt, 

ist eine national wie international anerkannte Leistung des ILK und 

wichtige Voraussetzung für die Innovationskraft unseres Landes. 

Als Vorstandssprecher des WAK möchte ich herzlich zum 25-jährigen 

Jubiläum gratulieren und freue mich auf eine weiterhin partnerschaftliche 

Zusammenarbeit. 

18

PETER DAHLMANN 

STAHLINSTITUT VDEH 

Dr.-Ing. Peter Dahlmann 

Geschäftsführendes 

Vorstandsmitglied des 

Stahlinstituts VDEh 

Auch wenn der Name des Institutes „…und Kunststofftechnik“ zunächst 

einen stark einseitig werkstoffbezogenen Eindruck erweckt, so 

hat das ILK im Laufe der Jahre durch seine Aktivitäten bewiesen, dass 

es als eine von nur wenigen Forschungseinrichtungen in Deutschland 

werkstoffund produktübergreifende Lösungen für den Leichtbau 

praxisnah entwickelt. „Der beste Werkstoff an der richtigen Stelle entsprechend 

den Anforderungen“ ist immer Leitbild seiner Forschungsaktivitäten 

gewesen. 

Heutzutage gängig gewordene Begriffe wie „funktionsintegrierter Systemleichtbau“ 

und „Multi-Material-Design“ oder auch „ressourcenschonender 

Leichtbau“ sind maßgeblich durch dieses Institut geprägt 

worden und längst in den Köpfen der „Leichtbauer“ verankert. Entscheidend 

dabei ist, dass es stets um die Entwicklung technologisch 

und ökonomisch umsetzbarer Lösungen ging und geht. Interdisziplinäre 

Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren, Naturwissenschaftlern, 

Mathematikern und im Hinblick auf die Anforderungen durch die Digitalisierung 

zunehmend auch Informatikern ist dabei unabdingbare 

Voraussetzung, die das Institut immer gefördert hat. 

In zahlreichen Kooperationen hat das ILK gemeinsam mit der Stahlindustrie 

Entwicklungen in den Bereichen „Stahl als Leichtbauwerkstoff“ 

oder „Innovative Stahlanwendungen“ vorangetrieben. Es war und ist 

Partner in öffentlich geförderten Forschungsprojekten, z. B. zu Themen 

wie Stahlblech-Mehrschichtverbunde, Noppen- und Trapezbleche. Hybride 

Lösungen bis hin zu Technologiedemonstratoren für Automobile 

sorgen für völlig neue Leichtbauansätze. 

Gleichzeitig verschafft der technisch-wissenschaftliche Austausch mit 

Wissenschaftlern des Institutes der Stahlindustrie wertvolle Anregungen, 

Kundenwünsche im Bereich Leichtbau zu erfüllen. Aus Sicht 

der Stahlindustrie stellt das Institut darüber hinaus eine wertvolle Rekrutierungsmöglichkeit 

für den wissenschaftlichen Nachwuchs dar. 

Jährliches Highlight seit 1997 ist das „Dresdner Leichtbausymposium“. 

Dieses bietet die in Deutschland einzigartige Möglichkeit des technisch-wissenschaftlichen 

Austausches zwischen Experten der diversen 

Werkstoff- und Produktbranchen. 

Der VDEh gratuliert dem ILK zu seinem 25-jährigen Bestehen und 

wünscht ihm weiterhin Kreativität, Ideen und Innovationen für die permanent 

bedeutend bleibenden Leichtbaulösungen! 

19

JENS KATZEK 

AUTOMOTIVE CLUSTER OSTDEUTSCHLAND 

Dr. Jens Katzek 

Geschäftsführer der 

ACOD GmbH 

Ostdeutschland ist eine Region mit Auto-Herz und Auto-Verstand. 

Seit der deutschen Wiedervereinigung wird mit den Ansiedlungen von 

BMW, Porsche, Volkswagen, Opel und Mercedes-Benz an diese industriellen 

Traditionen angeknüpft. Dabei ging es von Anfang an darum, die 

bestehenden Ressourcen an Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten 

zu bündeln, Synergien zu nutzen und gemeinsame Ziele umzusetzen. 

Mit dieser Vision wurde im Jahre 2002 die Idee für eine Initiative geboren, 

die 2006 schließlich zur Gründung des Automotive Cluster Ostdeutschland 

(ACOD e.V.) führte. 

Das ILK gehört – zusammen mit BMW, Volkswagen und Opel – zu den 

Mitbegründern des ACOD. Denn der Leichtbau ist ein für den Fahrzeugbau 

besonders bedeutendes Themenfeld. So schafft die Arbeit im 

ACOD-Kompetenzcluster „Leichtbau/Exterieur“ unter Leitung des ILK 

die Voraussetzung für den weiteren Ausbau der Wettbewerbsfähigkeit 

und Marktpotentiale in Ostdeutschland. Auch für die Sicherung des 

Fachkräftenachwuchses in den ostdeutschen Unternehmen sind das 

ILK und die anderen im ACOD vertretenen Universitäten und Hochschulen 

von enormer Bedeutung. 

Seit 25 Jahren liefert das ILK nicht nur hervorragende Wissenschaft 

und Entwicklungs-Know-how, sondern versteht sich immer auch als 

Teil einer Gemeinschaft. So hat sich das ILK im Rahmen zahlreicher 

Netzwerk-Events, Projektkooperationen und Messebeteiligungen aktiv 

in die Netzwerkarbeit des ACOD eingebracht, mit dem ACOD gemeinsame 

Ziele umgesetzt und Forschungsprojekte unter Beteiligung des 

ACOD durchgeführt – zu nennen sind an dieser Stelle beispielsweise 

das BMBF-Innovationsforum „Hochleistungsfaserverbund - Etablierung 

wettbewerbsfähiger Fertigungsketten“ und das Forschungsprojekt 

AMARETO. Das ILK hat hier in den vergangenen Jahren einen wertvollen 

Beitrag zum Wissenstransfer geleistet und damit zur Stärkung 

der Innovationskraft sowie Erhöhung der Wertschöpfung in den neuen 

Ländern beigetragen. 

Wir wünschen unserem Partner, dass er seinen erfolgreichen Weg 

auch in der Zukunft fortsetzt und wollen ihn dabei nach Kräften unterstützen! 

20

WOLFGANG GÖHLER 

KOMPETENZZENTRUM FÜR LUFT- UND RAUMFAHRTTECHNIK 

Dr. Wolfgang Göhler 

Vorstandsvorsitzender 

des LRT 

Die Grundlage der Luft-und Raumfahrt-Industrie in Sachsen ist die Innovationskraft 

von gut ausgebildeten Ingenieuren und Technikern. Ein 

Kerngebiet, ohne das Luftfahrt nicht möglich wäre ist der Leichtbau. 

Für beides, die Ausbildung von Ingenieuren und die Weiterentwicklung 

des Leichtbaus steht das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik 

an der Technischen Universität Dresden. 

Wenn weltweit unter Wissenschaftlern und Ingenieuren, nicht nur in 

der Luft- und Raumfahrt, der Standort Dresden heute neben der Mikroelektronik 

auch für Exzellenz im Leichtbau und Materialwissenschaft 

bekannt ist, trägt das ILK einen gewichtigen Teil dazu bei. 

Für die Unternehmen des Kompetenzzentrums für Luft- und Raumfahrttechnik 

Sachsen/Thüringen e.V. (LRT) ist das ILK einerseits gefragter 

Kooperationspartner, andererseits aber ein wichtiger Impulsgeber 

für neue innovative Lösungen und Orientierungspunkt bei den 

Herausforderungen der Digitalisierung. 

Ich konnte die Gründung des ILK durch Prof. Werner Hufenbach erleben, 

seine visionäre Tatkraft und Fähigkeit, Talente zu finden und zu 

binden. Ich darf heute mit seinen Nachfolgern zusammenarbeiten und 

bin dafür sehr dankbar. Die vergangenen 25 Jahre waren eine Erfolgsgeschichte. 

Ich bin sicher, die kommenden Jahre werden nicht weniger 

erfolgreich sein. 

21

RUDOLF KAWALLA 

LEICHTBAU-ALLIANZ SACHSEN E.V. 

Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. mult. 

Rudolf Kawalla 

Prorektor Forschung TU 

Bergakademie Freiberg 

Sprecher der Leichtbau der 

LAS 

Der Technologiestandort Sachsen blickt auf eine lange und erfolgreiche 

Geschichte zurück und gehört zu den wichtigsten Zentren des 

Maschinen- und Anlagenbaus, der Mikroelektronik sowie der Automobilindustrie 

in Deutschland und Europa. Dabei war das Zusammenwirken 

von Unternehmen und technologieorientierten Lehr- und 

Forschungseinrichtungen, insbesondere der sächsischen Technischen 

Universitäten und Fachhochschulen, seit den Anfängen der Industrialisierung 

immer ein entscheidender Erfolgsfaktor und wesentlicher Innovationsmotor. 

Ein besonderes Beispiel für die sächsische Tradition eines engen Miteinanders 

von exzellenter Wissenschaft und praktischer Anwendung von 

neuen Werkstoffen und Technologien ist das ILK, welches in diesem 

Jahr sein 25-jähriges Bestehen feiert. Die Erfolge des Institutes sind 

außerordentlich und zeugen sowohl von dem hohen Engagement und 

der Kompetenz der beteiligten Mitarbeiter als auch vom strategischen 

Geschick und Weitblick der Verantwortlichen, die das Institut seit seiner 

Gründung geführt haben. 

Mit dem Ziel, die in Sachsen vorhandenen, über mehrere Standorte 

und Einrichtungen verteilten exzellenten wissenschaftlichen Leichtbau-Kompetenzen 

noch enger miteinander zu verknüpfen und auf 

die Herausforderungen sächsischer Unternehmen zu fokussieren, 

wurde im Jahr 2017 unter maßgeblicher Mitwirkung auch des ILK der 

Leichtbau-Allianz Sachsen e.V. (LAS) gegründet. Durch diese sollen bestehende 

Synergien in der sächsischen Leichtbauforschung besser genutzt 

und erweiterte Forschungsmöglichkeiten für alle beteiligten Einrichtungen 

erschlossen werden. 

Die Mitglieder der Leichtbau-Allianz Sachsen setzen ihre vereinten 

Kräfte und Kompetenzen ein, um die überregionale und internationale 

Sichtbarkeit Sachsens als Technologiestandort für den Leichtbau 

sowie dessen Wahrnehmung im öffentlichen Bewusstsein und in der 

Politik zu erhöhen. Als Partner der sächsischen Wirtschaft knüpft das 

Netzwerk an die Tradition eines erfolgreichen Zusammenwirkens von 

Forschung und Anwendung an und stärkt Sachsen als zukunftsfähigen 

Leichtbaustandort. 

Für die Zukunft wünsche ich dem ILK eine weiterhin erfolgreiche Entwicklung 

und freue mich auf eine gute und fruchtbare Zusammenarbeit 

im Rahmen der Leichtbau-Allianz Sachsen. 

22

LEICHTBAU 

IN DRESDEN 

23

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MATERIAL- UND BAUTEILPRÜFUNGEN 

KUNSTSTOFFE UND VERBUNDWERKSTOFFE 

Wir sind für Sie der Ansprechpartner, wenn es um nationale und internationale 

Prüfanforderungen geht. Ganz gleich, ob es sich dabei um Werkstoffe, Bauteile 

oder Strukturen handelt. 

Unsere Ingenieure begleiten Sie gern bei der Durchführung Ihrer Prüfprogramme, 

Standardisierung und Zertifizierung von Werkstoffen. 

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HISTORIE DES LEICHTBAUS IN DRESDEN – ZUKUNFT HAT HERKUNFT 

LUFTFAHRT – 

URSPRUNG DES DRESDNER LEICHTBAUS 

Leichtbau – im Sinne eines effizienten Materialeinsatzes 

– kann bis an die Ursprünge der 

menschlichen Zivilisation verfolgt werden. 

Triebfedern waren entweder Werkstoffmangel 

oder der Wille zur Steigerung der Leistung. Der 

technische Begriff „Leichtbau“, wie er heute 

vorrangig verstanden wird, setzte sich aber 

letztlich erst mit der aufkommenden Luftfahrttechnik 

Anfang des 20. Jahrhunderts durch. 

Zeppelin, Junkers und Heinkel stehen hier – 

neben vielen anderen – als besondere Vorreiter, 

die sich insbesondere um technologische 

Aspekte verdient gemacht haben. 

Eine bekannte Koryphäe des deutschen 

Leichtbaus war in dieser Zeit Prof. Dr.-Ing. 

Heinrich Hertel (* 13.11.1901 in Düsseldorf; 

† 05.12.1982 in Berlin), bis zu dem das technisch-technologische 

Fundament der Leichtbauforschung 

in Dresden letztlich zurückgeführt 

werden kann. Hertel definierte bereits 

eine Vielzahl der heutigen Begriffe des Leichtbaus, 

wie etwa die Differential- und Integralbauweise 

und veröffentlichte Standardwerke 

für die studentische Ausbildung in jener Zeit. 

Ab 1955 forschte er an der TU Berlin zu Flugzeugkonstruktionen. 

Im Zuge des überaus ambitionierten Luftfahrtprogramms 

der noch jungen DDR wurden 

am Standort Dresden zahlreiche Ingenieure 

und Techniker aus der gesamten Republik 

zusammengezogen sowie erste Produktionswerke 

in Dresden und Pirna geschaffen. 

Flankierend richtete die TH Dresden am 

01.09.1954 die Fakultät für Leichtbau ein. Als 

erste Schlüsselfigur für den damals entstehenden 

Leichtbaucampus Dresden-Johannstadt 

ist Prof. Dipl.-Ing. Hermann Landmann 

(* 16.02.1898 in Hermülheim; † 29.01.1977 in 

Dresden) zu nennen. Er war seit den frühen 

30er Jahren Weggefährte von Prof. Hertel, 

und nach Stationen in Stettin, Stuttgart und 

Rostock wurde er bereits am 01.07.1953 auf 

die neue Vorlauf-Professur für Leichtbaukonstruktion 

berufen. Ihm folgten schnell weitere 

namhafte Wissenschaftler: 

• Aerodynamik: Prof. Willy Richter 

• Gerätetechnik: Prof. Dr. Helmut 

Claussnitzer 

• Technologie des Leichtbaus: 

Prof. Dr. Walter Vandersee 

• Mechanik des Leichtbaus: 

Prof. Rudolf Müller 

Ihre Erfahrungen aus den Luftfahrt- und 

Rüstungsunternehmen des dritten Reiches 

bildeten den Grundstock für den Aufbau 

des Leichtbaustandortes Dresden. In diesen 

Aufbruchjahren entstand neben der Flugzeugwerft 

in Dresden Klotzsche (heutige Standorte 

von Flughafen, IMA Materialforschung 

und Anwendungstechnik GmbH sowie Elbe 

Flugzeugwerke GmbH) auch eine Reihe von 

Forschungsgebäuden in der Johannstadt, die 

noch heute bestehen: 

• April 1953: Baustelleneinrichtung für den 

Komplex Dürer-/Marschnerstraße 

• März 1954: Erstbezug der Gebäude 

• 01.09.1955: Umwidmung der ehemaligen 

Städtischen Gewerbeschule in der Elisenstraße 

(heutige Evangelische Hochschule 

Dresden) in eine Fachschule zur Ausbildung 

von Flugzeugbauern 

25

• 09.11.1956: Richtfest für den Windkanal 

• 1956: Baubeginn für die Versuchshalle 

(heutiges Kunststoff-Anwendungszentrum 

des ILK und Bruchversuchshalle) und die 

Triebwerkslaboratorien (heute Bereich 

Dynamik des Instituts für Festkörpermechanik), 

die aber wegen Geldmangels erst 

1958 fertiggestellt werden konnten 

• 1956: Umbildung der Fakultät Leichtbau 

zur Fakultät Luftfahrtwesen 

• 1957: Einweihung der Versuchshalle 

Marschnerstraße 30 

Von anfänglich 8 Lehrkräften wuchs die Belegschaft 

bis 1959 auf 57 Mitarbeiter an. Prof. 

Landmann begann mit der Entwicklung von 

Leichtflugzeugen (La 16 V1, La 16 V2 und La 17), 

welche unter Mithilfe der Zentralwerkstatt am 

Standort Dürerstraße gefertigt wurden. 

Am 31.08.1961 erfolgte die Auflösung der 

Fakultät Luftfahrtwesen. Die Lehrkräfte und 

Mitarbeiter wurden teilweise in das neu 

gegründete Institut für Leichtbau und ökonomische 

Verwendung von Werkstoffen (IfL, 

heute IMA) bzw. in die Industrie überführt. 

Dort bildeten sie u. a. den Kern der sächsischen 

Glasfaserindustrie mit Betrieben in 

Sebnitz (Composite Großserienfertigung etwa 

im Pultrusionsverfahren), Großröhrsdorf 

(GFK-Formteile in Serienproduktion etwa für 

den Automobilbau) und Radeburg (Großserienproduktion 

von GFK-Well- und Flachplattenproduktion, 

heute MITRAS Composites). 

An der Universität verblieb mit einem kleinen 

Stab nur Prof. Landmann, der in das Institut 

für Maschinenelemente und Getriebetechnik 

der damaligen Fakultät Maschinenbau eingegliedert 

wurde. Dort führte er noch bis 1966 

Lehrveranstaltungen durch. Landmann war 

u. a. Doktorvater von Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. 

rer. oec. Berthold Knauer und Dr.-Ing. Hubert 

Ochmann und legte so den Grundstein für den 

Präsentation Leichtflugzeug La 16 V2 

26

langfristigen Erfolg des Leichtbaus in Dresden. 

Der ebenfalls in den 50er Jahren entwickelte 

Plan der DDR, eine PKW-Produktion aufzubauen, 

scheiterte zunächst an den nicht 

vorhandenen Blechqualitäten für die Karosserieherstellung. 

Deshalb kamen die Entwickler 

im Zwickauer Fahrzeugwerk auf die Idee, die 

Beplankung einer von den Vorkriegsmodellen 

bekannten Holzkonstruktion (IFA F7 und F8) 

mit einem naturfaserverstärkten Duroplastwerkstoff 

vorzunehmen. 1962 entstand so im 

Institut für Holz- und Faserwerkstofftechnik 

der Fakultät Technologie unter der Leitung 

von Prof. Dr. Flemming die neue Studienrichtung 

Plastverarbeitung. Studieninhalte bezogen 

sich insbesondere auf die Technologien 

Extrusion, Spritzguss, Blasformen, Tiefziehen 

und Kalandrieren sowie auf die Konstruktion 

von Verarbeitungswerkzeugen. Ab 1969 

wurde innerhalb des Lehrstuhls Maschinenelemente 

(Prof. Dr. Fronius) unter Leitung 

von Prof. Berthold Knauer (* 02.07.1935 in 

Dresden; † 27.11.2017 in Schönbrunn) eine 

Arbeitsgruppe eingerichtet und die neue 

Vorlesung „Verstärkte Kunststoffe“ mit einer 

Rechenübung angeboten. Neben theoretischen 

Grundlagen der Faserverstärkung von 

Polymeren waren auch elementare Gestaltungsprinzipien 

und Verbindungstechniken 

des Leichtbaus Teil der Lehrinhalte. 

Ziel der sehr erfolgreichen Arbeitsgruppe 

war es, das vorhandene werkstofftechnologische 

und experimentelle Know-how besser 

auf die Bedürfnisse der ostdeutschen Industrie 

abstimmen zu können. Zu diesem Zweck 

wurde Prof. Knauer Anfang der 1970er Jahre 

ein Lehrstuhl für „Leichtbaukonstruktion und 

Polymertechnik“ gewidmet, der u. a. Lehrver- 

anstaltungen zu den Themen „Berechnung 

und Gestaltung von Plastbauteilen“, „Konstruieren 

mit verstärkten Hochpolymeren“, 

„Leichtbaukonstruktion“, „Methodisches Konstruieren 

- Grundlagen im Leichtbau“ und „Heuristik-Prognostik“ 

bis 1991 anbot. 

DRESDEN-GÖTTINGEN-CLAUSTHAL- 

DRESDEN: EIN GLÜCKLICHER ZIRKELSCHLUSS 

Prof. Dr. rer. nat. Manfred Schäfer 

(* 30.04.1912 in Dresden; † 11.03.1996 in 

Göttingen) ist eine weitere Schlüsselfigur für 

den Erfolg des Dresdner Leichtbaus. Prof. 

Schäfer promovierte 1938 an der TH Dresden 

und arbeitete hier bis 1945 als wissenschaftlicher 

Assistent am Lehrstuhl für Technische 

Mechanik. In dieser Zeit lernte er auch Prof. 

Dr. rer. nat. Walter Tollmien (* 13.10.1900 in 

Berlin; † 25.11.1968 in Göttingen) kennen, 

der ein Schüler von Prof. Prandtl war und 

im November 1937 dem verstorbenen Prof. 

Trefftz auf dem Lehrstuhl für Technische 

Mechanik folgte. 

Im Zuge der Nachkriegswirren gelangten Prof. 

Schäfer und Prof. Tollmien bis nach Göttingen, 

wo beide an der Aerodynamischen Versuchsanstalt 

(AVA) bei Prof. Prandtl eine neue 

Anstellung erlangten. Nach der Umwandlung 

der AVA in das Max-Planck-Institut für Strömungsforschung 

wurde Prof. Schäfer ab 1957 

mit der Leitung der selbstständigen Abteilung 

für Gasdynamik betraut. Im selben Jahr erhielt 

er einen Ruf an die TH Dresden (Nachfolge 

Prof. Neubert) und 1960 nach Oxford, die 

er beide ablehnte. 1962 folgte er schließlich 

einem Ruf auf den Lehrstuhl für Technische 

Mechanik an der TH Clausthal. Im Folgenden 

befasste er sich mit zahlreichen Themen der 

27

Angewandten Mechanik sowie Fragestellungen 

aus seinem angestammten Gebiet, der 

Gasdynamik. Sein besonderes Interesse galt 

den räumlichen instationären Gasströmungen, 

der nichtlinearen eindimensionalen Akustik 

sowie der Druckwirkung von Detonationswellen 

auf Gebäude. 

Einer seiner wesentlichen Schüler war 

Prof. Dr.-Ing. habil. Werner A. Hufenbach 

(* 25.06.1942 in Essen). Von 1963 bis 1968 

studierte Werner A. Hufenbach Verformungskunde 

an der TH Clausthal. Im Anschluss war 

er als Wissenschaftlicher Assistent bei Prof. 

Schäfer am Institut für Technische Mechanik 

tätig, wo er 1973 zum Dr.-Ing. promoviert 

wurde. Dort gründete er die Abteilung für 

Angewandte Mechanik und Werkstoffmechanik 

und leitete sie im Range eines Professors. 

Die Habilitation folgte 1990. Seine Arbeitsschwerpunkte 

in dieser Zeit lagen vorwiegend 

auf dem Gebiet der Werkstoffmechanik, wobei 

faserverstärkte Verbundstoffe einen beträchtlichen 

Raum einnahmen. 

1989 - 2002: JAHRE DES UMBRUCHS 

UND DER BEGINN DES MULTI-MATERIAL- 

LEICHTBAUS 

Die politische Wende 1989 setzte im Osten, 

im Westen und auch für die TU Dresden 

einschneidende Veränderungen in Gang. 

Nach den unruhigen Wendejahren und der 

Verabschiedung von Prof. Knauer wurde 1992 

an der Fakultät für Verkehrswissenschaften 

der TU Dresden eine neue Professur mit der 

Widmung „Leichtbau und Kunststoffeinsatz“ 

ausgeschrieben. Nach intensiven Verhandlungen 

mit Dekan Prof. Liebig wurde das 

Verfahren an die Fakultät Maschinenwesen 

übergeben, wo es unter Leitung von Dekan 

Prof. Holzweißig mit der Berufung von Prof. 

Hufenbach auf die „Professur für Leichtbau 

und Kunststofftechnik“ 1993 erfolgreich 

abgeschlossen wurde. 1994 folgte die Gründung 

des Instituts, das unikal beiden Fakultäten 

angehörte. In einem deutsch-deutschen 

Team von insgesamt 15 Mitarbeitern wurde 

von Beginn an auf wissenschaftlicher, sozialer 

und auch handwerklicher Ebene gemeinsam 

an einer neuen Zukunft gearbeitet. In 

dieser ersten Zeit war besonders Eigeninitiative 

gefragt, sodass mit viel Engagement erste 

Institutsräume im Bürogebäude Dürerstraße 

(DÜR) eigenhändig modernisiert und umgestaltet 

wurden. Im gleichen Jahr verteidigte 

Prof. Dr.-Ing. Jens Ridzewski als erster Diplomand 

des neuen Instituts seine Diplomarbeit 

mit dem Titel „Konstruktion und Fertigung von 

ebenen Fußbodenplatten und Frachtraumverkleidungen 

für Zivilflugzeuge“. 

Neben den infrastrukturellen Herausforderungen 

dieser Zeit stand wissenschaftlich vor allem 

die Kombination und Systematisierung 

der zwei unterschiedlichen Denkweisen und 

Lösungsansätze des neuen ILK-Teams im Vordergrund. 

Der technisch-technologische Ansatz 

der Dresdner wurde symbiotisch um das 

mathematisch-werkstoffmechanische Knowhow 

der Clausthaler ergänzt. Auf diesem vielversprechenden 

Fundament erwuchs das 

„Dresdner Modell“ als ein neuer, ganzheitlicher 

Leichtbauansatz, den Prof. Hufenbach 

bereits 1995 vorstellte. Ebenfalls in diesem 

Jahr wurde das erste neue Großgerät – der 

Hochleistungsrotorprüfstand BI4U – in Betrieb 

genommen. Das Gerät machte erste größere 

Baumaßnahmen erforderlich und war somit 

28

Vorbote kommender Bauprojekte am ILK. 

1997 war nicht nur aus wissenschaftlicher 

Sicht ein entscheidendes Jahr: Dr.-Ing. 

Hans-Günther Haldenwanger legte die erste 

Dissertation des Institutes zum Thema „Zum 

Einsatz alternativer Werkstoffe und Verfahren 

im konzeptionellen Leichtbau von Pkw-Rohkarosserien“ 

vor und definierte hierin die 

noch heute gültigen fünf wesentlichen Leichtbauprinzipien 

(Form- bzw. Gestaltleichtbau, 

Stoffleichtbau, Verbundleichtbau, Konzeptleichtbau, 

Bedingungsleichtbau). Gleichzeitig 

startete die von Prof. Hufenbach initiierte 

und geleitete DFG-Forschergruppe (FOR 278) 

zum Thema „Textile Verstärkungen für Hochleistungsrotoren 

in komplexen Anwendungen“. 

In diesem Zusammenhang wurde in der 

Bruchversuchshalle ein Hochleistungsautoklav 

installiert, der absolut einzigarte Leistungsparameter 

aufwies. Im Juni 1997 wurde darüber 

hinaus das erste Dresdner Leichtbausymposium 

im Rathaus Dresden durchgeführt. 

Ein besonderer Meilenstein wurde mit der 

Einrichtung der Studienrichtung Leichtbau 

im Jahr 1999 erreicht. Schon mit dem ersten 

Jahrgang konnten ausgezeichnete Ingenieure 

herangebildet werden, die heute zu einer 

großen Alumnigemeinde (ca. 750 Personen) 

zählen und sich im Akademischen Club Leichtbau 

an der TU Dresden e.V. (ACL) eine mittlerweile 

etablierte Diskussionsplattform zum 

Wissens- und Technologieaustausch zwischen 

Industrie und Forschung gegeben haben. 

Gleichzeitig wurde mit der eigenen Studienrichtung 

für das Institut eine Quelle für hervorragende 

Nachwuchswissenschaftler erschlos- 

Anlieferung Hochleistungsautoklav (1998) 

29

sen, aus der sich inzwischen die überwiegende 

Mehrheit der Institutsmitarbeiter rekrutiert. 

2001 konnte das erste DFG-Schwerpunktprogramm 

(SPP 1123) „Textile Verbundbauweisen 

und Fertigungstechnologien für Leichtbaustrukturen 

des Maschinen- und Fahrzeugbaus“ 

unter Leitung von Prof. Hufenbach 

eingerichtet werden. 

Zu Beginn des Jahres 2002 zählte das Institut 

rund 36 Mitarbeiter und war mit dem 

genehmigten Neubau des Leichtbau-Innovationszentrums 

(LIZ) gut aufgestellt, um einen 

großen Sprung an die Spitze der deutschen 

Leichtbauforschung zu wagen. 

DIE FLUT UND DER STARTSCHUSS 

FÜR EINE EINZIGARTIGE 

ERFOLGSGESCHICHTE 

Die verheerende Flut im August 2002 traf auch 

das Institut ins Mark. Wesentliche Prüfstände 

gingen verloren, zahlreiche Forschungsarbeiten 

kamen ins Stocken und der Neubau des 

LIZ musste zunächst zurückgestellt werden. 

Die besondere Kameradschaft und der unbedingte 

Wille des Teams lassen diese Umstände 

aus heutiger Sicht jedoch wie einen Glücksfall 

wirken. Gemeinsam konnten die Schäden 

überwunden und aus den bereitgestellten 

Mitteln neue, richtungsweisende Technik 

beschafft werden. 

Baugrube des 1.Bauabschnitt PEZ (2005) 

30

2004 war ein weiteres Schlüsseljahr für das 

Institut. Zum einen startete unter Leitung 

von Prof. Hufenbach der erste DFG-Sonderforschungsbereich 

(SFB 639) „Textilverstärkte 

Verbundkomponenten für funktionsintegrierende 

Mischbauweisen bei komplexen Leichtbauanwendungen“, 

der in den kommenden 

Jahren den wissenschaftlich-technologischen 

Herzschlag des Institutes bestimmte. Zum 

anderen wurden mit dem ersten Spatenstich 

für den Neubau des Leichtbau-Innovationszentrums 

(LIZ) die Wachstumssignale endlich 

auf grün gestellt. Nach nur einem Jahr Bauzeit 

fand am 24.11.2005 bereits das Richtfest 

statt, und der erste Fallversuch im Rahmen 

der bautechnischen Abnahme erfolgte am 

25.10.2006. Fast im Monatstakt folgten 

weitere Meilensteine, von denen hier nur 

einige genannt seien: 

• 2005 Erster Spatenstich für das Prozess- 

Entwicklungszentrum (PEZ) 

• 2006 Sanierung Kunststoff-Anwendungszentrum 

(KAZ) 

• 2006 Inbetriebnahme der Dieffenbacher- 

Schnellhubpresse 

• 2006 Einrichtung Rolls-Royce University 

Technology Centre (UTC) 

• 2007 100 Mitarbeiter 

• 2008 Erster Spatenstich für die Erweiterung 

des PEZ 

• 2009 Einrichtung des sächsischen Spitzentechnologieclusters 

ECEMP 

• 2010 Erstmals mehr als 10 Mio. Euro 

Drittmitteleinnahmen 

• 2011 200 Mitarbeiter 

• 2013 Gründung der Forschungsplattform 

FOREL 

Bereits frühzeitig wurden am Institut Nachwuchswissenschaftler 

gefördert und in die 

Verantwortung mit einbezogen. 

• 2000 Ernennung von Dr.-Ing. Lothar Kroll 

zum Leitenden Wissenschaftler 

• 2004 Bestellung von Dr.-Ing. Niels Modler 

zum Geschäftsführer des SFB 639 

• 2006 Ernennung von Dr.-Ing. Frank Adam 

zum Oberingenieur 

• 2006 Ernennung von Dr.-Ing. Maik Gude 

zum Leitenden Wissenschaftler 

• 2009 Bestellung von Dr.-Ing. habil. Maik Gude 

zum apl. Professor an der TU Dresden 

NEUE HORIZONTE 

Im September 2014 wechselte Prof. Hufenbach 

mit seiner langjährigen Erfahrung, 

wissenschaftlichen Erfolgen und seinen unzähligen 

hochrangigen Industriekontakten in die 

Funktion eines Seniorprofessors. Damit die 

vielfältigen Forschungsfelder des ILK strategisch 

adressiert werden können, wurden drei 

neue Professuren eingerichtet und mit Prof. 

Dr.-Ing. habil. Dipl.-Math. Maik Gude, Prof. Dr. 

rer. nat. Hubert Jäger und Prof. Dr.-Ing. Niels 

Modler komplementär besetzt. 

31

DAS INSTITUT FÜR LEICHTBAU UND KUNSTSTOFFTECHNIK DER 

TU DRESDEN IM JAHR 2019 

DIE TU DRESDEN 

Die aus der 1828 gegründeten Technischen 

Bildungsanstalt hervorgegangene Technische 

Universität Dresden ist heute eine der ausgewählten 

deutschen Exzellenzuniversitäten 

und gehört zu den forschungsstärksten Hochschulen 

Deutschlands und Europas. Als Technische 

Universität verfügt sie über ein nach 

Breite und Tiefe einmaliges Fächerspektrum 

mit einem Schwerpunkt in den Technik- und 

Naturwissenschaften. Derzeit forschen mehr 

als 8.000 Mitarbeiter in 18 Fakultäten bzw. 5 

Bereichen an der TU Dresden, die damit einer 

der größten Arbeitgeber in Ostdeutschland 

ist. Diese besondere Stellung in Sachsen, 

Ostdeutschland und Europa verpflichten sie 

besonders, die Interdisziplinarität der Wissenschaften 

zu fördern und zur gesellschaftlichen 

Integration der Wissenschaften beizutragen. 

Die gewachsenen Forschungsprofillinien der 

TU Dresden repräsentieren die heute forschungsstärksten 

Bereiche der TU Dresden, 

die sich durch besonders hohe Publikationsleistungen 

und Drittmittelaktivitäten auszeichnen. 

Hierzu tragen insbesondere die fünf 

Exzellenzcluster und die Graduiertenschule 

sowie zahlreiche Sonderforschungsbereiche 

und Graduiertenkollegs bei. 

FAKTEN ZUR TU DRESDEN 

Ca. 8.300 Beschäftigte 

(Platz 3 der größten Arbeitgeber 

in Mitteldeutschland 

nach Mitarbeitern) 

32.389 Studierende, 

42% der Studierenden kommen aus Sachsen, 

22% aus den alten Bundesländern und 

21% aus den weiteren neuen Bundesländern, 

15% aus dem Ausland (Stichtag: 01.11.2018). 

Seit 2012 ist die TU Dresden eine der 

elf Exzellenzuniversitäten Deutschlands. 

270 

Mio.€ 

Drittmitteleinnahmen (im Jahr 2017) 

- 

32

/// 

FÜNF BEREICHE MIT 18 FAKULTÄTEN 

Fakultät Chemie und Lebensmittelchemie 

Medizinische Fakultät 

Carl Gustav Carus 

Medizin 

Mathematik und 

Naturwissenschaften 

Fakultät Mathematik 

Fakultät Physik 

Fakultät Psychologie 

Ingenieurwissenschaften 

Fakultät Elektrotechnik und 

Informationstechnik 

Fakultät Informatik 

Fakultät Maschinenwesen 

Geistes- und 

Sozialwissenschaften 

Bau und Umwelt 

Fakultät Erziehungswissenschaften 

Juristische Fakultät 

Philosophische Fakultät 

Fakultät Architektur 

Fakultät Bauingenieurwesen 

Fakultät Sprach-, Literatur- und 

Kulturwissenschaften 

Fakultät Umweltwissenschaften 

Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich List“ 

33

DER BEREICH INGENIEURWISSENSCHAFTEN 

Der Bereich Ingenieurwissenschaften an der 

TU Dresden genießt national und international 

einen ausgezeichneten Ruf. Fast 9.800 

Studierende, knapp ein Drittel aller Studierenden 

der TU Dresden, sind in diesem 

Bereich eingeschrieben, der die Fakultäten 

Maschinenwesen, Elektrotechnik und Informationstechnik 

sowie Informatik umfasst. 

Annähernd 2.000 Mitarbeiter an 40 Instituten 

und Zentren engagieren sich täglich für den 

Erfolg der Dresdner Ingenieurwissenschaften. 

Davon zeugt auch das hohe Drittmittelvolumen, 

denn der Bereich Ingenieurwissenschaften 

wirbt im Jahr durchschnittlich 95 

Millionen Euro ein – das entspricht rund 40 % 

des gesamten Drittmittelaufkommens der TU 

Dresden. 

DIE FAKULTÄT MASCHINENWESEN 

Die Fakultät Maschinenwesen war die Keimzelle 

für die Entwicklung der Technischen 

Universität Dresden und ist heute mit ihren 

5.600 Studierenden die größte Fakultät an 

der TU Dresden. Knapp 60 Millionen Euro 

Drittmitteleinnahmen pro Jahr zeugen von 

der Forschungsstärke der Fakultät. An 14 Instituten 

arbeiten derzeit 53 Professoren mit 

weit über 1.100 Mitarbeitern. Interdisziplinarität 

hat an der Fakultät Maschinenwesen 

seit jeher einen großen Stellenwert. Dies 

wird besonders sichtbar in dem breit aufgestellten 

Studienangebot und den vielfältigen 

Forschungsaktivitäten. Eine Besonderheit der 

Fakultät Maschinenwesen ist die Fortführung 

des international renommierten Abschlusses 

Diplomingenieur. 

DAS INSTITUT FÜR LEICHTBAU UND 

KUNSTSTOFFTECHNIK 

Eingebettet in dieses besondere Umfeld bietet 

das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik 

(ILK) seit 1994 ein breites Lehrangebot 

an und führt umfangreiche Forschungsarbeiten 

auf dem Gebiet beanspruchungs- und 

ressourcengerechter Leichtbaustrukturen 

und -systeme durch. Dabei wird ein systemischer 

werkstoffund branchenübergreifender 

Ansatz zu Grunde gelegt. Die Mischbauweise 

nimmt hier gemäß dem bereits 1995 formulierten 

Dresdner Modell „Funktionsintegrativer 

Systemleichtbau im Multi-Material-Design“ 

eine zentrale Stellung ein. Dabei wird die 

gesamte Bandbreite der Leichtbauwerkstoffe 

vom Stahl über Aluminium, Magnesium und 

Titan sowie Kunststoff bis hin zur Keramik entsprechend 

ihrem konstruktiv-technologischen 

Eigenschaftsprofil ebenso einbezogen wie 

Faserverbundwerkstoffe mit Kurzfaser-, Endlosfaser- 

oder Textilverstärkung. 

Entsprechend breit ist das ILK-Team fachlich 

und personell aufgestellt, das neben Ingenieurinnen 

und Ingenieuren (aus Maschinenbau, 

Werkstoffwissenschaften, Elektrotechnik, Bauingenieurwesen) 

auch Technomathematiker, 

Informatiker, Physiker und Wirtschaftsingenieure 

sowie zahlreiche technische Angestellte 

und studentische Hilfskräfte umfasst. Gerade 

die frühe Einbindung in zukunftsweisende 

Forschungsprojekte wirkt äußerst befruchtend 

auf die studentische Ausbildung und hier 

insbesondere auf die 1999 vom ILK eingerichtete 

unikale Studienrichtung „Leichtbau“, die 

mit ca. 80 Absolventinnen und Absolventen 

pro Jahr (inkl. Wirtschaftswissenschaften) eine 

konstant hohe Erfolgsquote aufweist. 

34

FAKTEN ZUM ILK 

16 AUSGRÜNDUNGEN UND ANSIEDLUNGEN in den vergangen 25 Jahren 

1.050 FORSCHUNGSPROJEKTE 

MIT EINEM GESAMTUMSATZ VON 128 MIO. € (1993-2018) 

254 MITARBEITENDE & 300 EINGESCHRIEBENE STUDIERENDE 

(Stand 12/18) 

Fun Fact: 

262.000 gefahrene E-Fahrzeug-Kilometer 

in 2018 

35

Prof. Dr.-Ing. habil. Werner A. Hufenbach 

wurde 1993 auf den Lehrstuhl für Leichtbau 

und Kunststofftechnik berufen, gründete 

1994 das Institut und wechselte 2015 in den 

Status eines Seniorprofessors. Heute sind 

drei komplementär ausgerichtete Professuren 

unter dem Dach des Institutes vereint: 

Seit 2013 ist Prof. Dr.-Ing. Niels Modler 

Inhaber der Professur für Funktionsintegrativen 

Leichtbau. Zuvor war er nach mehrjähriger 

Tätigkeit in der Medizintechnikbranche 

wissenschaftlicher Mitarbeiter am ILK und 

schließlich Geschäftsführer des DFG-Sonderforschungsbereiches 

639. Prof. Dr.-Ing. habil. 

Maik Gude verantwortet seit 2014 das Gebiet 

Leichtbaudesign und Strukturbewertung. Er 

ist Prof. Hufenbach bereits 1995 von der TU 

Clausthal nach Dresden gefolgt und hat nach 

der Promotion und Habilitation sowie dem 

Aufstieg zum Leitenden Wissenschaftler und 

Bestellung zum apl. Professor am ILK, den 

Ruf auf die neu geschaffene Professur angenommen. 

Vervollständigt wurde das Professorenteam 

des ILK 2014 durch die Berufung 

von Prof. Dr. rer. nat. Hubert Jäger auf die 

Professur für Systemleichtbau und Mischbau- 

GESCHÄFTSBEREICHE VORSTAND 

Personal 

Prof. M. Gude 

Forschungskooperationen 

Prof. H. Jäger 

Finanzen 

Prof. N. Modler 

Forschungsberatung 

Prof. W. Hufenbach 

FACHGRUPPEN 

STABSSTELLEN 

Materialmodelle 

PD Dr. R. Böhm 

Leichtbauweisen 

Dr. F. Adam, Dr. S. Spitzer 

Berechnungsmethoden und Simulation 

Dr. B. Grüber, Dr. A. Hornig 

Thermoplastverfahren 

Dr. M. Krahl, T. Lebelt 

Duroplastverfahren und Preforming 

S. Geller 

Verbindungstechniken 

Dr. R. Kupfer 

Lehre, Aus- & Weiterbildung 

C. Kirvel, R. Schneider 

Personal und Projekte 

B. Röllig 

Forschungsdokumentation & Verträge 

Dr. M. Lepper 

Technik und Ressourcen 

Dr. J. Jaschinski, T. Haupt, J. Wiedemuth 

Qualitätsmanagement 

Dr. A. Langkamp 

Technologietransfer, Kommunikation 

Dr. M. Zichner 

Prüfmethoden und Experiment 

Dr. I. Koch 

Funktionsintegration 

Dr. M. Dannemann, Dr. A. Winkler, P. Lucas 

Sonderwerkstoffe und -verfahren 

T. Behnisch 

Organisationsstruktur des ILK 

36

weisen. Prof. Jäger war nach der Promotion am 

Institut für Chemische Technik der Universität 

Karlsruhe viele Jahre in der Industrie tätig, wo 

er zuletzt die Position des Leiters Konzernforschung, 

Technologie und Innovation der SGL 

Group innehatte. 

Das ILK hat sich aufgrund von umfangreichen 

Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der 

beanspruchungs- und ressourcengerechten 

Leichtbaustrukturen eine herausragende 

Kompetenz erarbeitet. Diese Forschungsarbeiten 

werden sowohl in öffentlich geförderten 

Grundlagenprojekten als auch in 

anwendungsnahen (z. B. AiF, BMBF, BMWi, 

SAB) und bilateralen industriellen Kooperationsprojekten 

durchgeführt. Erklärtes Ziel 

des vierköpfigen Institutsvorstandes ist es, 

das ILK langfristig als das international anerkannte 

Institut für Forschung, Entwicklung 

und studentische Ausbildung für den funktionsintegrativen 

Systemleichtbau in Multi-Material-Design 

zu positionieren. Gleichzeitig 

forciert der Vorstand des ILK die gezielte Internationalisierung 

der Forschungskooperation, 

damit sich das ILK als eines der weltweit anerkannten 

Forschungsinstitute auf dem Gebiet 

des Leichtbaus etablieren kann. 

Zur effizienten Erreichung dieser Zielstellung 

wurde am ILK eine matrixorientierte Organisationsstruktur 

mit neun Professuren-übergreifenden 

Fachgruppen und sechs Stabsstellen 

eingerichtet. Eine außerordentliche 

Besonderheit des Instituts ist dabei die 

gemeinsame Kostenstellenverantwortung 

der aktiven Professoren, so dass das Institut 

auch mit der Leitung durch drei Professuren 

seine personelle und infrastrukturelle Einheit 

im Sinne der erfolgreichen Institutsphilosophie 

„Leichtbaulösungen aus einer Hand“ 

bewahren konnte. 

Das infrastrukturelle Zentrum der Forschungs- 

und Entwicklungsarbeiten am ILK 

bildet der in den vergangenen 25 Jahren 

entstandene Leichtbau-Campus Dresden-Johannstadt. 

Er besteht neben dem ILK-Bürogebäude, 

das den Hauptsitz des Instituts 

beherbergt, im Wesentlichen aus dem Leichtbau-Innovationszentrum 

(LIZ), dem Kunststoff-Anwendungszentrum 

(KAZ) und dem 

Prozess-Entwicklungszentrum (PEZ). Darüber 

hinaus betreibt das Institut drei weitere, ausgelagerte 

Versuchs- und Laborkomplexe in 

Dresden-Dobritz, Dresden-Schönfeld sowie 

Freital. Insgesamt verfügt das ILK heute über 

1.950 m² Büro- sowie 4.900 m² Labor- und 

Versuchsfläche, in denen unikale Prüftechnik 

und einzigartige serienfähige Großversuchsanlagen 

aufgebaut sind. Hiermit ist das ILK 

in der Lage, den gewählten systemischen, 

durchgängigen werkstoffund produktübergreifenden 

Ansatz im Rahmen von standardisierten 

bzw. spezifisch entwickelten Versuchsaufbauten 

umfassend umzusetzen und stetig 

weiter zu entwickeln. 

37

LEICHTBAUCAMPUS DRESDEN-JOHANNSTADT 

1 

2 

3 

4 

1 Gebäude DÜR 2.300 m² 

2 Prozess-Entwicklungszentrum (PEZ) 800 m² 

3 Kunststoff-Anwendungszentrum (KAZ) 1.200 m² 

4 Leichtbau Innovations-Zentrum (LIZ) 3.600 m² 

ILK AUSSENSTELLEN 

• Technologie- und Gründerzentrum Freital (300 m 2 ) 

• Prüf-/Technologiehalle Lohrmannstraße (400 m 2 ) 

• RCCF-Reinraumlabor Dobritz (1.200 m 2 ) 

• Technologiehalle Schönfeld (150 m 2 ) 

38

Foto: © Andreas Scheunert 

39

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Leichtbau-Systemlösungen 

werkstoffund technologieunabhängig 

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PROFESSUR FÜR LEICHTBAUDESIGN UND STRUKTURBEWERTUNG 


Geringster Material- und Ressourcenaufwand 

bei hoher Zuverlässigkeit, voller Funktionsfähigkeit 

und minimalem ökologischem 

Impact sind die wesentlichen Kriterien bei 

der effizienten Entwicklung zukunftsfähiger 

Leichtbauprodukte und -technologien. Dementsprechend 

fokussiert die im Jahr 2014 neu 

eingerichtete Professur „Leichtbaudesign und 

Strukturbewertung“ die Lehre und Forschung 

auf den Gebieten neuer Leichtbaukonzepte 

sowie insbesondere der durchgängig verknüpften 

und digitalisierten Entwicklung und 

Bewertung von Leichtbauwerkstoffen, -strukturen 

und -systemen sowie zugehöriger Technologien 

und Fertigungsprozessketten. Die 

ganzheitliche Bewertung erfolgt auf wissenschaftlicher 

Grundlage unter technischen, 

ökonomischen, ökologischen und sozialen 

Gesichtspunkten. 

Entlang der gesamten Entwicklungskette vom 

Werkstoff bis zum Bauteil werden sowohl 

grundlegende als auch anwendungsorientierte 

Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durchgeführt 

und für den effizienten Transfer in die 

Praxis aufbereitet. Werkstoffklassenübergreifend 

werden neueste (in-situ-) Prüfverfahren 

für faserverstärkte und unverstärkte Konstruktionswerkstoffe 

sowie für sensorische und aktorische 

Funktionswerkstoffe entwickelt bzw. 

problemgerecht angepasst, um auf unterschiedlichen 

Größenskalen ein tiefgreifendes 

Verständnis von Werkstoffphänomenologie 

und Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zu 

gewinnen. Dabei stehen mechanische, ther- 



41

mische und mediale Belastungen mit quasistatischem, 

zyklischem und hochdynamischem 

Charakter unter besonderer Berücksichtigung 

werkstofflicher Anisotropie und Heterogenität 

im Fokus der wissenschaftlichen Arbeiten. 

Hierauf aufbauend und flankiert von virtuellen 

Charakterisierungsversuchen werden physikalische 

Werkstoffmodelle für die mathematische 

Beschreibung des Werkstoffverhaltens 

unter komplexen Beanspruchungszuständen 

erarbeitet und validiert. 

Auf der Grundlage des tiefgreifenden Werkstoffverständnisses 

setzt der interaktive Entwicklungsprozess 

für neue Bauweisen auf. 

Besonderes Augenmerk liegt auf dem composite-intensiven 

Multi-Material-Design für 

innovative Leichtbaukomponenten, -strukturen 

und -systeme mit werkstoffgerechten 

Verbindungstechniken sowie auf zugehörigen 

Technologien und Prozessketten. Neuartige 

digitale Werkzeuge auf Basis physikalischer 

skalenübergreifender Modelle in Kombination 

mit Methoden der Künstlichen Intelligenz 

auf der Werkstoff-, Struktur- und Prozessebene 

werden erarbeitet und miteinander 

verknüpft. Hiermit lassen sich die komplexen 

Beziehungsgeflechte zwischen Werkstoff- und 

Prozessparametern sowie resultierenden 

Bauteil- und Systemeigenschaften schnell entschlüsseln 

und praxisgerechte Gestaltungshinweise 

für den effizienten Produkt- und 

Prozessentwicklungsprozess bereitstellen. 

Besonderes Augenmerk liegt hier zunehmend 

auf dem am ILK definierten „Neutralleichtbau“ 

im Sinne vollständig geschlossener Materialkreisläufe 

unter Vermeidung des Verbrauchs 

nicht erneuerbarer Ressourcen. 

Die digitalen Methoden und Werkzeuge der 

Professur für Leichtbaudesign und Strukturbewertung 

bilden schon heute die Grundlage 

für die Entwicklung von lebensphasenübergreifenden 

Virtuellen Zwillingen. Diese werden 

zukünftig – insbesondere auch zusammen mit 

Methoden der Künstlichen Intelligenz – unverzichtbarer 

Bestandteil sein von selbstlernenden 

Entwicklungs-, Optimierungs- und Bewertungswerkzeugen 

als auch von prädiktiven 

Monitoringtools für alle Lebensphasen, vom 

Engineering über die Fertigung und den Betrieb 

bis hin zum End-of-Life. Entsprechende 

Ansätze werden von der Professur etwa im 

Rolls-Royce UTC oder dem neu eingerichteten 

Dresden Center for Fatigue and Reliability 

(DCFR) mit Partnern aus Wissenschaft und 

Wirtschaft verfolgt. 

In enger Kooperation mit den ILK-Kollegen der 

angrenzenden Forschungsgebiete Fasertechnologie, 

Funktionsintegration und Systemleichtbau 

sowie mit nationalen und internationalen 

Netzwerken wird Wissen vom Werkstoff 

bis zum komplexen, in der Regel hybriden 

funktionsintegrierenden Leichtbausystem generiert, 

dem wissenschaftlichen Nachwuchs 

vermittelt und über das ILK-Netzwerk branchenübergreifend 

in die Praxis zur Gestaltung 

innovativer Produkte, Prozesse und Dienstleistungen 

transferiert. 

42

PROFESSUR FÜR SYSTEMLEICHTBAU UND MISCHBAUWEISEN 


Megatrends wie Digitalisierung, Mobilität, 

Urbanisierung und Nachhaltigkeit, die mit der 

zunehmenden Globalisierung einhergehen 

und auf sehr unterschiedliche Demografieund 

Wohlstandsentwicklungen treffen, stellen 

Innovationstreiber für neuartige Werkstoffe, 

Technologien und Systeme dar. Diese Trends 

werden für Industriestaaten und insbesondere 

für eine Exportnation wie Deutschland 

zukünftig zur zentralen Herausforderung in 

einem volatilen Prozess von Wettbewerb und 

Markt. Hierbei wird die Beherrschung der 

Komplexität mit intelligenten Lösungsstrategien 

und den daraus generierten Innovationen 

zum Markenzeichen einer leistungsstarken, 

wettbewerbsfähigen Industriegesellschaft. 

Nachhaltigkeit und Ressourcensicherung 

müssen dabei stets unser Antrieb und Anspruch 

bleiben, um ressourcenschonend 

Wachstum, Wohlstand und Arbeitsplätze zu 

sichern. 

Hier stellt der „Funktionsintegrative Systemleichtbau 

in Multi-Material-Design“, der 1995 

am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik 

von Prof. Hufenbach initiiert und 

seitdem als Dresdner Modell konsequent umgesetzt 

wird, einen branchenübergreifenden 

Lösungsansatz dar. Dieser Ansatz verfolgt 

die Einbeziehung aller klassischen und neuartigen 

Werkstoffe, Prozesse sowie ökonomisch-ökologischen 

Randbedingungen und 

deren Wechselwirkungen entlang der Wertschöpfungskette. 

Die 2014 neu eingerichtete Professur „System- 



43

leichtbau und Mischbauweisen“ orientiert 

sich am Leitgedanken des Dresdner Modells 

und verfolgt das Ziel, die im Hinblick auf 

Leichtbausysteme relevanten skalenübergreifenden 

Wechselwirkungen in den Vordergrund 

der Lehre und Forschung zu stellen. 

Dabei liegt der Professur eine ganzheitliche 

Betrachtungsweise entlang der gesamten 

Wertschöpfungskette zugrunde, die die sehr 

unterschiedlichen Herausforderungen auf 

den Gebieten Werkstoffe, Bauweisen und 

Technologien berücksichtigt. Das angestrebte 

Systemverständnis ermöglicht es, optimierte 

Werkstoffeigenschaften beanspruchungsgerecht 

in Leichtbauprodukte zu übertragen, 

womit sich nicht nur der Mehrwert einzelner 

Komponenten und Baugruppen, sondern 

auch der des Gesamtsystems deutlich erhöht. 

Eine Besonderheit der Professur stellen Forschungsarbeiten 

zur skalenübergreifenden 

Analyse von physikalischen Phänomenen 

an Übergängen zwischen unterschiedlichen 

Werkstoffen, Komponenten und Subsystemen 

dar. Dabei werden auch die Wechselwirkungen 

dieser Phänomene auf das Struktur- bzw. Systemverhalten 

übergeordneter Skalenebenen 

untersucht. Während auf Material- und Komponentenebene 

Fragestellungen zur Materialverträglichkeit 

und -haftung im Hinblick auf 

mechanische Eigenschaften im Vordergrund 

der Forschungsarbeiten stehen, treten bei 

Systembetrachtungen auch etwa durch Reibung 

hervorgerufene Nichtlinearitäten in den 

Fokus der Forschungsarbeiten. 

Ein aktueller Arbeitsschwerpunkt der Professur 

ist die Erforschung alternativer, nachhaltiger 

Prozessrouten zur Fertigung von 

Hochleistungs-Kohlenstofffasern. Im „Research 

Center for Carbon Fibres“ werden gemeinsam 

mit dem Institut für Textilmaschinen 

und Textile Hochleistungswerkstofftechnik 

der TU Dresden Carbonfasern von der Polymerseite 

maßgeschneidert aufgebaut und 

spezifisch für die Anwendungen modifiziert. 

Zur Verbesserung sowohl der Ressourceneffizienz 

als auch der Marktfähigkeit ist die konsequente 

Integration vielfältiger Funktionen 

in komplexe Leichtbausysteme entlang der 

gesamten Wertschöpfungskette besonders 

zielführend. Die am ILK zu Leichtbausystemen 

betriebenen Forschungsarbeiten erfolgen 

daher in erfolgreicher Zusammenarbeit aller 

ILK-Professuren und stellen somit ein Alleinstellungsmerkmal 

auf dem Gebiet der Leichtbauforschung 

in Deutschland dar. 

44

PROFESSUR FÜR FUNKTIONSINTEGRATIVEN LEICHTBAU 


Die Realisierung einer Vielzahl von Funktionen 

in wenigen Bauteilen ist eine der wesentlichen 

Methoden des modernen Systemleichtbaus. 

Neben der Kombination verschiedener strukturmechanischer 

Elemente zu einem integralen 

Bauteil wird Funktionsintegration vor 

allem durch Einbettung neuer Wirkelemente 

in einem Erzeugnis sowie durch die Synthese 

von Wirkzusammenhängen in einem hierarchischen 

System vom Werkstoff bis zum übergeordneten 

Gesamtsystem erreicht. Somit 

ist zur Entwicklung von funktionsintegrierten 

Leichtbaulösungen ein hohes Maß an interund 

transdisziplinärer Zusammenarbeit notwendig, 

um vorhandene – aber häufig noch 

nicht genutzte – Potentiale zu erschließen. 

Herausforderungen ergeben sich dabei stets 

an den Schnittstellen zwischen den Disziplinen, 

die das „Sprechen einer gemeinsamen 

Sprache“ bzw. ein Übersetzen in das jeweilige 

Fachgebiet erfordern. Aus diesem Grund 

wurde 2013 die Professur für Funktionsintegrativen 

Leichtbau am ILK eingerichtet und 

noch im selben Jahr mit der Berufung von 

Prof. Dr.-Ing. Niels Modler besetzt. 

Ziel der Professur ist es, aufbauend auf einem 

ganzheitlichen Systemverständnis Methoden 

der Funktionsintegration zu schaffen, die 

über die isolierte fachspezifische Herangehensweise 

hinausweisen. Hierfür werden 

in engster Kooperation mit den anderen 

ILK-Professuren alle Methoden der modernen 

Ingenieurwissenschaften eingesetzt und mit 

einem komplementär aufgebauten interdiszi- 



45

plinären Team neue, innovative Lösungen für 

den „Funktionsintegrativen Systemleichtbau 

in Multi-Material-Design“ erarbeitet. 

Das Forschungsgebiet teilt sich nach dem 

Funktionsprinzip auf in aktive und passive 

Funktionselemente. Als passiv können dabei 

die Funktionen verstanden werden, die nur 

während der initialen Herstellung integriert 

werden können und damit fixiert sind. Beispielhaft 

seien hier Lasteinleitungs- und Versteifungselemente 

sowie gezielt eingestellte 

Dämpfungs- oder Nachgiebigkeitseigenschaften 

genannt. Demgegenüber erlauben aktive 

Elemente einen Informationsaustausch mit 

der Komponente und die Adaption der spezifischen 

Antwort. Typische Beispiele sind werkstofflich 

eingebettete Sensoren und Aktoren 

oder programmierbare Werkstoffe. 

Folgende Arbeitsfelder charakterisieren die 

aktuelle Forschungsarbeit an der Professur: 

Gezielt einstellbare Dämpfungseigenschaften 

auf Strukturebene sind seit Langem ein Forschungsschwerpunkt 

am ILK, ergänzt um die 

Gebiete Vibroakustik und Schallabstrahlung 

von Faserverbundstrukturen. Gemäß dem 

hohen Modellierungsanspruch beinhalten 

diese Arbeiten sowohl analytische und numerische 

Simulationsmethoden als auch die 

Weiterentwicklung von Mess- und Diagnoseverfahren. 

Daneben können die Methoden 

der Funktionsintegration zur Erfüllung von 

Bewegungsaufgaben unter Ausnutzung der 

besonderen anisotropen Eigenschaften der 

Faserverbundwerkstoffe genutzt werden. Hier 

stehen vor allem die Konstruktion, Auslegung 

und Fertigung von aktiven Compliantelementen 

und -mechanismen sowie die Analyse 

und Synthese von bistabilen Strukturen 

im Fokus. Daraus lassen sich etwa hyperredundante 

Roboterstrukturen ableiten. Deren 

technologische Umsetzung führt auf ein weiteres 

Arbeitsfeld, die Entwicklung und Bauteilintegration 

von elektrisch/elektronischen 

(E/E)-Funktionen. Dabei ist festzuhalten, dass 

die Vorteile werkstofflich integrierter Sensoren, 

Aktoren und weiterer elektronischer 

Komponenten zur Signalerfassung, -aufbereitung 

und -verarbeitung in vielen Bereichen 

nur dann genutzt werden können, wenn entsprechende 

serienfähige Integrationstechnologien 

zur Verfügung stehen, wie sie an 

der Professur entwickelt werden. Daneben 

werden vielfältige weitere Funktionen wie 

Class-A-Oberflächen, Verbindungszonen oder 

kinematische Funktionen im Fertigungsprozess 

integriert. 

Die Applikation der gewonnenen technologischen 

Lösungen erfolgt branchenübergreifend, 

wobei neben der Produktionstechnik 

sowie der Mobilität die Medizin- und Sportgerätetechnik 

einen weiteren Schwerpunkt 

bildet. Die Forschungsthemen mit medizintechnischem 

Hintergrund an der Professur 

befassen sich unter anderem mit Implantaten 

zur Osteosynthese, der Erweiterung und Verbesserung 

der Funktion von Medizinprodukten 

wie z. B. Rollstühlen, der Entwicklung neuer 

endodontischer Instrumentenspitzen sowie 

der Unterstützung und dem Schutz von Körperteilen 

durch Orthesen und Prothesen. Im 

Fokus der Arbeiten stehen vor allem Materialentwicklungen, 

strukturmechanische Dimensionierungen 

und Auslegungen sowie die fertigungstechnische 

Realisierung bis zur Prototypenherstellung. 

46

Zur Beantwortung der an der Professur auftretenden 

vielgestaltigen Fragen ist ein inniger 

Austausch mit angrenzenden Fachgebieten 

der Material- und Werkstoffwissenschaft, der 

Elektro- und Informationstechnik, der Informatik, 

der Biologie, der Physik und Mathematik sowie 

der Medizin notwendig, wofür die TU Dresden 

ein nahezu ideales Arbeitsumfeld bietet. 

SENIORPROFESSUR 

Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr. h.c. Werner Hufenbach 

Das ILK in seiner heutigen Form wurde 1994 

auf Initiative von Prof. Dr.-Ing. habil. Werner 

Hufenbach gegründet und in den vergangenen 

25 Jahren von ihm maßgeblich geprägt. 

Heute ist er Seniorprofessor am Institut und 

weiterhin Mitglied im Institutsvorstand sowie 

geschätzter Diskussionspartner. Seine Vita 

ist reich an akademischen Meilensteinen und 

Ehrungen: 

Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr. h.c. Werner Hufenbach 


47

1963-1968 

Studium der Verformungskunde an der 

TH Clausthal, Abschluss Dipl.-Ing. 

1994 

Gründung des Instituts für Leichtbau und 

Kunststofftechnik, Institutsdirektor 

1968-1976 

Wissenschaftlicher Assistent am Institut für 

Technische Mechanik der TU Clausthal 

1997 

Initiierung der DFG-Forschergruppe FOR 278, 

Sprecher 

1973 

Promotion zum Dr.-Ing. an der TU Clausthal 

1999 

SFB 528: Teilprojektleiter 

1976-1993 

Oberingenieur und Akademischer Oberrat am 

Institut für Technische Mechanik der 

TU Clausthal; Leiter der Abteilung und 

Professor für Angewandte Mechanik und Werkstoffmechanik 

1988 

SFB 180 Teilprojektleiter 

1990 

Habilitation für das Fach Angewandte Mechanik 

und Werkstoffmechanik, TU Clausthal 

1991 

Forschergruppe „Textur und Anisotropie kristalliner 

Stoffe“, Teilprojektleiter 

1993 

Berufung an die TU Dresden, Professur für 


Doppelmitgliedschaft in den Fakultäten 

Maschinenwesen und Verkehrswissenschaften 

„Friedrich List“ 

1999 

Einrichtung der unikalen Studienrichtung 

„Leichtbau“, Studienrichtungsleiter 

2001 

Initiierung des DFG-Schwerpunktprogramms 

SPP 1123, Koordinator und Buchherausgeber 

2003 

Professor E.h. und Lehrtätigkeit am 

Chinesisch-Deutschen Hochschulkolleg (CDHK) 

der Tongji-Universität, Shanghai 

2004 

Initiierung des DFG-Sonderforschungsbereiches 

SFB 639, Sprecher 

2006 

Initiierung des DFG-Transferbereichs 

zum SFB 639 

2006 

Initiierung des Rolls-Royce University 

Technology Centre (UTC) „Lightweight 

Structures and Materials“, Direktor 

48

2006 

Standortsprecher DFG-Sonderforschungsbereich/Transregio 

TR 39 PT-PIESA 

2007 

Chair des Dialogforums „Materialien“ beim 

Klimaforschungsgipfel des BMBF 

2008 

Initiierung des sächsischen Spitzentechnologieclusters 

„European Centre for Emerging 

Materials and Processes Dresden”, Sprecher 

2009 

Mitglied der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften 

(acatech) 

2010 

Vorgeschlagen von der DFG für den 

Deutschen Zukunftspreis – Preis des Bundespräsidenten 

für Technik und Innovation 

2014 

Verleihung der Richard-Vieweg-Ehrenmedaille 

des VDI im Bereich Kunststofftechnik 

seit 2014 

Seniorprofessor am Institut für Leichtbau und 

Kunststofftechnik der TU Dresden 

2017 

Auszeichnung mit dem „International Scientific 

and Technological Cooperation Award“ der 

Volksrepublik China (höchste Auszeichnung für 

ausländische Wissenschaftler) aus der Hand 

von Staatspräsident Xi Jinping 

2016-2018 

Entwicklung des weltweit ersten Vollcarbon-Zuges 

inkl. Drehgestell, Präsentation auf 

der Messe Innotrans in Berlin 

2011 

Ehrendoktor der Universitatea Politehnica 

Timisoara 

2012 

Verleihung des Sächsischen Verdienstordens 

durch den Ministerpräsidenten des Freistaates 

Sachsen 

2013 

Initiierung der BMBF-Plattform „Forschungsund 

Technologiezentrum für ressourceneffiziente 

Leichtbaustrukturen der Elektromobilität“ 

49

STUDIENRICHTUNG LEICHTBAU – AUSBILDUNG FÜR DIE ZUKUNFT 

80 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

2002 

2003 

2004 

2005 

2006 

2007 

2008 

2009 

2010 

2011 

2012 

2013 

2014 

2015 

2016 

2017 

2018 

Absolventenzahl Studienrichtung Leichtbau (ohne Wirtschaftsingenieure) 

Leicht, leichter, ultraleicht – ob im Automobilbau, 

in der Luft- und Raumfahrt oder im 

Maschinen- und Anlagenbau – der Trend zum 

ultraleichten Bauen ist mittlerweile in fast 

allen Wirtschaftsbranchen angekommen und 

beschert Wissenschaftlern und Ingenieuren 

aufregende Forschungsprojekte und sichere 

Arbeitsplätze. 

Im Jahr 1997 richtete die Universität am Institut 

für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) 

die Studienrichtung Leichtbau im Studiengang 

Maschinenbau ein. Damit wurde frühzeitig 

der rasanten Entwicklung dieser Querschnittsdisziplin 

in ganz besonderer Weise 

Rechnung getragen. Die Lehrinhalte sind von 

Anfang an geprägt vom Dresdner Modell des 

„Funktionsintegrativen Systemleichtbaus in 

Multi-Material-Design“. Dieser Lehransatz 

betrachtet die gesamte Entwicklungskette: 

Werkstoff – Konstruktion – Simulation – Fertigung 

– Prototypentests – Qualitätssicherung 

– Kosten und wurde in den nachfolgenden 

Studien- und Prüfungsordnungen durch die 

Erweiterung und insbesondere Vertiefung des 

Lehrangebots stetig ausgebaut. Wurden in 

der ersten Prüfungsordnung von 1997 für die 

Studienrichtung Leichtbau zunächst 16 Vorlesungsreihen 

mit untersetzenden Übungen 

vom ILK angeboten, beinhaltet die aktuelle 

Prüfungsordnung bereits ein Lehrangebot 

von 26 ILK-getragenen Vorlesungsreihen. 

Die Absolventen und Absolventinnen der 

Studienrichtung Leichtbau zeichnen sich aus 

durch breitgefächerte Grundlagenkenntnisse 

und anwendungsorientiertes Spezialwissen, 

insbesondere auf den Gebieten Moderne 

Werkstoffe, Werkstoff- und Strukturmechanik, 

Simulation, Konstruktions- und Fertigungstechnik 

sowie ökonomisch-ökologische Produktbewertung. 

Studierende der Studienrichtung 

Leichtbau erleben bereits in einem 

frühen Stadium ihrer Ausbildung die Philosophie 

des studienrichtungstragenden Institutes. 

Zur weiteren Förderung des interdiszi- 

50

plinären Denkens richtet das ILK im Rahmen 

der Reihe „Forschen und Lernen im interdisziplinären 

Kontext“ (FLiK) an der TU Dresden 

ein Modul zur Bionik aus. Im Mittelpunkt 

dieses FLiK-Moduls steht die Frage, wie natürliche 

Erscheinungen und deren (Funktions-) 

Merkmale sowie die zugrundeliegenden Prinzipien 

analysiert werden können, um sie auf 

Produktentwicklungen aus ingenieurwissenschaftlicher, 

mathematischer, biologischer 

und gestalterischer Perspektive zu übertragen. 

Die frühzeitige Einbindung von Studierenden 

in richtungsweisende Forschungsprojekte 

sowie die Entsendung hin zu nationalen wie 

internationalen Industrie- und Forschungspartnern 

führt zur Heranbildung kreativer 

Absolventen mit hoher Interdisziplinarität, 

Internationalität und hohem Praxisbezug. 

Durch das Studium in der Studienrichtung 

Leichtbau ist der Leichtbauingenieur universell 

einsetzbar, etwa als Entwicklungs- und 

Berechnungsingenieur, Konstrukteur, Technologe 

oder Innovationsmanager und kann in 

nahezu allen Wirtschaftsbereichen, wie dem 

Maschinen- und Energieanlagenbau, dem 

Automobilbau, dem Schienenfahrzeugbau, 

dem Schiffbau, in der Medizintechnik, in der 

Luft- und Raumfahrt oder etwa in der Sportgeräteindustrie 

arbeiten. Zudem eröffnet die 

fundierte Grundlagenausbildung den Absolventen 

und Absolventinnen vielfältige Karrierewege 

in der Wissenschaft. Für die weitere 

wissenschaftliche Entwicklung bietet das ILK 

seinen Doktoranden und Doktorandinnen 

strukturierte Promotionsprogramme an, z. B. 

gesonderte Graduiertenkollegs oder in Verbundprojekte 

integrierte Graduiertenkollegs 

und -schulen, die alle mit der Graduiertenakademie 

der TU Dresden verzahnt sind. 

Die Annahme des Lehrangebots durch die 

Studierenden spiegelt sich insbesondere in 

der steigenden Zahl der jährlichen Absolventen 

und Absolventinnen wider. Nahmen 

1999 noch 11 Studierende nach dem Grundstudium 

das Hauptstudium in der Studienrich- 

Foto: © Amac Garbe 

51

tung Leichtbau auf, so sind es heute zwischen 

70 und 80 Studierende. Gleichzeitig werden 

seit der Einführung der Studienrichtung auch 

ausgewählte Lehrinhalte u. a. als Technischer 

Major im Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen 

und als Wahlpflichtmodule im Studiengang 

"Regenerative Energiesysteme" angeboten 

und finden bei den dort Studierenden 

großen Zuspruch. Ein weiterer Anstieg der 

Studierendenzahl ergab sich durch die Einführung 

des fünfsemestrigen Aufbau-Diplomstudiengangs 

mit der Studienrichtung Leichtbau 

im Jahr 2012. Neben Bachelorabsolventen 

und -absolventinnen von Hochschulen aus 

Deutschland nehmen vor allem Erasmus-Studierende 

aus Europa und der ganzen Welt 

dieses Lehrangebot wahr und verbreiten 

damit den Lehr- und Forschungsansatz des 

ILK national und weltweit. 

Um die Bindung der Absolventen an die TU 

Dresden und insbesondere an das ILK zu 

erhalten, ist ein Alumni-Netzwerk initiiert 

worden, das über die Jahre stetig ausgebaut 

wird. Dies spiegelt sich u. a. auch in regelmäßigen 

Sessions des Dresdner Leichtbausymposiums 

wider, die von Absolventen 

und Absolventinnen der Studienrichtung mit 

Inhalten aus ihrem aktuellen Berufsleben 

gestaltet werden. 

DAS DRESDNER 

LEICHTBAUSYMPOSIUM 

Das Dresdner Leichtbausymposium wurde 

1997 durch den Institutsdirektor Prof. Hufenbach 

initiiert, um ein „Forum für funktionsintegrative 

Leichtbaukonzepte mit innovativen 

Werkstoffen und Bauweisen“ zu schaffen, wie 

es in der damaligen Tagungsankündigung 

hieß. Seitdem hat sich die Veranstaltung als 

alljährlicher Branchentreff der Leichtbauer 

fest etabliert. Für diese Kontinuität wurde das 

Symposium 2004 mit dem Sonderpreis des 

Dresden Congress Award ausgezeichnet. 

Durch aktuelle Themenstellungen an vorderster 

Front der modernen Bauteilentwicklung, 

Netzwerken während Leichtbausymposiums 

52 

Foto: © Andreas Scheunert

hochrangige nationale und internationale 

Vertreter aus Wirtschaft, Wissenschaft und 

Politik sowie hochkarätige Experten unterschiedlicher 

Ausrichtungen ist das Dresdner 

Leichtbausymposium zu einer Diskussionsplattform 

für richtungweisende Forschungsund 

Entwicklungsaktivitäten sowie neuartige, 

zukunftsfähige Geschäftsfelder geworden. 

Es hat immer wieder sich herauskristallisierende 

Trends aufgezeigt und Synergien herausgestellt. 

Das Symposium dient aber nicht nur dem 

werkstoffund produktübergreifenden Wissens- 

und Erfahrungstransfer zwischen Wissenschaft, 

Wirtschaft und Politik. Es ist seit 

jeher auch Ausgangsbasis für erfolgreiches 

Networking. Zudem bietet es großen Verbundprojekten 

– wie den DFG-Sonderforschungsbereichen 

639 und TRR 39, dem DFG-SPP 

1712, dem Sächsischen Spitzentechnologiecluster 

ECEMP, dem Rolls-Royce University 

Technology Centre oder der BMBF-Plattform 

FOREL (siehe gesonderte Beiträge in dieser 

Festschrift) – eine Bühne, ihre Forschungsergebnisse 

einer breiteren Fachöffentlichkeit 

vorzustellen, dem Transfer zugänglich zu 

machen und schafft so eine Kommunikationsbrücke 

zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. 

Neben der Durchgängigkeit bei den Werkstoffen 

– von verstärkten und unverstärkten 

Kunststoffen über Metalle bis hin zu Keramiken 

und Naturstoffen – und der Durchgängigkeit 

bei den Technologien ist auch die 

Durchgängigkeit in der Dimensionsskala ein 

wesentliches Spezifikum des Symposiums. 

Jedem Teilnehmer soll quasi eine Gesamtschau 

zu unterschiedlichen Teilgebieten vermittelt 

werden. Denn: Nur wer – neben der 

eigenen Kompetenz – auch genügend Kenntnisse 

über das Potential der anderen Leichtbaupartner 

hat, dem wird es gelingen, neue 

Leichtbaustrategien zu initiieren, maßgeschneiderte 

Lösungskonzepte zu entwickeln 

und sie schnell in marktfähige Produkte zu 

transferieren, so die Überzeugung von Prof. 

Hufenbach. 

Leichtbausymposium 

Foto: © Sebastian Spitzer 

53

LV 

UK 

NL 

PL 

UA 

I 

RO 

GR 

ROK 

IND 

CHN 

ETH 

SGP 

AUS 

54

INTERNATIONALISIERUNG 

Internationale Zusammenarbeit spielt in der 

Wissenschaft seit jeher eine zentrale Rolle. Die 

Komplexität und Dynamik der ökonomischen, 

ökologischen und sozialen Umbrüche des 21. 

Jahrhunderts weisen länderübergreifenden 

Kooperationen eine noch wichtigere Rolle 

zu. Globale Megatrends wie Klimawandel, 

Digitalisierung, Urbanisierung, Mobilität und 

Ressourcenverfügbarkeit erfordern grenzüberschreitende 

Lösungen. Auf der globalen 

Bühne treten aufstrebende Wissenschaftsnationen 

zu den etablierten Akteuren hinzu. 

Es muss daher ein erklärtes Ziel sein, dass die 

führenden Wissenschaftler einer jeden Disziplin 

sich weltweit vernetzen, um gemeinsam 

Antworten auf die Fragen der Zeit zu finden. 

Das ILK hat in seiner 25jährigen Geschichte 

stets darauf gesetzt, eben dies zu tun: sich 

weltweit zu vernetzen und die eigenen Kompetenzen 

durch die Expertise internationaler 

Partner zu ergänzen. Damit hat sich auf allen 

Ebenen – vom Studierendenaustausch über 

Gastwissenschaftleraufenthalte bis hin zur 

Durchführung von gemeinsamen internationalen 

Projekten – ein breites internationales 

Netzwerk mit führenden Forschungsinstituten 

etabliert, das von Jahr zu Jahr weiter wächst. 

Der strategische Fokus war dabei in den vergangenen 

Jahren insbesondere auf den Aufbau 

von Kooperationen mit ausgewiesenen 

Partnern in Südkorea, Singapur und China 

sowie die Vertiefung der Zusammenarbeit mit 

Polen und Großbritannien gerichtet. 

Äthiopien 

Australien 

China 

Griechenland 

Großbritannien 

Indien 

Italien 

Lettland 

Niederlande 

Polen 

Rumänien 

Singapur 

Südkorea 

Ukraine 

Addis Ababa University 

Deakin University, Melbourne 

Tongji Universität, Shanghai 

Beijing National Innovation Institute of Lightweight, Peking 

Chinese Academy of Science, Ningbo Institute of Materials Technology 

Nationale Technische Universität Athen 

Universität Patras 

University of Bristol 

Imperial College, London 

University of Oxford 

Indian Institute of Technology, Neu Delhi 

Università di Bologna 

Technische Universität, Riga 

Technische Universität Delft 

Politechnika Warszawska, Warschau 

Politechnika Wroclawska, Breslau 

Politechnika Poznanska, Posen 

Akademia Górniczo-Hutnicza, Krakau 

Politechnika Śląska, Gleiwitz 

Politehnica University of Timisoara 

Nanyang Technological University, Singapur 

Korea Institute of Science and Technology Jeonbuk Branch, Wanju nahe Jeonju 

Korea Institute of Carbon Convergence Technology, Jeonju 

Korea Institute of Materials Science, Changwon 

National Aviation University, Kiew 

55

AUS Deakin University, Australien 

Prof. Russell Varley 

Carbon Nexus at the Institute for Frontier Materials, 

Deakin University is pleased to be working with ILK at 

TU Dresden in polymer composites and light-weighting. 

As group leader I am particularly proud to be partnering 

with a university that shares a similar vision and 

passion for translating cutting edge materials science 

and engineering research into innovative products that 

could change the world. I have no doubt that together 

we will create global impact and I am excited about our 

future research endeavours. 

CHN Tongji Universität Shanghai / Chinesisch- 

Deutsches Hochschulkolleg (CDHK), China 

Prof. Dr.-Ing. Song Lin 

Als eine global führende Forschungseinrichtung auf dem 

Gebiet der Werkstoffe verwirklicht das ILK Ziele und 

Träume unzähliger Wissenschaftler. Ich selbst hatte das 

große Glück, einer von ihnen zu sein: Während meines 

fünfzehnjährigen Mitwirkens am ILK konnte ich an der 

Seite meiner Kollegen eine Fülle von wissenschaftlichen 

Erfahrungen sammeln. Obschon inzwischen nunmehr 

zehn Jahre vergangen sind, verbindet mich bis heute 

eine tiefe Freundschaft mit dem ILK. 

GR Nationale Technische Universität Athen, 

Griechenland 

Prof. Christopher Provatidis 

NTUA recognizes the valuable experimental infrastructure 

existing in ILK and its ability to deal with real-life 

projects. 

UK University of Bristol 

Professor Stephen Hallett 

We look forward to progressing our already productive 

collaboration on the theme of Lightweight Structures, 

within the Rolls-Royce UTC network, in the future. 

University of Oxford 

Professor Nik Petrinic 

After nearly 20 years of inspiring exchange of ideas and 

students, I look forward to the common scientific challenges 

ahead. 

IND Indian Institute of Technology Delhi, Indien 

Prof. Dr Jayashree Bijwe, Prof. Dr. Ashish K Darpe 

We value our long-standing and continued partnership 

with ILK in mutual collaborative research and student 

exchange. I had first visited ILK, in 2003 and started the 

research activity in active vibration control of composite 

beam using MFC piezo patches. When I came back again 

in 2013, I saw ILK grew in leaps and bounds in the areas 

of vibrations and structural health monitoring, with excellent 

infrastructure and industry projects. In the forthcoming 

25th anniversary, it is indeed a proud privilege 

for me and my institute to share the glorious moment 

with my friends and colleagues at ILK and I wish them 

professional success in their future endeavors. 

LV Technische Universität Riga, Lettland 

Prof. Evgeny Barkanov 

I highly appreciate successful cooperation and longterm 

friendship relations with our colleagues from Dresden. 

In time of 25th anniversary I wish to ILK prosperity 

in future and hope that, as previously, ILK will bring a 

significant contribution to the development of smart 

composite structures and advanced technological processes. 

NL Technische Universität Delft, Niederlande 

Dr. Roger Groves, Dr. Andrei Anisimov 

TU Dresden is a recognised high-level research partner 

in Aerospace Engineering and we welcome the opportunity 

to collaborate with TU Dresden in the Horizon 2020 

project EXTREME and in other projects on composite 

materials and structures testing. 

56

PL Politechnika Warszawska, Polen 

Prof. Anna Boczkowska 

Since 2008 I have been continually engaged in organising 

the exchange of Polish materials science students 

at the Institute of Lightweight Engineering and Polymer 

Technology (ILK), the integration of ILK professors 

as special guest lecturers at the Warsaw University of 

Technology, initiating of Framework Agreement Concerning 

Mutual Supervision and Proceedings of PhD Dissertation, 

co-ordinating of German-Polish joint research 

project founded by DFG and MSHE concerning “3D textile-reinforced 

aluminium-matrix composites for complex 

loading situations in lightweight automobile and machine 

parts (PAK 258)”, what gives me the opportunity to 

extend my knowledge and establish bilateral, cross-generational 

friendship and networks. 

RO Politehnica University of Timisoara, Rumänien 

Prof. Erwin Lovacs 

Unsere über zwölfjährige Zusammenarbeit zwischen 

Lehrkräften, Wissenschaftlern und Studenten der Politehnica 

Universität Timisoara und dem ILK hat als Ziel 

die Entwicklung zum Thema Funktionsintegration. Bemerkenswert 

sind die Integration der Sensoren und Aktoren 

in nachgiebige Misch- und Compositestrukturen, 

die Entwicklung eines Pseudomodells für die dynamische 

Analyse nachgiebiger Mechanismen mit elastischen 

Gliedern mit Hilfe der MBS Methode und andere 

Konzepte im Bereich des Leichtbaus. Die Ergebnisse der 

Zusammenarbeit wurden in wissenschaftlichen Veröffentlichungen 

und im Rahmen internationaler Konferenzen 

veröffentlicht. Wir sind stolz auf die langjährige Zusammenarbeit 

mit dem ILK und die zahlreichen Erfolge. 

SGP Nanyang Technological University, Singapur 

Rolls-Royce@NTU Corporate Laboratory Director, 

Adj. Assoc. Professor Rudy Schalk 

Currently, Rolls-Royce has set up 30 University Technology 

Centres (UTC) across the globe within which 

TU-Dresden and Rolls-Royce@NTU Corporate Lab collaborate. 

This unique approach embeds Rolls-Royce with 

world-class institutions and provides access to a wealth 

of talent and creativity for innovation. Rolls-Royce@NTU 

Corporate Lab and TU-Dresden have complementary capabilities 

thus making for an ideal research partnership. 

Today we are working together to scope out the next 

generation collaboration opportunities to drive future 

technologies for Rolls-Royce. 

ROK Korea Institute of Materials Science, Südkorea 

Dr. Ji-Sang Park 

Congratulations on the 25th anniversary of ILK. We KIMS 

love all of our sincere partner ILK and wish ILK’s continued 

progress 

UA National Aviation University, Ukraine 

Prof. Sasha Zaporozhets 

Twenty years ago, I had a chance to start multilateral 

cooperation between the ILK and the National Aviation 

University as a young novice professor. It was a very optimistic 

time for the formation of a new institute. I managed 

not only to take for myself new scientific ideas 

of our cooperation, but also to learn new thinking and 

organizational work of a new scientific and educational 

organization closely related to industry. And I‘m still learning 

this from my German colleagues so far - and I 

am grateful to the fate and the colleagues for such an 

opportunity. In spite of the fact that I am already the 

vice rector of my aviation university and my main task 

is to teach young people to cooperate in science and 

education. 

57

Akademischer Club Leichtbau 

an der TU Dresden e.V. 

AKADEMISCHER CLUB LEICHTBAU AN DER TU DRESDEN E.V. 

Der „Akademische Club Leichtbau an der TU 

Dresden e. V.“ (ACL) ist ein Zusammenschluss 

von Absolventen und Absolventinnen, Wissenschaftlern 

und Wissenschaftlerinnen sowie 

Förderern des Instituts für Leichtbau und 

Kunststofftechnik der Technischen Universität 

Dresden. Der ACL versteht sich seit seiner 

Gründung im Jahr 2003 als eine Gesprächsplattform 

zum Erfahrungsaustausch und Wissenstransfer 

vom jungen Absolventen und 

Absolventinnen bis hin zum ausgewiesenen 

Erfahrungsträger. Ziele des Vereins sind die 

ideelle und materielle Förderung von Lehre 

und Forschung auf dem Gebiet des Leichtbaus 

und verwandter Bereiche sowie die Förderung 

eines Kooperations-Netzwerkes der 

Absolventinnen und Absolventen der Studienrichtung 

Leichtbau der Technischen Universität 

Dresden. 

Kern der Aktivitäten ist der regelmäßig stattfindende 

ACL-Stammtisch. Er bildet mit Vorträgen 

von regionalen Akteuren im Bereich 

des Leichtbaus eine Diskussionsplattform 

zum Wissens- und Technologieaustausch 

zwischen Industrie und Forschung. Zur Förderung 

junger Leichtbau-Ingenieure und -In- 

Verleihung ACL-Nachwuchspreis (2018) 

58

genieurinnen verleiht der ACL jährlich den 

ACL-Nachwuchspreis. Bewerben können sich 

dafür Studierende sowie Absolventen und 

Absolventinnen der Technischen Universität 

Dresden mit herausragend abgeschlossenen 

Beleg- oder Diplomarbeiten auf dem Gebiet 

des Leichtbaus. 

Weitere Beiträge leistet der ACL in der Unterstützung 

verschiedener, am ILK jährlich stattfindende 

Netzwerkveranstaltungen, wie etwa 

des Alumnitreffens oder des studentischen 

Begegnungsabends. So können über die Jahrgangsgrenzen 

hinweg Erfahrungen ausgetauscht 

werden. Darüber hinaus unterstützt 

der ACL materiell die jährlich stattfindenden 

Exkursionsreisen zu leichtbaurelevanten Partnern 

in der Wirtschaft. 

Studentische Exkursion (2018) 

59

JUNIORING – VEREIN FÜR INGENIEUR- UND NATURWISSENSCHAFTLICHE 

JUNIORENBILDUNG SACHSEN e.V. 

Der gemeinnützige „Verein für Ingenieur- und 

naturwissenschaftliche Juniorenbildung Sachsen 

e.V.“ kurz juniorIng. Sachsen e.V. (Vorstandsvorsitzender 

Prof. Gude) wurde 2009 

von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des 

ILK gegründet. Mit dem Verein wollen sie frühzeitig 

technisches Interesse bei Kindern und 

Jugendlichen wecken und sie nachhaltig für 

Technik begeistern. Dafür arbeitet der Verein 

eng mit Trägern wissenschaftlicher und 

kultureller Angebote in Sachsen zusammen. 

Er organisiert Informationsveranstaltungen 

zu Werkstoffen und Leichtbauthemen für 

Kindertagesstätten, Schulen, Berufsschulen 

sowie die Gesellschaft. Zudem unterstützt er 

pädagogisches Personal bei der altersgerechten 

Vermittlung ingenieurund naturwissenschaftlicher 

Sachverhalte z.B. mit Projekttagen 

oder der Betreuung von schulischen Arbeiten. 

Dazu werden Anschauungsmaterialien, wie 

z. B. Demonstrationsboxen entwickelt und 

verliehen, und es werden kindgerechte Experimente 

durchgeführt. 

Unterstützung der 

„Langen Nacht der Wissenschaften“ in Dresden 

60

Anfertigung von kindgerechten Kunststoffmustern 

Unterstützung der „Langen Nacht der Wissenschaften“ in Dresden 

Foto © Tanja Kirsten 

61

PREISE, AUSZEICHNUNGEN UND NOMINIERUNGEN 

Jahr Bezeichnung Name des 

Ausgezeichneten 

Verleihende 

Einrichtung 

Grund der 

Auszeichnung 

2018 Nominierung 

Deutscher Rohstoffeffizienz-Preis 

FOREL, Projektteam 

ReLei 

Bundesministerium 

für Wirtschaft und 

Energie (BMWi) 

Produktion und 

Recycling von 

carbonfaserverstärktem 

Kunststoff 

2018 Nominierung 

ccc-Technologiepreis 

Projektteam 

SmaPole 

ccc Software GmbH 

Vernetzter Skistock 

2018 AVK-Innovationspreis 

ILK und Forschungsvereinigung 

für 

Luft- und Trocknungstechnik 

(FLT), 

Projektteam LeRaLa 

AVK – Industrievereinigung 

Verstärkte Kunststoffe 

e.V. 

Hochleistungs- 

Faserverbund- 

Radiallaufrad in 

modularer Bauweise 

2018 Dresden Excellence 

Award 

Dr.-Ing. habil. Robert 

Böhm 

Landeshauptstadt 

Dresden 

Habilitation 

2018 VDI-Nachwuchspreis 

„Kunststofftechnik“ 

Dipl.-Ing. Jonas 

Richter 

Verein Deutscher 

Ingenieure (VDI), 

VDI-Gesellschaft 

Kunststofftechnik 

Diplomarbeit 

2018 VDI-Förderpreis für 

herausragende 

Abschlussarbeiten 

Dipl.-Ing. Moritz 

Neubauer 

VDI Dresdner 

Bezirksverein 

Diplomarbeit 

2017 International Scientific 

and Technological 

Cooperation Award 

der Volksrepublik 

China 


Werner Hufenbach 

Volksrepublik China 

Leistungen in der 

wissenschaftlichen 

und technologischen 

Zusammenarbeit 

2017 UTC Technical 

Impact Award 

ILK Rolls-Royce Outstanding efforts 

in performing fan 

blade-off research 

on composite 

casings 

2017 Oechsler-Preis Dr.-Ing. Andreas 

Hornig 

Wissenschaftlicher 

Arbeitskreis der Universitätsprofessoren 

der Kunststofftechnik 

(WAK) 

Dissertation 

2016 Materialica 

Design+Technology 

Gold Award, 

Kategorie Surface 

and Technology 

Projektteam SPP 

1420 

Messe Materialica 

Entwicklung einer 

dreiarmigen Faserverbundverzweigung 

nach biologischem 

Vorbild 

62



Verleihende 

Einrichtung 

Grund der 

Auszeichnung 

2016 Idea of the year 

Award / Deutscher 

Ideenpreis 

Projektteam 

TherMobility 

Deutsches Institut 

für Betriebswirtschaft 

(DIB) 

Entwicklung 

E-Bike-Rahmen 

2016 JEC Innovation 

Award 

Projektteam 

TherMobility 

Messe JEC 

Entwicklung 

E-Bike-Rahmen 

2015 AVK-Preis in der 

Kategorie 

„Forschung/Wissenschaft“ 

ECEMP, Projektteam 

BioHybrid 



e.V. 

Entwicklung eines 

biobasierten Werkstoffsystems 

aus 

Organoblech und 

Spritzgießgranulat 

2015 AVK-Preis in der 

Kategorie 

„Innovative Prozesse 

bzw. Verfahren“ 

Porsche / ILK, 

Projektteam 3D- 

Hybrid 



e.V. 

Neuartiger 

Batterieträger in 

thermoplastischer 

Faserverbund- 

Hybridbauweise 

2015 Wilfried- 

Ensinger-Preis 

Dr.-Ing. Matthias 

Zscheyge 


Arbeitskreis der 

Universitätsprofessoren 


(WAK) 

Dissertation 

2015 Leuchtturmprojekt FOREL, Projektteam 

ReLei 

Bundesministerium 

für Bildung und Forschung 

(BMBF) 

Innovationspotenzial 

für nachhaltige 

Leichtbautechnologien 

2014 1. Preis in Kategorie 

„Best Innovative 

Composites 

Technology“ 

ILK und LZS GmbH 

Messe Kompozyt 

Expo, Krakau/Polen 

Entwicklung A.S.SET 

Technologie 


- 1. Preis in 

Kategorie „Prozesse 

und Verfahren“ 




e.V. 

Entwicklung der 

A.S.SET-Verfahren 

RPM und TSF 

2014 AVK - Innovationspreis 

- 2. Preis in 

Kategorie „Produkte 

und Anwendungen“ 




e.V. 

Entwicklung Faserverbund-Radialwelle 

für Rolls-Royce 



Dr.-Ing. Manuela 

Andrich 




(WAK) 

Dissertation 

63



Verleihende 

Einrichtung 

Grund der 

Auszeichnung 

2014 Richard-Vieweg- 

Ehrenmedaille 







Engagement für 


und Faserverbundwerkstoffe 

2013 1. Preis in der 

Kategorie „Faserverbunderzeugnisse“ 




InEco- 

Fahrdemonstrator 

2013 Rolls-Royce 

Engineering 

Innovation Award 

ILK und LZS GmbH Rolls-Royce neuartige Faserverbund-Radialwelle 


„Komplexe Produkte 

aus Verbundmaterialien“ 

SFB 639 



Technologiedemonstrator 

FiF 

2012 Oechsler-Preis Dr.-Ing. Andreas 

Ulbricht 




(WAK) 

Dissertation 

2012 1. Preis für Familienfreundlichkeit 

ILK TU Dresden Eltern-Kind-Büro 

2012 Sächsischer 

Verdienstorden 



Freistaat Sachsen 

Engagement als 

sächsischer Wegbereiter 

des modernen 

Leichtbaus in 

Deutschland 


„Komplexe Produkte 

aus Verbundmaterialien“ 




Elektro-Sportrennwagen 

eTRUST 

2011 Lohrmann-Medaille Dipl.-Ing. Marc 

Berthel 

TU Dresden 

hervorragender 

Studienabschluss 



Dr.-Ing. Ilja Koch 




(WAK) 

Dissertation 

64



Verleihende 

Einrichtung 

Grund der 

Auszeichnung 

2010 Vorgeschlagen für 

den Deutschen 

Zukunftspreis – 

Preis des Bundespräsidenten 

für 

Technik und 

Innovation 

Prof. Werner 

Hufenbach, Prof. 

Peter Offermann, 

Prof. Volker Ulbricht 

Bundespräsident 

der Bundesrepublik 

Deutschland 

Textilbasierter 

Systemleichtbau für 

den Maschinen- und 

Fahrzugbau 

2010 Preis „Beste kunststofftechnische 

Diplomarbeit“ 

Dipl.-Ing. Annegret 

Mallach 





Diplomarbeit 


- 1. Preis in Kategorie 

„Kunststoff 

im Automobil“ 

SFB 639 


Verstärkte 

Kunststoffe e.V. 

Leichtbau-Sitzschale 

aus textilverstärktem 

Thermoplast mit LFT 

Verstärkungsrippen 

2008 365 Orte im Land 

der Ideen 

ILK 

Deutschland – Land 

der Ideen e. V. 

Leichtbau- 

Innovationszentrum 

2008 VDI-K-Studienpreis Dipl.-Ing. Frank 

Lucas 

2005 Oechsler-Preis Dipl.-Ing. Richard 

Protz 








(WAK) 

Diplomarbeit 

Diplomarbeit 

2005 ThyssenKrupp- 

Technik-Preis 

Dipl.-Wi.-Ing. Ole 

Renner 

ThyssenKrupp AG 

Belegarbeit 

2004 Dresdner Congress 

Award - Sonderpreis 



Landeshauptstadt 

Dresden 

Dresdner 

Leichtbausymposien 

1997-2004 

2004 Förderpreis der 

Friedrich-und- 

Elisabeth-Boysen- 

Stiftung 

Dr.-Ing. Olaf Täger 

Friedrich-und Elisabeth-Boysen-Stiftung 

Dissertation 

65

ANZEIGE

PRÄGENDE PROJEKTE 

UND 

STRATEGISCHE KOOPERATIONEN 

67

FOR 278 

DFG FORSCHERGRUPPE FOR 278 (1997 BIS 2003) 

Textile Verstärkungen für Hochleistungsrotoren in komplexen Anwendungen 

Ausgangssituation der Forschergruppe FOR 

278 war eine bis dahin weitgehend getrennte 

Betrachtung von textiltechnischen Prozessen 

und der Fertigung von Faserverbundstrukturen. 

Hieraus entstand die Idee, gemeinsame 

Forschungsarbeiten von Textiltechnik 

und Leichtbau zu initiieren. Zielstellung war 

in diesem Zusammenhang die ganzheitliche 

Untersuchung variabelaxial textilverstärkter 

Verbunde sowie Werkstoffpaarungen für den 

Bereich moderner Hochleistungsrotoren. 

Bereits hier erfolgte eine Betrachtung der gesamten 

Wertschöpfungskette. Diese beginnt 

mit dem Erspinnen von PEEK-Filamenten, der 

Erzeugung von CF-PEEK-Hybridgarnen und 

deren textiltechnischer Weiterverarbeitung 

zu differentialen Preforms. Für die hier erzeugten 

komplexen 3D-Preformgeometrien 

wurden angepasste Werkzeugsysteme unter 

Einsatz kinematischer Spannmechanismen 

entwickelt, mit denen erstmals Hochleistungsrotoren 

mehrfach gekrümmten Strukturelementen 

reproduzierbar gefertigt werden 

konnten. Zur Detektion des Bauteilzustandes 

im Betrieb wurden neuartige Sensorsysteme 

entwickelt, die direkt im Fertigungsprozess robust 

in die Bauteilstruktur integriert werden. 

Das ILK entwickelte für die Konstruktion und 

Auslegung derartiger Rotorstrukturen mit variabelaxialer 

Textilverstärkungen erweiterte 

Modellierungsansätze, die ortsaufgelöst die 

variablen Faserorientierungen berücksichtigen. 

Dies ermöglicht Versagensanalysen 

unter Anwendung phänomenologisch motivierter 

und physikalisch begründeter Festigkeitshypothesen. 

Mit dem umgesetzten Demonstratorbauteil 

,,Textilverstärkter Hochleistungsrotor“ 

und den erzielten Projektergebnissen wurde 

eine wesentliche Grundlage für die weitere 

Entwicklung des Forschungsfeldes „funktionsintegrative 

Leichtbauanwendungen aus 

Hybridgarntextilien“ am Standort Dresden geschaffen. 

Sie mündete in einer Vielzahl grundlagenorientierter 

Forschungsgroßprojekte wie 

dem SFB 639, SFB/Transregio 39 oder dem 

Spitzentechnologiecluster ECEMP der sächsischen 

Exzellenzinitiative. 

Formwerkzeug mit kinematischem, adaptivem 

Spannsystem (links: geöffnet, Mitte: mit Textilpreform 

bestückt) zur textilgerechten Fertigung von Hochleistungsrotoren 

aus CF-PEEK (rechts) 

Hufenbach, W.: 

Der gestrickte Hochleistungsrotor. Forschung 30 (2005) 

3-4, S. 24-25 

68

DFG SCHWERPUNKTPROGRAMM SPP 1123 (2001 BIS 2007) 

Textile Verbundbauweisen und Fertigungstechnologien für Leichtbaustrukturen 

des Maschinen- und Fahrzeugbaus 

Die Ausgangsmotivation für die im SPP1123 

durchgeführten Arbeiten war ein wesentliches 

Defizit damaliger Leichtbaukonstruktionen: In 

vielen technischen Produkten aus Faserverbundwerkstoffen 

wurde – anders als im Vorbild 

der Natur – das Fasergerüst noch nicht an 

den räumlichen Kraftflüssen orientiert. In dem 

durch die DFG geförderten interdisziplinären 

Verbundprojekt wurden daher erstmals ingenieurwissenschaftliche 

Grundlagen zur kraftflussgerechten 

Gestaltung textiler Preforms 

und textilverstärkter Bauteile durchgängig erarbeitet 

und angepasste Fertigungstechnologien, 

Montagetechniken und Werkzeugsysteme 

entwickelt. Insbesondere durch die enge 

Zusammenarbeit innerhalb eines deutschlandweiten 

Forschungsnetzwerkes konnten 

Synergieeffekte erfolgreich genutzt werden. 

Das ILK erarbeitete grundlegende und abgesicherte 

Kenntnisse zum Verformungs- und 

Versagensverhalten hochdynamisch belasteter 

Leichtbaukomponenten mit neuartigen 

Textilverstärkungen. Mit Blick auf die bis dahin 

fehlenden Prüf- und Dimensionierungsrichtlinien 

konnten zudem Versuchs- und Berechnungsingenieuren 

in Industrie und Forschung 

nützliche Hinweise für die zuverlässige hochdynamische 

Werkstoffcharakterisierung sowie 

zur Auslegung crashrelevanter, materialeffizienter 

Leichtbaustrukturen in textiler Verbundbauweise 

gegeben werden. In umfangreichen 

Crash- und Impactversuchen wurden die entwickelten 

Berechnungs- und Auslegungsmethoden 

erfolgreich verifiziert. Die erarbeiteten 

theoretischen und experimentellen Ergebnisse 

sind in kompakter Form in einem Fachbuch 

zusammengefasst worden. 

Aufbauend auf den im SPP 1123 gewonnenen 

Erkenntnissen wurden für Technologiedemonstratoren 

des Maschinen- und Anlagenbaus 

in Zusammenarbeit mit einschlägigen 

Industriepartnern neuartige Lösungsansätze 

zur durchgängigen Entwicklung beanspruchungsgerecht 

textilverstärkter Verbundstrukturen 

in Leichtbauweise aufgezeigt. Die 

Ergebnisse des Schwerpunktprogramms 

bilden inzwischen die Grundlage für ganzheitliche 

Entwicklungsprozesse von Leichtbaustrukturen 

mit textiler Verstärkung in der 

Ingenieurpraxis. 

W. Hufenbach (Hrsg.): 

Textile Verbundbauweisen und Fertigungstechnologien 

für Leichtbaustrukturen des Maschinen- und Fahrzeugbaus. 

Progress Media-Verlag, Dresden, 2007 

69

Ausführliche Gesamtdarstellung der im Rahmen des 

DFG SPP 1123 an den beteiligten Instituten erarbeiteten 

theoretischen und experimentellen Ergebnisse 

Ausführliche Gesamtdarstellung 

der im Rahmen des DFG PAK 258 an den beteiligten 

Instituten erarbeiteten theoretischen und experimentellen 

Ergebnisse 

70

DFG PAKETANTRAG PAK 258 (2008 BIS 2013) 

3D textile reinforced aluminium matrix composites for complex loading 

situations in lightweight automobile and machine parts 

Neben Verbundwerkstoffen mit polymerer 

Matrix bieten auch Metall-Matrix-Verbundwerkstoffe 

ein hohes Leichtbaupotential für 

besondere Anwendungsfälle. Mit diesem Forschungsgebiet 

befasste sich das deutsch-polnische 

Verbundvorhaben PAK 258 mit den 

Partnern Zentralinstitut für Neue Materialien 

und Prozesstechnik ZMP der Universität 

Erlangen-Nürnberg, Fraunhofer-Institut für 

Keramische Technologien und Systeme IKTS, 

Institute of Materials Science and Applied 

Mechanics (IMiMT) der TU Wroclaw, Materials 

Design Devision (ZPM) der TU Warszawa, 

Department of Alloys and Composite Materials 

Technology (ZKiMP) der TU Gliwice, Polish 

Foundry Research Institute (PFRI), Krakow. Ziel 

war die Erarbeitung eines tiefgreifenden werkstoffwissenschaftlichen 

und werkstoffmechanischen 

Verständnisses für 3D textilverstärkte 

Aluminium-Matrix-Verbundwerkstoffe. Insbesondere 

bei Strukturanwendungen mit hohen 

thermomechanischen Belastungen bieten 

Aluminiumverbundwerkstoffe mit dreidimensionaler 

Kohlenstofffaserverstärkung ein großes 

Leichtbaupotential, wenn es gelingt, die 

Faser-Matrix-Kombination unter Verwendung 

geeigneter Faserbeschichtungen und werkstoffgerechter 

Fertigungsprozesse gezielt einzustellen. 

Die intensive Zusammenarbeit in einem 

interdisziplinären Projektteam mit Wissenschaftlern 

aus den Bereichen der Metallurgie, 

Mechanik, Materialwissenschaft und 

Fertigungstechnik sowie des Leichtbaus, 

ermöglichte das komplexe Werkstoffsystem 

aus Kohlenstofffaser, Aluminiumlegierung 

und Faserbeschichtung aufeinander abzustimmen. 

Verschiedene thermodynamische 

Bedingungen bei unterschiedlichen Fertigungsverfahren 

verlangen eine individuelle 

Auswahl sowohl der Aluminiummatrix als 

auch des Faserbeschichtungssystems. Zweckmäßige 

Faserbeschichtungen und zugehörige 

Prozesse wurden erarbeitet und speziell an 

die Verbundkomponenten sowie an die fertigungstechnischen 

Randbedingungen angepasst. 

Eine ausführliche Gesamtdarstellung 

der im Rahmen des Forschungsvorhabens an 

den beteiligten Instituten erarbeiteten theoretischen 

und experimentellen Ergebnisse 

wurde in einem Fachbuch publiziert. Dieses 

Grundlagenprojekt hat den Grundstein für 

eine langfristige, fruchtbare Zusammenarbeit 

zwischen den beteiligten Forschungsinstitutionen 

gelegt. 

M. Gude, A. Boczkowska (Hrsg.): 

3D textile reinforced carbon fiber aluminum matrix composites for lightweight applications. Instytut Odlewnictwa, 2014 

71

DFG SONDERFORSCHUNGSBEREICH SFB 639 (2004 BIS 2015) 

Textilverstärkte Verbundkomponenten für funktionsintegrierende Mischbauweisen 

bei komplexen Leichtbauanwendungen 

Textilverstärkte Verbundwerkstoffe mit thermoplastischer 

Matrix sind für effiziente Hochleistungsanwendungen 

in unterschiedlichen 

Industriezweigen geradezu prädestiniert. 

Neben der deutlichen Massereduktion zeichnen 

sie sich vor allem durch hohe Steifigkeit 

und Festigkeit, gute Dämpfungs- und Crasheigenschaften, 

eine große Vielfalt textiler Verfahren, 

eine wirtschaftliche Fertigung sowie 

ihre Klein- und Großserientauglichkeit aus. 

In dem vom ILK initiierten und geleiteten 

SFB 639 erfolgte die Erarbeitung der wissenschaftlichen 

Grundlagen und Methoden 

zur Entwicklung und Nutzung sogenannter 

Hybridgarn-Textil-Thermoplast-(HGTT)-Verbunde 

für Mischbauweisen mit hoher Funktionsintegration. 

Hierzu wurde durchgängig 

die gesamte Prozesskette „vom Filament bis 

hin zum Bauteil“ in fünf Projektbereichen 

(Textile Prozessgestaltung, Textilgerechte 

Verbindungen, Auslegung hybrider Leichtbaustrukturen, 

Funktionsintegrierende Bauelemente, 

Demonstratoren in Mischbauweise) 

theoretisch durchdrungen und praktisch 

umgesetzt. Die resultierenden Erkenntnisse 

und entwickelten Technologien aus zwölf 

Jahren Forschung flossen in den generischen 

Demonstrator „Funktionsintegrativer Fahrzeugsystemträger“ 

(FiF) ein. Der in der neuartigen 

HGTT-Bauweise aufgebaute Technologiedemonstrator 

ist ein Nutzfahrzeug in 

modernem Design für den urbanen, kommunalen 

oder innerbetrieblichen Transport. Auf 

der Hannover Messe 2016 präsentierten die 

Forscher den Fahrdemonstrator erstmals der 

Weltöffentlichkeit. 

Die TU Dresden und die mit ihr eng verbundenen 

außeruniversitären Forschungseinrichtungen 

haben in der Thematik des SFB weltweit 

zukunftsfähige Alleinstellungsmerkmale 

erworben. Im Wechselspiel mit den historisch 

gewachsenen regionalen textilen Forschungsund 

Industrieaktivitäten diente der SFB als 

Innovationsmotor auf dem Gebiet des textilen 

Leichtbaus, der ein nachhaltiges Wachstum 

für die Region Sachsen insbesondere auf 

dem Gebiet der modernen Fahrzeugentwicklung 

induziert hat. Im SFB 639 und dem darauf 

aufbauenden Transferbereich entstanden 

über 400 wissenschaftliche Publikationen und 

9 Patente. Zudem wurden im Rahmen des 

Integrierten Graduiertenkollegs des SFB unter 

der Leitung von Prof. Volker Ulbricht (IFKM) 

50 Dissertationen und 5 Habilitationen verfasst. 

Partner im SFB 639 

N. Modler, W. Hufenbach (Hrsg.): 

Textile-Reinforced Composite Components in Lightweight 

Applications. Special Issue: SFB 639 of Advanced 

Engineering Materials 18 (3) 2016 

72

VOM FILAMENT ZUM BAUTEIL 

FiF-Demonstratorfahrzeug: Einbeziehung aller Teilprojektergebnisse des SFB 639 

73

DFG SONDERFORSCHUNGSBEREICH/TRANSREGIO TRR 39 – PT-PIESA 

(2006 BIS 2018) 

Großserienfähige Produktionstechnologien für leichtmetall- und faserverbundbasierte 

Komponenten mit integrierten Piezosensoren und -aktoren 

Die Forderung, Bauteile und Strukturen zugleich 

leicht, steif, sicher und zuverlässig auszulegen, 

führt zu einer Vielzahl sich häufig 

widersprechender technischer und wirtschaftlicher 

Forderungen. Diese sind auf konventionelle 

Weise selbst durch aufwändige Konzeption, 

Herstellung und Erprobung komplexer 

Leichtbaukonstruktionen nicht vollständig 

auflösbar. Der Forschungsansatz für den SFB/ 

Transregio 39 PT-PIESA zur Auflösung dieses 

Auslegungskonfliktes zielte auf die effiziente 

Herstellung aktiver Leichtbau-Strukturbauteile. 

Ein Hauptziel war dabei die Zusammenführung 

der bisher getrennten Prozessketten der 

Bauteil- und Piezomodul-Fertigung, sodass 

großserienfähige Fertigungsprozesse für aktive 

Strukturbauteile möglich werden. Im Fokus 

der Forschung standen Leichtbauteile mit 

integrierten Piezokeramiksensoren und -aktoren, 

die beispielweise für sicherheitsrelevante 

Strukturbauteile als Teil eines Strukturüberwachungssystems 

oder zur aktiven Veränderung 

der Bauteilsteifigkeit eingesetzt werden 

können. In den vier am ILK angesiedelten 

Teilprojekten sowie einem angegliederten 

Transferprojekt wurden serienfähige Herstellungstechnologien 

für thermoplastverbundkompatible 

Piezokeramikmodule (TPM) sowie 

Technologien zur Integration von TPM und 

weiteren piezokeramischen Funktionsmodulen 

in faserverstärkte Kunststoffe mit thermound 

duroplastischer Matrix entwickelt. 

Anhand von Demonstratoren konnten die 

entwickelten Technologien erprobt und ein 

Transfer in erste Anwendungen aufgezeigt 

werden. Die entwickelten Methoden und 

Technologien sind inzwischen in vielen Industriebereichen 

aufgegriffen worden und finden 

sukzessive Eingang in innovative Produkte. 

Besonders großes Potential bietet neben der 

Mobilitätsbranche die Medizintechnik, wobei 

Sensor- und Aktorelemente für personalisierte 

Produkte wie Orthesen und Prothesen 

zum Einsatz kommen. 

Großseriengerechte Fertigung von Leichtbaustrukturen 

mit integrierten Piezokeramikmodulen (TPM) 

A. Winkler, N. Modler, W.-G. Drossel, T. Mäder, 

C. Körner (Essay): 

High-Volume Production-Compatible Technologies for 

Light Metal and Fiber Composite-Based Components 

with Integrated Piezoceramic Sensors and Actuators. 

Advanced Engineering Materials, 2018 (20) 12 

74

SÄCHSISCHES FuE-VORHABEN INECO ® (2009 BIS 2013) 

Hochleistungs-Elektrofahrzeuge in Ultra-Leichtbauweise 

Das Elektroauto der Zukunft ist leicht, leistungsfähig 

und bezahlbar. Am ILK konzipierten 

Wissenschaftler gemeinsam mit Experten 

der Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH und 

der ThyssenKrupp AG im Projekt InEco® ein 

sportliches und alltagstaugliches Elektroauto. 

Entworfen für den metrourbanen Raum 

ist das Fahrzeug besonders für Pendler und 

Kurzstreckenfahrer interessant. Ein innovativer 

Materialmix und seriennahe Fertigungskonzepte 

sind nur einige Highlights des Projektes. 

Bei der Gestaltung der Konzepte flossen neben 

Fragen zum Design und den verwendeten 

Materialien von Beginn an auch innovative 

Ideen zum Fahrzeugpackage, zur Insassensicherheit 

und zur Antriebstechnologie ein. 

Dabei spielten innovative Werkstoffkombinationen 

wie CFK-Stahl-Hybridverbunde und die 

Umsetzung von neuartigen Integralbauweisen 

für einen kosteneffizienten Systemleichtbau 

eine große Rolle. 

Konsequenter Leichtbau auf Basis einer integralen 

Mischbauweise führte zu Masseeinsparungen 

in allen Bereichen des Exterieurs und 

Interieurs, sodass die Fahrzeugleermasse nur 

900 kg beträgt. Durch das intelligente Package 

des Vorderwagens und der Bodengruppe sind 

Insassen und Hochvolt-Batterie im Crashfall sicher 

geschützt. Die hohe Funktionsintegration 

ermöglicht es, das Fahrzeug-Chassis aus nur 

63 Einzelkomponenten aufzubauen (ca. 70 % 

Teileersparnis zum konventionellen Karosseriebau). 

Aus dem holistischen Forschungsansatz 

entstand dabei eine leichtbaugerechte 

und crashkompatible Gestaltung des Gesamtfahrzeugsystems 

in innovativer CFK-Stahl-Hybridbauweise, 

die das InEco®-Projekt einzigartig 

macht. 

InEco ® -Projektfahrzeug in integraler Mischbauweise 

75

DFG GRADUIERTENKOLLEG GRK 2430 (SEIT 2018) 

Interaktive Faser-Elastomer-Verbunde 

Der innovative Ansatz des DFG-Graduiertenkollegs 

2430 besteht darin, die heute nicht 

verfügbare Werkstoffklasse der interaktiven 

Faser-Elastomer-Verbunde mit strukturintegrierter 

Aktorik und Sensorik zu schaffen 

und wissenschaftlich zu durchdringen. Die 

Entwicklung von interaktiven Faser-Elastomer- 

Verbunden erlaubt beispielsweise die geometrischen 

Verformungsfreiheitsgrade von 

mechanischen Bauteilen reversibel und berührungslos 

einzustellen und so sehr schnell 

und präzise auf variable Anforderungen der 

Umwelt zu reagieren. 

Im Rahmen des Graduiertenkollegs forscht 

das ILK zum Thema „Methodische Entwicklung 

aktiver Multi-Matrix-Verbund-(MMV-)Komponenten“. 

Hierbei ist das Ziel die methodische 

Entwicklung und Realisierung von mehrgliedrigen 

MMV-Strukturen mit maßgeschneiderten 

Verformungsmustern und kinematischen 

Algorithmen zur Realisierung zeitlich und 

örtlich gestaffelter Topologien ohne Starrkörpermechanismen. 

So sollen hochintegrative 

Systeme aus einer neuartigen Werkstoffklasse 

entwickelt werden, die aus Faserverbundwerkstoffen 

mit teilweise elastomerer Matrix 

und darin integrierten Aktoren und Sensoren 

bestehen. Im Vergleich zu konventionellen 

Bauweisen, bei denen die Sensoren und 

Aktoren nach der Bauteilherstellung nachträglich 

appliziert werden müssen, ermöglicht 

die werkstoffliche Integration sehr komplexe 

Strukturen sowie Systeme mit erhöhter 

Robustheit. 

Für die Generierung derartiger Komponenten 

unter Berücksichtigung der lokalen Struktur-Eigenschafts-Beziehungen 

sind Softwaretools 

und Schnittstellen für eine integrierte 

Entwicklungsumgebung zu erarbeiten, in 

der die Strukturanalyse auch auf Grundlage 

der Multiskalensimulation durchführbar ist. 

Ausgehend hiervon sollen neuartige, morphologisch 

komplexe und hierarchisch strukturierte 

MMV-basierte Systeme und Bauweisen 

entwickelt werden. 

Das Graduiertenkolleg (Sprecher: Prof. 

Chokri Cherif, ITM der TU Dresden) startete 

am 01.11.2018. In diesem strukturierten 

Programm werden vor allem Doktorandinnen 

und Doktoranden in insgesamt 11 interdisziplinären 

Teilprojekten gefördert. 

Faserverbundstruktur mit elastomerer Matrix und 

komplexen Verformungsmustern 

Quelle: Institut für Textilmaschinen und textile Hochleistungswerkstofftechnik 

der TU Dresden 

76

SPITZENTECHNOLOGIECLUSTER DER SÄCHSISCHEN LANDESEXZEL- 

LENZINITIATIVE: EUROPEAN CENTRE FOR EMERGING MATERIALS 

AND PROCESSES DRESDEN – ECEMP (2009 BIS 2014) 

Vom Atom zum komplexen Bauteil 

Dresden ist ein weit über seine Grenzen hinaus 

bekannter Standort für Materialforschung und 

nimmt auch international eine Spitzenstellung 

ein. Um diese Führung auszubauen, wurde im 

Jahr 2007 das „ECEMP - European Centre for 

Emerging Materials and Processes Dresden“ gegründet, 

das wenig später bei der Sächsischen 

Exzellenzinitiative erfolgreich war und in der Folge 

als Spitzentechnologiecluster von 2009 bis 

2014 vom Freistaat Sachsen gefördert wurde. 

Das Cluster ECEMP fokussierte seine Arbeit 

auf die Entwicklung innovativer Mehrkomponentenwerkstoffe 

und ressourcenschonender 

Fertigungstechnologien in den Zukunftsfeldern 

funktionsintegrativer Leichtbau sowie Energieund 

Umwelttechnik. Die Werkstoffe und die 

daraus resultierenden Hochtechnologiebauteile 

erarbeiteten die Forscher in 14 Teilprojekten 

skalenübergreifend und verknüpften dabei 

umfassende Kompetenzen aus den Ingenieurund 

den Naturwissenschaften zu metallischen, 

nichtmetallisch-organischen sowie nichtmetallisch-anorganischen 

Werkstoffen. Mit der 

Gründung der ECEMP International Graduate 

School ermöglichte das Exzellenzcluster auch 

Nachwuchswissenschaftlern, die Potentiale zu 

nutzen und eine Dissertation auf hohem wissenschaftlichem 

Niveau anzufertigen. 

Das ECEMP war mit fast 40 beteiligten Professuren 

aus 22 Instituten der TU Dresden, der HTW 

Dresden und der TU Bergakademie Freiberg sowie 

vier Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft, 

drei der Leibniz-Gemeinschaft und einem der 

Max-Planck-Gesellschaft eine herausragende 

Plattform für die interdisziplinäre Materialfor- 

schung, deren Netzwerke noch heute nachwirken. 

In der fünfjährigen Projektlaufzeit entstanden 

245 Publikationen und 22 Patente. 

Zudem wurden im Rahmen der Internationalen 

Graduiertenschule des ECEMP unter Leitung 

von Prof. Gude und mit Anbindung an die Graduiertenakademie 

der TU Dresden 64 Dissertationen 

verfasst. Gleichzeitig konnten über 200 

zusätzliche Projekte realisiert und mehr als 45 

Mio. € an zusätzlichen Drittmitteln eingeworben 

werden. Das synergetische Zusammenwirken 

der Dresdner Materialwissenschaftler im Cluster 

ECEMP spiegelt sich auch heute noch in der 

Forschungsallianz DRESDEN-concept wider. 

CT-Untersuchung von neuartigen Lötverbindungen auf 

Basis von Reaktiv-Multischicht-Systemen 

M. Gude, W. Hufenbach (Hrsg.): 

Multicomponent Materials – Potentials for Hightech Applications. 

Advanced Engineering Materials - Special Issue, 

Volume 16, No. 10, ISSN 1438-1656, 2014 

W. Hufenbach (Hrsg.): 

Ressourcenschonende Werkstoffe - Technologien - 

Prozesse: Internationales Kolloquium des Spitzentechnologieclusters 

ECEMP 2013; Tagungsband, Technische 

Universität Dresden, 2013 

77

DFG SONDERFORSCHUNGSBEREICH/TRANSREGIO TRR 285 

(SEIT 2019) 

Methodenentwicklung zur mechanischen Fügbarkeit in wandlungsfähigen 

Prozessketten 

Die beanspruchungsgerechte Kombination 

verschiedener Werkstoffe in einer Konstruktion 

bietet ein besonders hohes Leichtbaupotenzial. 

Die Fügbarkeit derartiger Multi-Material-Strukturen 

ist häufig der Schlüssel für 

effiziente und wirtschaftliche Produktionsprozesse. 

Die wachsende Anzahl an Werkstoff-Geometrie-Kombinationen 

erfordert 

neben einer abgesicherten Prognose der 

Fügbarkeit insbesondere eine Wandlungsfähigkeit 

der mechanischen Fügeverfahren. 

Der SFB/Transregio 285 (Sprecher Prof. 

Gerson Meschut, LWF der Universität Paderborn) 

an den Standorten Paderborn, Erlangen 

und Dresden erforscht am Beispiel mechanischer 

Fügeverbindungen wissenschaftliche 

Methoden zur Wandlungsfähigkeit im 

Wirkungskreis der drei Bereiche Werkstoff 

(Fügeeignung), Konstruktion (Fügesicherheit) 

und Fertigung (Fügemöglichkeit). Die 

Durchdringung der komplexen Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge 

beim mechanischen 

Fügen von Aluminium, Stahl und Faser-Kunststoff-Verbunden 

(FKV) ist dabei die Voraussetzung 

für eine ganzheitliche Prognose der 

Fügbarkeit einer Verbindung von den Werkstoffeigenschaften 

der Fügeteile über die 

Fügeprozesse bis hin zu dem eingestellten 

Eigenschaftsprofil. 

Für das ILK stehen die beim warmumformtechnischen 

Fügen thermoplastischer FKV 

auftretenden sukzessiven lokalen Veränderungen 

der Werkstoffstruktur im Mittelpunkt 

der Untersuchungen. Im Hinblick 

auf eine prognosesichere Fügbarkeit sowie 

eine verbesserte Ausnutzung des Lastübertragungspotentials 

wird eine durchgängige 

skalenübergreifende Simulationskette von 

der Auslegung, über den Fügeprozess bis hin 

zur strukturmechanischen Bewertung von 

FKV-Metall-Verbindungen aufgebaut. Darüber 

hinaus erforscht das ILK gemeinsam mit der 

Professur für Formgebende Fertigungsverfahren 

(Prof. Alexander Brosius) der TU Dresden 

zwei komplementäre experimentelle Verfahren 

zur zerstörungsfreien in situ Analyse von 

Fügeverbindungen. Insbesondere sollen der 

Fügeprozess selbst sowie dem Fügeprozess 

nachgelagerte anwendungstypische Belastungen 

analysiert werden können. 

Skalenübergreifende Betrachtungsweise zur Prozesssimulation 

78

RESEARCH CENTER CARBON FIBERS SAXONY (RCCF) 

(SEIT 2016) 

Hochwertige Kohlenstofffasern bilden die 

Grundlage für viele innovative Anwendungen 

im modernen Leichtbau. Im Research Center 

Carbon Fibers Saxony (RCCF) erforschen 

daher Wissenschaftler des ILK und des Instituts 

für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik 

(ITM) der TU Dresden 

neuartige Kohlenstofffasern einschließlich 

durchgängiger Entwicklungsketten vom Faserrohstoff 

bis zum fertigen Bauteil. Die Wissenschaftler 

untersuchen fossile und nachwachsende 

Rohstoffe als Ausgangsprodukte und 

entwickeln maßgeschneiderte Kohlenstofffasern 

für neue Funktionswerkstoffe. 

Hierzu ergründen sie die Wechselwirkungen 

zwischen Prozessparametern und der Faserstruktur 

sowie mechanischen, thermischen 

und elektrischen Eigenschaften bei der Herstellung 

von Kohlenstofffasern, um die Fähigkeiten 

des Hightech-Werkstoffes weiter zu 

steigern. Zusätzlich nehmen die Forscher die 

Entwicklung multifunktionaler Fasern mit neuartigen 

Eigenschaftsprofilen wie hohe Leitfähigkeit 

bei hoher Festigkeit oder definierter 

Prösitäten sowie die Nutzung erneuerbarer 

Ausgangsstoffe in den Fokus ihrer Arbeiten. 

Auf der im Carbonfaser-Technikum des RCCF 

installierten, einzigartigen Anlage werden unter 

Reinraum-Bedingungen die Grundlagen 

für diese Kohlenstofffasern erforscht. Dabei 

greifen die Forscher auf einzelne Anlagenmodule 

zur Stabilisierung und Carbonisierung 

mit industrienahem Ofendesign und individuell 

einstellbaren Parameterkombinationen 

zurück. Durch den außerordentlichen Reinheitsgrad 

einerseits lassen sich Kohlenstofffasern 

für die hohen Anforderungen der Luft-/ 

Raumfahrt- und der Automobilindustrie und 

andererseits durch alternative Ausgangsstoffe 

kostengünstige Kohlenstofffasern etwa für die 

Bauindustrie maßschneidern. 

Durch die Kooperation im RCCF konnte 2017 

die Nachwuchsforschergruppe „e-Carbon“ ins 

Leben gerufen werden. Sie beschäftigt sich 

mit maßgeschneiderten und multifunktionalen 

Kohlenstofffasern für die Speicherung hoher 

Energiedichten. 

Mitarbeiter der Nachwuchsforschergruppe „e-Carbon“ 

79

ROLLS-ROYCE UNIVERSITY TECHNOLOGY CENTRE DRESDEN 

(SEIT 2006) 

Leichtbaustrukturen und -materialien und Robust Design 

Der Triebwerkshersteller Rolls-Royce bündelt 

seine Forschungsaktivitäten an ausgesuchten 

Universitäten weltweit in so genannten University 

Technology Centres – kurz UTCs. Jedes 

UTC steht für Spitzenforschung in ausgewählten 

ingenieurwissenschaftlichen Bereichen. 

Das an der TU Dresden eingerichtete UTC 

„Lightweight Structures and Materials and Robust 

Design“ wirkt als Impulsgeber im Bereich 

Systemleichtbau, Multi-Material-Design und 

Robust Design und verfolgt das Ziel, grundlegende 

Ergebnisse aus der universitären 

Forschung in die industrielle Praxis bei Rolls- 

Royce zu transferieren. 

Am Dresdner UTC sind das ILK mit seinen 

drei Professuren und der Seniorprofessur 

sowie die Professur für Turbomaschinen und 

Flugantriebe (Prof. Mailach), die Professur 

für Thermische Energiemaschinen und -anlagen 

(Prof. Gampe), die Professur für Werkstofftechnik 

(Prof. Leyens) und die Professur 

für Maschinenelemente (Prof. Schlecht) eingebunden. 

Zudem kooperieren Rolls-Royce 

und das UTC Dresden u. a. auch eng mit der 

Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH (LZS), 

einer Tochter der TU Dresden AG, als strategischer 

Partner, um im Rahmen von Zulassungsprozessen 

neuartige technologische 

Die in Zusammenarbeit von ILK und LZS entwickelte Faserverbund-Radialwelle wurde mit dem Rolls-Royce Innovationspreis 

„Engineering Innovation Award“ ausgezeichnet. 

80

Methoden, Werkstoffe und Bauteilkomponenten 

zu qualifizieren. Diese Zusammenarbeit 

ermöglicht die effiziente Realisierung der 

komplexen Entwicklungsprozesse vom Labormaßstab 

(Technology Readiness Level TRL 1) 

bis hin zum fliegenden oder fahrenden Bauteil 

(TRL 6). Über die gemeinsamen Forschungsund 

Entwicklungsarbeiten hinaus kooperieren 

das UTC Dresden und Rolls-Royce bei 

der unmittelbaren und schnellen Lösung von 

in-service-Problemen sowie bei der Aus- und 

Weiterbildung sowohl von Studierenden als 

auch von Praxisingenieuren*innen und Wissenschaftlern*innen. 

Im Jahr 2012 erfolgte zudem die Einrichtung 

der „Composite University Technology Partnership 

(UTP) – ein von Rolls-Royce initiierter 

Zusammenschluss zwischen dem Advanced 

Composites Centre for Innovation and Science 

(ACCIS) der Universität Bristol und dem 

Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik 

(ILK) der TU Dresden. 2016 folgte Prof. Gude 

auf Prof. Hufenbach als Direktor des UTC 

Dresden. 

UTC Anstreif- und Dichtungsprüfstand 


81

DRESDEN CENTER FOR FATIGUE AND RELIABILITY (DCFR) 

(SEIT 2018) 

Im modernen Leichtbau werden die werkstofflichen 

Schranken zur Gewichtsreduktion 

durch Funktionsintegration durchbrochen 

und die bauteilbezogene Betrachtungsweise 

durch den systemischen Blick ersetzt. Dies 

führt zu hochintegrierten Komponenten, die 

Struktur, Antrieb, Elektronik und Sensorik 

kombinieren. Diese intensive räumliche Integration 

von Elektronik und Strukturbauteil führt 

dabei zu neuen Beanspruchungen und ingenieurtechnischen 

Herausforderungen, denen 

nur mit einer interdisziplinären Herangehensweise 

begegnet werden kann. 

Gemeinsam mit dem Institut für Festkörpermechanik 

(IFKM, Prof. Kästner) der TU Dresden 

und dem Fraunhofer-Institut für Keramische 

Technologien und Systeme (IKTS, Prof 

Michaelis, Dr. Röllig) wurde daher das Dresden 

Center for Fatigue and Reliability (DCFR) 

initiiert. Darin werden fachliche Kompetenz, 

Prüftechnik und Recheninfrastruktur zur Erforschung 

und Entwicklung zuverlässiger 

Bauteile und Systeme in Zusammenarbeit 

mit assoziierten Unternehmen gebündelt. 

Die neuartige Verknüpfung der Forschungsgebiete: 

Werkstoffwissenschaft, Leichtbau, 

Prüftechnik, Betriebsfestigkeit sowie elektronische 

Systeme bietet völlig neue Chancen 

zur Strukturüberwachung und -bewertung 

hochintegrierter mechanisch-elektronischer 

Systeme. Diese bisher voneinander getrennten 

Wissensgebiete werden im DCFR anhand 

konkreter Forschungsfragen in gemeinsam 

bearbeiteten Forschungs- und Entwicklungsvorhaben 

zusammengeführt. Das DCFR wird 

damit zu einem wichtigen Inkubator für die 

Realisierung von Forschungs- und Transferprojekten 

sowie zur Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit 

insbesondere kleiner und mittelständischer 

Unternehmen der Region. 

Struktur des Dresden Center for Fatigue and Reliability (DCFR): 

wissenschaftliche Partner und assoziierte Unternehmen 

82

SÄCHSISCHE ALLIANZ FÜR MATERIAL- UND RESSOURCEN- 

EFFIZIENTE TECHNOLOGIEN – AMARETO (SEIT 2017) 

In der sächsischen Allianz für materialund 

ressourceneffiziente Technologien (AMARE- 

TO) werden aus den drei sächsischen Spitzentechnologieclustern 

ECEMP, ADDE und 

eniProd heraus die Kompetenzen der Technischen 

Universitäten in Freiberg, Dresden 

und Chemnitz sowie des Fraunhofer-Instituts 

für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik 

(IWU) gebündelt, um effiziente und flexible 

Innovationen für Werkstoffe, Bauteile und 

Produktionsprozesse zu entwickeln. Basierend 

auf der Kernkompetenz jedes AMARE- 

TO-Standortes ist der Arbeitskomplex Smart 

Material am Standort Freiberg, der Arbeitskomplex 

Smart Design am Standort Dresden 

und der Arbeitskomplex Smart Production 

am Standort Chemnitz verankert. Ziel ist es, 

durch die Zusammenarbeit der beteiligten 

Standorte die anwendungsnahe Forschung in 

Sachsen weiter voranzutreiben und durch die 

Einbindung von insbesondere sächsischen 

Unternehmen in die Forschungsarbeiten einen 

Know-how-Transfer in die Wirtschaft zu 

induzieren, um deren Wettbewerbsfähigkeit 

langfristig zu stärken. 

Im Arbeitskomplex Smart Design werden unter 

Leitung des ILK Entwicklungsprozesse für 

Hochleistungsbauteile erarbeitet, in denen 

die drei Aufgaben Konstruktion, Dimensionierung 

und Fertigung parallel und interaktiv 

bearbeitet werden. Dafür werden gezielt die 

Möglichkeiten moderner Simulationsmethoden 

zur Prozess- und Bauteilanalyse genutzt 

und bereits frühzeitig im Entwicklungsprozess 

durch gekoppelte Simulationsmodelle 

miteinander verknüpft. Auf diese Weise kann 

den komplexen Zusammenhängen zwischen 

der im Fertigungsprozess entstehenden Material- 

und Bauteilstruktur und den erzielten 

Komponenteneigenschaften Rechnung getragen 

werden. Dies soll für moderne Leichtbaustrukturen 

in Hybridbauweise ein vertieftes 

Verständnis der bestehenden Interaktionen 

schaffen und in der Folge die schnelle und 

robuste Entwicklung derartiger Bauteile sowie 

zugehöriger Prozessketten ermöglichen. 

Vernetzung der standortspezifischen Kompetenzen im 

Projekt AMARETO 

M. Putz, P. Klimant, M. Gude, D. Weck, D. Rafaja, 

C. Wüstefeld (Hrsg.): 

Vom Werkstoff zum ressourcenschonenden Produkt. 

Tagungsband zum 1. AMARETO-Kolloquium 2018, 

31.05.2018, Chemnitz 

83

BMBF FORSCHUNGSPLATTFORM FOREL (SEIT 2013) 

FOREL – Forschungs- und Technologiezentrum für ressourceneffiziente 

Leichtbaustrukturen der Elektromobilität 

Das Forschungs- und Technologiezentrum FO- 

REL wurde 2013 auf Initiative der Nationalen 

Plattform Elektromobilität (NPE) eingerichtet. 

Es ist eine offene und unabhängige Plattform 

zur Entwicklung von Hightech-Leichtbausystemlösungen 

in Multi-Material-Design für die 

Mobilität der Zukunft und stützt sich auf ein 

branchenübergreifendes Netzwerk aus Industrie 

und Forschung mit derzeit mehr als 100 

Mitgliedern. 

Durch die enge Zusammenarbeit führender 

universitärer Forschungsstandorte mit innovationsstarken 

Unternehmen sind in einer 

Vielzahl von Projekten Antworten auf drängende 

Fragen hinsichtlich des Einsatzes nachhaltiger 

Leichtbautechnologien und -systeme für 

die Mobilität der Zukunft gefunden worden. 

Die zentrale Aufgabe der vom ILK initiierten 

und gemeinsam mit der TU Dortmund, der TU 

Bergakademie Freiberg, der TU München und 

der Universität Paderborn koordinierten Plattform 

FOREL ist es, die Forschungsanstrengungen 

systematisch voranzutreiben, indem 

Trends analysiert und Handlungsempfehlungen 

abgeleitet werden. In zwei FOREL-Studien 

2015 und 2018 wurde herausgestellt, dass es 

insbesondere in der Mobilität nicht das eine 

Material der Zukunft geben wird, sondern 

dass gerade die anwendungsangepasste 

Kombination von Werkstoffen in automatisierten, 

flexiblen Fertigungsprozessen ein großes 

Potential bietet. 

Um dieses Potential weiter auszuschöpfen, 

werden in den technologischen Schwerpunkten 

Prozessketten zusammengeführt, deren 

Digitalisierung vorangetrieben und ein langfristiger 

Technologietransfer intensiviert. In 

bislang acht Technologieprojekten und vier 

assoziierten Projekten werden Schwerpunktthemen, 

wie etwa generative Fertigung und 

werkstoffgerechte Fügetechnik sowie Chancen 

des Leichtbaus für Mobilitätsanwendungen 

der Zukunft erfolgreich adressiert. Auch 

die Berücksichtigung des Recyclings im Produktentstehungsprozess 

wurde in dem zum 

BMBF-Leuchtturmprojekt ernannten und für 

den Rohstoffeffizienzpreis nominierten Vorhaben 

ReLei umgesetzt. Zudem wurde die 

3D-Hybrid-Technologie aufbauend auf langjährigen 

Grundlagenentwicklungen des ILK 

im Rahmen des FOREL-Technologieprojekts 

Q-Pro für die Serienanwendung befähigt. 

Mitarbeitende am ILK bei der Begutachtung eines 

Demonstrators aus dem FOREL-Technologieprojekt 

ReLei 

84

PARTNER IM FOREL-NETZWERK 

M. Gude, H. Lieberwirth, G. Meschut, M.F. Zäh et al.: FOREL-Studie, Chancen und Herausforderungen im 

Ressourceneffizienten Leichtbau für die Elektromobilität. Plattform FOREL, 2015 

M. Gude, H. Lieberwirth, G. Meschut, M.F. Zäh, E. Tekkaya et al.: FOREL-Studie 2018 – Ressourceneffizienter 

Leichtbau für die Mobilität: Wandel - Prognose - Transfer. Plattform FOREL, 2018 

85

LEICHTBAU-ALLIANZ SACHSEN E.V. 

(SEIT 2017) 

Mit 27 im Bereich der Leichtbauforschung tätigen 

Einrichtungen weist der Freistaat Sachsen 

eine der weltweit höchsten Konzentrationen 

an wissenschaftlichen Kompetenzträgern im 

Bereich des Leichtbaus auf. Gleichzeitig bildet 

der Leichtbau eine der wichtigsten Schlüsseltechnologien 

für die Branchen des Fahrzeug-, 

Flugzeug-, Maschinen- und Anlagenbaus, die 

die sächsische Wirtschaftslandschaft prägen. 

2017 erfolgte daher auf Initiative des ILK und 

mit Unterstützung des Sächsischen Staatsministeriums 

für Wissenschaft und Kunst die 

Gründung der Leichtbau-Allianz Sachsen e.V. 

als übergreifende Plattform der Leichtbauforschung 

in Sachsen. Unter der Leitung von 

Prof. Rudolf Kawalla forcieren die drei Hochschulstandorte 

Chemnitz, Dresden und Freiberg 

die Stärkung der Kooperation zwischen 

den in Sachsen ansässigen und im Bereich 

der Leichtbautechnologien forschenden Kompetenzträgern. 

Durch die Bündelung und das 

gemeinsame Auftreten soll die Sichtbarkeit 

Sachsens als international bedeutendes Zentrum 

der Leichtbauforschung erhöht werden. 

Zu den weiteren Zielen gehören die Erschließung 

bestehender Synergien in Bezug auf die 

gemeinsame Nutzung kostenintensiver Forschungsinfrastruktur 

sowie die Koordinierung 

strategischer Initiativen. Zudem stehen die 

Stärkung des Wissens- und Technologietransfers 

in die sächsische Wirtschaft und die Erhöhung 

der Wahrnehmung leichtbaurelevanter 

Themen und Entwicklungen im öffentlichen 

Bewusstsein und in der Politik im Fokus des 

Vereins. Die Leichtbau-Allianz Sachsen versteht 

sich als Partner der sächsischen Wirtschaft 

und arbeitet eng mit Unternehmen 

der relevanten Branchen sowie bestehenden 

Transferverbünden und Netzwerken im Bereich 

des Leichtbaus zusammen. Ein weiterer 

Schwerpunkt der Leichtbau-Allianz Sachsen 

besteht in der gemeinsamen Nachwuchsförderung 

durch Angebote im Bereich Bildung 

und Berufsorientierung sowie einer Zusammenarbeit 

bei der Betreuung und Qualifizierung 

von Promovierenden und Studierenden. 

v.l.: Prof. Jäger , Dr. Tröltzsch , Staatsministerin Dr. Stange und Prof. Kawalla 

86 

Foto: © Detlev Müller


87

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TECHNOLOGIETRANSFER UND 

AUSGRÜNDUNGEN 

89

Der zügige Transfer von Forschungsergebnissen 

in die Praxis und die Entfaltung ihres 

Innovationspotentials in wettbewerbsfähige 

Produkte sind der entscheidende Gradmesser 

für den Erfolg anwendungsorientierter 

Forschung. Insbesondere in Sachsen wird daher 

dem Auf- und Ausbau von anwendungsorientierten 

Forschungseinrichtungen ein 

besonderer Stellenwert eingeräumt. Auch die 

sächsischen Hochschulen stehen in der Verantwortung, 

neben der akademischen Ausbildung 

und der Grundlagenforschung, die 

1996 

1999 

anwendungsorientierte Entwicklung in Kooperation 

mit regionalen Unternehmen proaktiv 

voranzutreiben. Die TU Dresden nimmt 

hierbei eine Vorreiterrolle ein, was sich insbesondere 

an der Zahl der jährlich eingereichten 

Patente sowie der Höhe der eingeworbenen 

Drittmittel im Bereich der geförderten anwendungsorientierten 

Forschung und der Industrieprojekte 

widerspiegelt. 

Hochtechnologie-Innovationen können nur 

aus soliden Grundlagen erwachsen. Das Institut 

für Leichtbau und Kunststofftechnik - als 

eines der drittmittelstärksten Carbon Institute Components der GmbH TU 

Dresden - setzt daher ganz bewusst auf einen 

ausgewogenen Drittel-Mix zwischen Grundlagenforschung, 

anwendungsorientierter Entwicklung 

und bilateraler Industrieforschung. 

2000 

2003 

2012 

Damit sichert das ILK schon heute und auch 

in Zukunft seine Vorreiterposition für den 

modernen Funktionsintegrativen System- 

2013 

1999 2003 

2013 

1996 2000 2012 

Ausgründungen des ILK 

Carbon Components GmbH 

90 

1999 2003 

2013

2014 

leichtbau in Multi-Material-Design. Dass diese 

Anstrengungen sich auch äußerst positiv und 

nachhaltig in der Region niederschlagen, zeigt 

eine Erhebung des Sächsischen Staatsministeriums 

für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr. 

Hierin werden mehr als 60.000 Arbeitsplätze 

in Sachsen aufgezeigt, die unmittelbar von 

neuen Forschungsergebnissen im Leichtbau 

2015 

2016 

profitieren können. Das sind mehr als 10 % 

aller Arbeitsplätze im produzierenden Gewerbe. 

Sachsen ist also schon heute ein „Leichtbauland“. 

2017 

Besonders stolz sind wir in diesem Zusammenhang 

auf die Ansiedlungen nationaler 

und internationaler Unternehmen im Großraum 

Dresden, die unmittelbar durch unsere 

Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, Transferaktivitäten 

und Netzwerke motiviert wurden. 

Damit zeigt sich eindrucksvoll die Strahlkraft 

des Dresdner Leichtbaus auch über die 

Grenzen Sachsens und Deutschlands hinaus. 

Damit die industrielle Verwertung in Zukunft 

noch schneller in regionales Wachstum mündet, 

hat der Vorstand des ILK bereits 2016 

2018 

die strategische Zielstellung „Ein Start-Up pro 

Jahr“ ausgegeben. Anhand ausgewählter Beispiele 

geben wir im Folgenden einen kleinen 

Einblick in die Bandbreite der mehr als 16 

ILK-Ausgründungen. 

2015 2017 

2014 2016 2018 

2015 2017 

91

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LEICHTBAU-ZENTRUM SACHSEN GMBH 

2003 wurde die Leichtbau-Zentrum Sachsen 

GmbH (LZS) im Verbund mit der TU Dresden 

Aktiengesellschaft (TUDAG) gegründet. Heute 

gehört sie zu den führenden Entwicklungspartnern 

auf dem Gebiet des „Funktionsintegrativen 

Systemleichtbaus in Multi-Material-Design“ 

in Deutschland. Die LZS GmbH bündelt 

hierfür die nach Breite und Tiefe einzigartigen 

Kompetenzen im Großraum Dresden. Dabei 

wird ein werkstoffund technologieunabhängiger 

Lösungsansatz zugrunde gelegt, der 

durchgängig die gesamte Entwicklungskette 

umfasst. 

Das interdisziplinäre Entwicklungsteam aus 

Ingenieuren und Technikern vereint exzellente 

Kompetenzen in den Bereichen Luftfahrt, 

Automobil- und Fahrzeugbau, Schienenfahrzeugtechnik 

sowie Maschinen- und Anlagenbau. 

Der Dienstleistungsumfang reicht von 

der Machbarkeitsanalyse über Konstruktion, 

Materialcharakterisierung, Struktur- und Prozesssimulation, 

Prototypenherstellung und 

Fertigung bis hin zum Test des finalen Bauteils 

oder ganzer Baugruppen. Die Produktentwicklung 

wird durch ein zertifiziertes Qualitätsmanagement 

begleitet. Außerdem ist die 

LZS GmbH als Prüflabor nach DIN EN ISO 

17025 akkreditiert. 

Als Spin-off ist die LZS GmbH nicht zuletzt 

über die TUDAG eng mit dem ILK verbunden. 

Durch die enge Zusammenarbeit wird 

sichergestellt, dass die angebotenen Dienstleistungen 

zum Vorteil der Kunden und im 

Sinne erfolgreicher Projekte nicht nur wie üblich 

dem neuesten Stand der Forschung und 

Technik entsprechen, sondern, dem eigenen 

Anspruch folgend, darüber hinaus gehen. 

Neue technologische Errungenschaften aus 

der anwendungsorientierten Grundlagenforschung 

werden aufgegriffen und gemeinsam 

mit den Kunden in nachhaltige, zukunftsreife 

und marktfähige Produkte überführt. 

93

WP SYSTEMS GMBH 

Der Service und die Wartung von Windenergieanlagen 

ist eine große Herausforderung 

für Mensch und Technik. Die WP Systems 

GmbH mit Sitz in Ruhland entwickelt hierzu innovative 

Lösungen zur Befahrung, Reparatur 

und Demontage von Windkraftanlagen, die 

die Arbeit an der Windkraftanlage wesentlich 

sicherer und gleichzeitig leichter machen. 

Im Produktportfolio finden sich etwa bahnbrechende 

on- und offshore-Befahrsysteme 

für größte Anlagen, die die Planungssicherheit 

bei der Wartung und so auch den Umsatz der 

Serviceunternehmen erhöhen. Ein neuartiges 

Dichtungskonzept und die temperierbare 

Kammer des Befahrsystems ermöglichen Serviceeinsätze 

auch bei Regen, Kälte oder Hitze. 

Zudem lässt die integrierte Beleuchtung eine 

Verlängerung der Wartungstage zu und gestattet 

die Arbeit im Schichtsystem. Mit den 

Innovationen der WP Systems können defekte 

Faserverbund-Rotorblätter damit zu jeder Jahreszeit 

repariert werden. 

94

SCABA GMBH 

Die SCABA GmbH entwickelt und produziert 

individualisierte Batteriesysteme auf Basis 

von Li-Ion-Rundzellen sowie zugehörige Fertigungsanlagen. 

Ausgehend vom ersten Forschungsprojekt 

im Jahr 2012 mit dem Institut 

für Leichtbau- und Kunststofftechnik der TU 

Dresden wurden bis heute zahlreiche Entwicklungsprojekte 

mit namhaften Industriepartnern 

in Serienprodukte überführt. 

Der neue SCABA-Ansatz setzt hierfür auf den 

Einsatz von vorkonfektionierten hybriden 

Kunststoff/Metallblech-Zellverbindern, die 

eine „Lego“-ähnliche Montage der Batteriespeicher 

gestatten. Hiermit können beliebige 

Reihen- und Parallelschaltungen durch entsprechende 

Blechzuschnitte sicher und zuverlässig 

realisiert werden und der effiziente 

Aufbau geometrisch komplexer Batterien 

mit unterschiedlicher Spannung und Kapazität 

erfolgen. Hierdurch ergibt sich eine Vielzahl 

von Vorteilen gegenüber herkömmlichen 

Methoden der Zellmontage. Wesentlich ist, 

dass durch den SCABA-Ansatz beliebig große 

Zellstapel gebildet werden können, ohne 

Rücksicht auf Zugänglichkeit für die sonst 

notwendigen Verbindungstechniken nehmen 

zu müssen. So kann der sonst übliche Schritt 

der Modulbildung übersprungen und aus den 

Zellen direkt ein sog. Stack gebildet werden. 

Dies bietet erhebliche Kosten- und Gewichtsvorteile. 


95

LEICHTBAU-SYSTEMTECHNOLOGIEN KORROPOL GMBH 

Die Leichtbau-Systemtechnologien KORRO- 

POL (LSK) ist eine international ausgewiesene 

Hightech-Manufaktur für innovative Leichtbauanwendungen 

im Maschinen- und Anlagenbau, 

der Luft- und Raumfahrt sowie der 

Energietechnik. Mit mehr als 50 Jahren Erfahrung 

in Faserverbund ist sie eines der traditionsreichsten 

Unternehmen der GFK- und 

CFK-Verarbeitung in Deutschland. Derzeit 

werden am Standort Dresden-Schönfeld vorrangig 

Prototypen, Einzelstücke und Kleinserien 

sowie die hierfür notwendigen GFK-Formwerkzeuge 

auf ca. 2.000 m² Produktionsfläche 

gefertigt. Seid Ihrer Gründung gibt es einen 

engen Austausch mit dem Institut für Leichtbau 

und Kunststofftechnik, der durch die 

Umfirmierung 2012 noch einmal intensiviert 

wurde. Verlässlich hohe Qualität und umfassendes 

technologisches Knowhow sind die 

Attribute, die die Kunden bereits seit vielen 

Jahren mit der LSK verbinden. Wesentlicher 

Erfolgsfaktor hierfür ist die intensive und persönliche 

Kundenberatung bei der gemeinsamen 

Entwicklung innovativer Lösungsansätze 

insbesondere im Bereich der Kleinserienfertigung 

für industrielle Anwendungen. Wesentliche 

Kompetenzen der LSK sind hierbei der 

Entwurf, die Konstruktion und die Realisierung 

von Leichtbaustrukturen in „composite-intensiver 

Mischbauweise“. Dies umfasst auch alle 

hierfür notwendigen Hilfsmittel wie Modelle, 

Werkzeuge und Montage-Vorrichtungen. 

Die LSK verfügt über die notwendigen Erfahrungen 

in beinahe allen Composite-Herstellungsverfahren 

als auch über die - für eine 

schnelle Umsetzung zwingend notwendigen 

– geschlossenen Technologieketten. So bildet 

die LSK für Ihre Kunden oft das entscheidende 

Schlüsselelement beim Transfer einer guten 

Idee in ein innovatives Produkt. 

96 


HERONE GMBH 

Die herone GmbH entwickelt und produziert 

als Ausgründung aus dem Institut für Leichtbau 

und Kunststofftechnik thermoplastische 

Faserverbund-Profile für Hochleistungs-Anwendungen. 

Bei der herone-Technologie handelt 

es sich um eine aus zwei Kernprozessschritten 

bestehende Plattformtechnologie. 

Vollständig mit dem thermoplastischem Matrixmaterial 

imprägnierte Verstärkungsfasern, 

sogenannte Tapes, werden in einem ersten 

Schritt textiltechnisch zu formangepassten- 

Preforms verarbeitet. In einem zweiten Schritt 

werden diese zu Faserverbund-Bauteilen gepresst. 

Im Gegensatz zu heutigen Faserverbund-Profilen 

sind herone-Profile umformbar und 

schweißbar. Diese Kombination aus den besonderen 

Materialeigenschaften von Thermoplasten 

und der spezifischen herone-Technologie 

ermöglicht es, Bauteile für B2B-Kunden 

maßzuschneidern und einen kundenindividuellen 

Mehrwert zu generieren. 

herone integriert zusätzliche Funktionen im 

Bauteil und ermöglicht so die zeit- und kosteneffiziente 

Herstellung in einer skalierbaren 

Serienproduktion. Besonderheit dabei ist die 

Fokussierung auf Hochleistungswerkstoffe 

wie CF-PEEK. Anwendungen sind profilförmige 

Bauteile wie etwa Streben, Antriebswellen 

und Rohrleitungen. Die Bauteile können somit 

branchenübergreifend eingesetzt werden. 

Derzeit werden die Luft- und Raumfahrt sowie 

Sportindustrie als Absatzmärkte fokussiert. 

97

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ILK ALS SPRUNGBRETT 

99

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Ausstellungen 

zum 

25. Jubiläum 

des IlK 

>>> 1 

12.9.–9.11.2019 

Ausstellungsraum bautzner69, Dresden 

>>> 2 

13.9.2019–24.1.2020 

Altana Galerie im Görges-Bau der TU Dresden 

>>> 3 

13.11.–29.11.2019 

Hochschule für Bildende Künste Dresden 

Künstler*Innen: 

> Bettina Allamoda 

> Alicja Kwade 

> Johannes Makolies 

> Adrian Sauer 

> Birgit Schuh 

> Su-Ran Sichling 

> Bignia Wehrli 

2 

Altana Galerie 

3 

bautzner69 

HfBK 

LEICHTER ALS LUFT 

Ein Ausstellungs- und Kooperationsprojekt >>> der Kustodie der TU Dresden 

>>> mit dem Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden 

und >>> dem Ausstellungsraum bautzner69 sowie >>> der Hochschule 

für Bildende Künste Dresden 

1 

ILK 

Leitmotiv nach der Arbeit „Strich“ (2009) 

von Su-Ran Sichling, (Detail) 

Gefördert durch: 

bautzner69 

Ausstellungsraum 

hesperus print * 

Verlag & Editionen 

gefördert durch 

das Amt für Kultur und 

Denkmalschutz

ILK ALS SPRUNGBRETT 

Als Hochschulinstitut steht am ILK insbesondere 

die Ausbildung des wissenschaftlichen 

Nachwuchses im Fokus. Dabei entwickeln sich 

Studierende zu Absolventen und Absolventinnen 

der Studienrichtung Leichtbau, diese 

zu Nachwuchswissenschaftlern und Nachwuchswissenschaftlerinnen 

im Fachgebiet 

Leichtbau und Kunststofftechnik und diese 

wiederum hin zu promovierten Experten und 

Expertinnen. Das ILK kann auf ein großes 

Alumni-Netzwerk mit über 750 Absolventen 

und Absolventinnen zurückblicken, die durch 

das ILK geprägt wurden und gleichzeitig das 

ILK geprägt haben. Das Institut ist stolz, den 

Grundstein für erfolgreiche Karrierewege und 

persönliche Werdegänge in Wissenschaft und 

Wirtschaft gelegt zu haben und freut sich, 

auch weiterhin die Zukunft ambitionierter Ingenieure 

und Ingenieurinnen mitgestalten zu 

können. Stellvertretend für die große Alumni-Anzahl 

werden im Folgenden in fünf Gastbeiträgen 

ausgewählte Karrierewege und persönliche 

Erfahrungen dargestellt. 

Fotos: © Andreas Scheunert 

101

GASTBEITRAG VON DR.-ING. MANUELA ANDRICH 

Dr.-Ing. Manuela Andrich 

25 Jahre ILK – herzlichen Glückwunsch! Ich habe das Gefühl, ich würde 

einer sehr, sehr lieben langjährigen Freundin gratulieren. Mit den besten 

und wohlwollendsten Wünschen für die nächsten Jahre und mach 

weiter so! 

Diese Verbundenheit kommt nicht von ungefähr. Über 15 Jahre hatte 

ich am ILK meine Heimat als Wissenschaftlerin. Dabei war es – wie so 

vieles im Leben – ein Zufall, dass wir uns fanden. Studiert habe ich an 

der TU Dresden Maschinenbau mit der Vertiefungsrichtung Luft- und 

Raumfahrttechnik. Leichtbau als eigene Vertiefungsrichtung gab es 

damals noch nicht – hätte mich wahrscheinlich auch nicht primär interessiert, 

denn ich brannte für die Luftfahrt. Um schon mal vorzugreifen, 

daran hat sich auch nichts verändert. Aber in Ermangelung eines geeigneten 

Diplomthemas (und Studenten sind da zu Recht flexibel), bin ich 

trotzdem über das ILK kurzerhand bei AUDI gelandet und habe mich 

mit einer Leichtbau-Auspuffanlage aus Titan beschäftigt. Das schien 

gerade so akzeptabel, da Titan ja ein anerkanntes Luftfahrtmaterial ist. 

Damit war jedoch auch eine neue Tür für mich geöffnet. Ich erkannte 

den Leichtbau als Philosophie für prinzipiell alle Ingenieurbereiche, sah 

das Spezialisierungspotential und die weitreichenden Entwicklungschancen. 

Mit dieser Überzeugung war ich glücklich, 2001 mein Forscherinnendasein 

am ILK zu beginnen und zwar in einem Projekt mit 

dem Hersteller von Flugtriebwerken Rolls-Royce: die Entwicklung von 

Verdichterschaufeln aus Composite-Materialien. Heute noch fühle ich 

die grenzenlose Begeisterung über die unzähligen Herausforderungen 

und spannenden Fragestellungen, die mit diesem komplexen Thema 

verbunden sind. Verschiedenste Sonderwerkstoffe wie faserverstärkte 

Leichtmetalle, keramische Werkstoffe und Hochleistungskunststoffe 

wurden hierfür umfangreich getestet, spezielle Berechnungsmethoden 

und Bewertungskriterien entwickelt, hochkomplexe Rotationsprüfstände 

konzipiert und aufgebaut, Fertigungskonzepte erarbeitet 

und viele andere Details akribisch untersucht. Unzählige studentische 

Arbeiten und wissenschaftliche Doktorarbeiten basieren allein auf 

den Ergebnissen dieser über Jahre dauernden themenspezifischen 

Forschungsaktivitäten – meine zählt übrigens auch dazu. In 2013 hielt 

ich stolz meine Doktorurkunde in den Händen für die „Analyse des 

Schädigungs- und Versagensverhaltens dickwandiger textilverstärkter 

Kunststoffverbunde bei Druckbelastung in Dickenrichtung“. Und wenn 

ich daran zurückdenke, dann erfüllt mich große Dankbarkeit, da das 

102

ILK und seine Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen meine Arbeiten immer 

bestmöglich unterstützt und gefördert haben. 

In diesem Zusammenhang möchte ich gerne darauf verweisen, dass 

die fachlichen Themen natürlich ausführlich und tiefgründig betrachtet 

wurden, aber die Fragestellungen immer auch über den Tellerrand der 

Forschung hinausgingen. Wie erfolgt der Wissenstransfer in die Lehre 

und in die industriellen Anwendungen? Welche Produkte können von 

den Erkenntnissen profitieren? Wie wird ein anwenderfreundlicher 

Zugang zu Auslegungsmethoden möglich? Die vom ILK gelebte Philosophie 

des Leichtbauprinzips hat sich bewährt und ist für mich zum 

Sprungbrett für die weitere berufliche Entwicklung geworden. 

Mit einem reichen Füllhorn voll technischem Know-how und Neugier 

machte ich mich 2016 auf in eine neue Welt – die der Industrie. Natürlich 

musste es Luftfahrt UND Leichtbau sein. Beides fand ich bei den 

Elbe Flugzeugwerken in Dresden. Als Technologie-Managerin kann ich 

heute dort vieles von dem, was ich während meiner Zeit als Wissenschaftlerin 

am ILK gelernt habe, anwenden. Dabei stehe ich weiterhin 

in freundschaftlichem und unterstützendem Kontakt mit den Kollegen 

und Kolleginnen am ILK und freue mich, hiermit meine Wertschätzung 

geben zu können. Alles Gute und weiterhin viel Erfolg! 

103

GASTBEITRAG VON DIPL.-ING. RAIMUND GROTHAUS 

Dipl.-Ing. 

Raimund Grothaus 

Der in der Schule des griechischen Philosophen Heraklit entwickelte 

Sinnspruch panta rhei – alles fließt – ist gerade heute hoch aktuell. 

Stete Änderungen und Neuerungen im täglichen Leben des Einzelnen 

entstammen auch aus dem dynamischen Wandel in einer zunehmend 

globalisierten Welt! Dieser Wandel stellt auch eine ständige Herausforderung 

an die Schaffens- und Erneuerungs-Kraft von Individuen 

aber auch Einrichtungen und Unternehmen. Seit nunmehr 25 Jahren 

hat sich das ILK diesen ständig ändernden Anforderungen der Gesellschaft, 

Wirtschaft und Wissenschaft erfolgreich gestellt. Sehr gerne 

berichte ich daher skizzenhaft über die ersten 5 Jahre des ILK (1994 

– 1999) und meinen persönlichen Wechsel von der Wissenschaft in die 

Industrie als Start-Up Unternehmer: 

Anfängliche Herausforderungen am ILK bestanden u. a. in der Zusammenführung 

unterschiedlicher Sichtweisen von Mitarbeitern aus alten 

und neuen Bundesländern; mit der Institutsgründung konzentrierten 

sich die Schwerpunkte auf das strukturelle Wachstum mit dem Fokus 

auf der Akquisition von Forschungsprojekten sowie dem Aufbau der 

Studienrichtung Leichtbau. Pragmatisches Management – vorgelebt 

durch den Institutsgründer Herrn Prof. Hufenbach – sowie eine außerordentliche 

wissenschaftliche und organisatorische Freiheit zur Bewältigung 

unterschiedlicher Herausforderungen haben meine Tätigkeit als 

wissenschaftlicher Mitarbeiter in den Jahren von 1994 bis 1999 nachhaltig 

geprägt. 

Beispielhaft ist die Durchführung einer speziellen Bauteilprüfung für 

die eine 7-Tage-Woche mit einem 24h-Betrieb zu konzipieren war. 

Erfahrungen dazu lagen jedoch damals am ILK in keiner Art und Weise 

vor. Neben der erforderlichen 24h-Überwachung durch Prüfpersonal 

unterlag das Stromnetz im Stadtteil einer besonderen Belastung, 

da im zyklischen Dauerbetrieb kurzzeitig stets extreme Stromspitzen 

induktiv in den Stromkreis des örtlichen Energieversorgers einspeiste. 

Überlagert wurde dies mit einer gerade nachts starken akustischen 

Beeinträchtigung der unmittelbaren Umgebung. Jede erfolgreich abgeschlossene 

Nacht im Versuchsbetrieb ohne Beschwerden seitens der 

Nachbarn, der Polizei, anderer Universitätsinstitute oder des Energieversorgers 

löste eine gewisse Erleichterung aus. Diese sehr erfolgreich 

und pragmatisch durchgeführte Prüfung steht exemplarisch für den 

Anfang einer bis heute sehr fruchtbaren und langjährigen Beziehung 

mit diesem Industriepartner. 

104

Exzellente Kooperationen aus Wissenschaft und Industrie hatten auch 

im Jahr 1999 zur Konzeption der EAST-4D und meinem Wunsch zur 

ersten sächsischen Unternehmensausgründung aus dem ILK geführt. 

Das Kunstwort EAST-4D steht hierbei für die Unternehmensstrategie 

„European Advancement by Saxon Technologies“. Die 4. Dimension verdeutlicht 

als Synonym die gezielte Nutzung der Anisotropie der Faserverbunde. 

Gemäß dieser Grundidee werden vom Team der EAST-4D 

mit heute etwa 55 Mitarbeitern für den europäischen Markt innovative 

Produkte aus Faserverbundkunststoffen von der ersten Idee bis zur 

seriellen Produktion mit Luftfahrt-zertifizierten Prozessen angeboten. 

Mehrere tausend EAST-4D Bauteile „Made in Saxony“ fliegen bereits 

heute in renommierten Luftfahrtprogrammen von Airbus, Boeing, 

Bombardier, Gulfstream oder AgustaWestland. 

Das am ILK erlernte pragmatische Management, allgegenwärtige 

Kundenorientierung, Kooperationen mit Hochschule und Wirtschaft 

sowie ständige Anpassungen an die Neuerungen der globalisierten 

Welt stellen ganz im Sinne von Heraklit die Basis für bisher Erreichtes 

aber natürlich gerade auch für die Zukunft dar. Das stete Erfordernis 

zur dynamischen Anpassung an aktuelle Anforderungen ist damit ein 

gemeinsames Element für vergangene, heutige und zukünftige Erfolge 

in Wissenschaft und Industrie. 

105

GASTBEITRAG VON DR.-ING. HABIL. DIPL.-PHYS. OLAF TÄGER 

Dr.-Ing. habil. Dipl.-Phys. 

Olaf Täger 

An das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden bin 

ich im Jahr 1996 nach meinem Abschluss als Physiker von der TU Clausthal 

gewechselt. Mein Ziel war es, in der Fakultät Maschinenwesen zu 

promovieren. Dazu habe ich zunächst an der TU Dresden ein zusätzliches 

„Promotionsstudium“ absolviert, um die Voraussetzungen für 

eine Promotion zu erreichen. Parallel arbeitete ich, unterstützt durch 

ein Landesinnovationsstipendium Sachsen, bereits am ILK. In diesen 

zwei Jahren befand sich das Institut gerade in der Phase des Neuaufbaus 

unter Herrn Prof. Hufenbach. Diese Zeit war durch einen enormen 

„Gründergeist“, viele unkonventionelle Lösungen und einen sehr 

guten Zusammenhalt von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie Institutsführung 

gekennzeichnet. Die Freiheit, sein eigenes Forschungsgebiet 

gestalten und gleichzeitig an der rasanten Weiterentwicklung des 

Instituts mitwirken zu können, haben mich fasziniert und sehr geprägt. 

Daher habe ich auch sehr gern ab 1998 als wissenschaftlicher Mitarbeiter 

am Institut gearbeitet und mit viel persönlichem Einsatz sowie 

großer Unterstützung aller Institutsangehörigen das Forschungsgebiet 

der „Leichtbau-Vibroakustik“ aufgebaut. Dabei hat mir neben der Ausrichtung 

auf die wissenschaftliche Grundlagenforschung, wie etwa im 

Rahmen des damals neu etablierten Sonderforschungsbereichs 639, 

auch die immer sehr intensive Zusammenarbeit mit der Industrie viel 

geholfen. Im Jahr 2003 habe ich dann in Kooperation mit der Audi AG 

auf diesem Forschungsgebiet promoviert. 

In der Zeit von 2003 bis 2007 leitete ich am ILK das Forschungsgebiet 

„Vibroakustik und Leichtbau“. Speziell zahlreiche Industrieprojekte im 

Bereich der Automobilindustrie boten die Möglichkeit, gerade auf dem 

Gebiet des funktionsintegrativen Leichtbaus mit aktiven Werkstoffen 

vielfältige Kontakte zu knüpfen und auszubauen. 

Dieses Netzwerk hat ganz wesentlich dazu beigetragen, dass ich im Jahr 

2007 in die Volkswagen Konzernforschung als Leiter für Sonderwerkstoffe 

gewechselt habe. Im Jahr 2010 übernahm ich die Leitung der 

Kunststoffforschung im Forschungsfeld Werkstoffe und Fertigungsverfahren 

der Volkswagen Konzernforschung, wobei ein Schwerpunkt auf 

der Weiterentwicklung automobiler und großserienfähiger Fertigungsverfahren 

für Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteile lag. Hierbei habe ich 

gern auf die sehr gute apparative Ausstattung des ILK zurückgegriffen 

und konnte auch weiterhin erfolgreich mit dem ILK zusammenarbeiten. 

Darüber hinaus hat die fundierte und umfassende Leichtbau-Aus- 

106

ildung am ILK dazu beigetragen, dass ich mehrere sehr gute Absolventinnen 

und Absolventen als neue Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter 

für Volkswagen gewinnen konnte, die auch heute noch im gesamten 

VW Konzern aktiv am Leichtbau arbeiten. 

Insgesamt hat mich meine Zeit am ILK der TU Dresden sehr geprägt 

und mir viele schöne „Forscherjahre“ beschert. Speziell der bis heute 

andauernde intensive Kontakt zu den Promovenden des ILK eröffnete 

mir die Möglichkeit, im Jahr 2017 meine Habilitation auf dem Gebiet 

des Leichtbaus erfolgreich abzuschließen. Auch in meiner neuen Funktion 

als Leiter Kofferraum und Bodenauskleidungen in der Technischen 

Entwicklung der Marke VW PKW halte ich über Gastvorlesungen gern 

Kontakt zum ILK. Ich wünsche dem gesamten Team des ILK auch weiterhin 

viel Erfolg und freue mich auf eine weiterhin sehr gute Zusammenarbeit. 

107

GASTBEITRAG VON DR.-ING. JENS WERNER 

Dr.-Ing. Jens Werner 

Nach meinem Studium am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik 

der TU Dresden arbeitete ich hier seit 2004 als wissenschaftlicher 

Mitarbeiter. Während dieser Zeit verfolgte ich meine Promotion zum 

„Umformverhalten teilkonsolidierter Duromere“, wobei ich diese 2011 

mit dem Prädikat „summa cum laude“ abschließen konnte. Seit 2012 

habe ich die Position als Geschäftsführer der thyssenkrupp Carbon 

Components GmbH inne. 

Während meiner 8-jährigen Tätigkeit am ILK betreute ich verschiedene 

Projekte aus den Bereichen Automobilbau, Luftfahrt und Industrieanlagenbau, 

wobei hier die gesamte Durchgängigkeit des Institutsansatzes 

„Leichtbau aus einer Hand“ zur Anwendung kam. Innerhalb der Projekte 

konnten die Erkenntnisse aus der ILK-Grundlagenforschung und 

erster anwendungsorientierter Forschungsergebnisse mit den Bedürfnissen 

und Erwartungen der Industriekunden in optimaler Weise verknüpft 

und damit zu neuen Innovationen ausgebaut werden. Im Sinne 

der Nachwuchsförderung wurde ich 2009 mit der Projektleitung des 

Großforschungsprojektes „ALIEN/InEco“ zur Entwicklung eines Elektrofahrzeugdemonstrators 

in carbon-intensiver Mischbauweise betraut, 

welche in einem erfolgreichen Projektabschluss auf der IAA 2013 mündete. 

Einen wichtigen Pfeiler für die Vorreiterrolle des ILK im funktionsintegrativen 

Systemleichtbau in Multi-Material-Design bildete schon immer 

die äußerst umfangreiche, anwendungsorientierte Ausstattung des Institutes. 

In besonderer Weise sei hier die Radialflechtmaschine hervorzuheben, 

welche durch ihre unikalen Eigenschaften bereits mehrere 

Sprunginnovationen möglich gemacht hat. Sprunginnovationen entstehen 

dabei nicht ausschließlich durch das Vorhandensein neuartiger 

Maschinentechnik, sondern vielmehr erst durch die Kombination mit 

einer Arbeitsumgebung, welche freigeistiges Forschen und Entwickeln 

und eine durch Teamgeist geprägte Unternehmenskultur verbindet. 

Dies und die Förderung, selbstständiges wissenschaftliches Arbeiten in 

unternehmerisches Handeln zu transformieren, sind Selbstverständnis 

am ILK und führten dazu, dass ich mich mit meinem Team einer bis 

dahin vollkommen unbekannten Herstellung von Rädern aus geflochtenen 

Carbonfasern zuwendete. 

108

Auf Basis des hervorragenden Instituts-Netzwerkes und mit intensiver 

Unterstützung des ILK-Vorstandes um Prof. Hufenbach, konnte 2012 

die thyssenkrupp AG als Partner zur Gründung eines Joint-Ventures 

zur Industrialisierung und Vermarktung dieser Idee gewonnen werden. 

Seitdem entstand in Kesselsdorf bei Dresden das weltweit erste Unternehmen 

zur Serienproduktion von Carbon-Rädern – die thyssenkrupp 

carbon components GmbH (tkcc). Die tkcc beschäftigt mittlerweile ca. 

100 Mitarbeiter und produziert Carbon-Räder für global diversifizierte 

Automobilhersteller wie etwa Porsche und BMW nach dem höchsten 

Automobil-Qualitätsstandard IATF-16949. Für die Entwicklung und kontinuierliche 

Absicherung der eingeführten Produkte und Prozesse entstand 

eine enge Zusammenarbeit mit dem ILK, in der auf Basis eines 

Kooperationsvertrages eine langfristige win-win Situation für Wissenschaft 

und Industrie erzielt werden konnte. 

Die Entstehung der tkcc ist damit ein hervorragendes Beispiel, wie 

heutiger Innovationsgeist zunehmend auf Inkubatoren im universitären 

Umfeld zurückzuführen ist: Ohne die einzigartigen Möglichkeiten 

der freien Entfaltung opportuner Ideen und der Sicherung des gewonnen 

Know-hows innerhalb des universitären Eco-Systems am ILK hätte 

unsere Idee wohl nicht oder nicht in dieser Geschwindigkeit ihren Weg 

in eine industrielle Sprunginnovation gefunden. 

109

GASTBEITRAG VON DPHIL DIPL.-ING. JENS WIEGAND 

DPhil Dipl.-Ing. 

Jens Wiegand 

Ich begann am ILK mein Hauptstudium in der Vertiefungsrichtung 

Leichtbau im Jahre 2000. Die Vertiefungsrichtung Leichtbau wurde erst 

ein Jahr vorher gestartet und ich konnte somit dem rasanten Wachstum 

des damals noch recht jungen Instituts beiwohnen. Von Beginn 

an engagierte ich mich als Hilfswissenschaftler am ILK und konnte 

somit praktisches Fachwissen zusätzlich zum Studium erwerben. Sehr 

prägend war für mich die direkte Einbindung von Studenten in aktive 

Forschungsprojekte im Rahmen von Grundlagen- und angewandter 

Forschung. Dies ermöglichte uns als Studenten, das gelehrte Wissen 

direkt anzuwenden und brachte uns auch direkt in den Kontakt mit 

neusten wissenschaftlichen Erkenntnissen. Der Lehrplan überzeugte 

durch eine einzigartige Mischung von theoretischem Grundwissen in 

Mechanik, Faserverbundfertigungstechnik und Materialwissenschaft. 

Es war diese Kombination, die ein umfassendes Verständnis von Faserverbundwerkstoffen 

formte. Mein beruflicher Werdegang basiert bis 

heute auf diesem soliden Fundament. 

Die intensive Zusammenarbeit mit Industriepartnern am ILK ermöglichte 

mir ein halbjährliches Praktikum an der Universität Oxford im 

Rahmen eines Industrieprojektes mit dem britischen Flugzeugtriebwerkshersteller 

Rolls-Royce. Dieser Studentenaustausch gab mir einen 

ersten Einblick in die Welt der hochdynamischen Werkstoffbelastung 

und der dazu verwendeten numerischen Berechnungsmethoden. 

Nach Abschluss meines Studiums kehrte ich dann für meine Promotion 

zurück an die Universität Oxford. Mein Forschungsfokus lag auf der Verwendung 

von neuartigen Versagensmodellen in Impactanwendungen. 

Mit besonderem Stolz blicke ich auf die effiziente Implementierung der 

Puckschen Versagenstheorie in Finite Elemente Simulationen zurück. 

Der Ansatz basierte auf dem physikalisch basierten Versagensansatz, 

welcher am ILK bereits für mehrere Jahre wissenschaftlich intensiv verfolgt 

wurde. 

Während meiner Jahre in Oxford betreute ich das Dresden-Oxford Studentenaustauschprogram, 

welches vielen ILK- Studentinnen und -Studenten 

die Möglichkeit gab, ein Praktikum an der Universität Oxford 

zu absolvieren. Ich möchte mich an dieser Stelle, auch im Namen aller 

Praktikanten, ausdrücklich beim ILK und auch bei Rolls-Royce plc für 

diese außergewöhnliche Erfahrung bedanken! Der Kontakt über das 

Austauschprogram erlaubte es mir, auch weiterhin mit den Kollegen 

am ILK wissenschaftlich zusammenzuarbeiten. 

110

Nach dem Abschluss meiner Promotion nahm ich eine leitende Position 

im Aufbau des Impact Engineering Laboratory an der Universität 

Oxford ein. Der Bezug neuer Forschungslabore erlaubte uns eine signifikante 

Erweiterung der experimentellen Möglichkeiten, und das daraus 

entstandene Labor ist heute eine international angesehene Forschungseinrichtung 

für hochdynamisches Materialverhalten. 

Persönliche Gründe führten mich letztendlich ans andere Ende des 

europäischen Kontinentes, nach Zypern. Nach einer dreijährigen Tätigkeit 

als Projektleiter für wissenschaftliche Anwendungen auf Hochleistungsrechnern 

im östlichen Mittelmeerraum und Arabien, kehrte 

ich 2015 zu meinen Wurzeln im Leichtbau zurück und gründete mein 

Ingenieurbüro COMPACT Composite Impact Engineering. In diesem 

Rahmen bin ich weiterhin im Bereich Materialmodelle für Faserverbunde 

in hochdynamischen Anwendungsfeldern tätig. Insbesondere 

der Wissenstransfer in die Industrie ist ein Schwerpunkt meiner heutigen 

Tätigkeit. 

Bis heute bin ich dem ILK über professionelle und persönliche Kontakte 

eng verbunden. Das Studium am ILK hat meinen beruflichen 

Werdegang sehr stark geprägt. Die solide Lehre und das exzellente 

Forschungs- und Industrienetzwerk ermöglichten mir die aufregenden 

Stationen meiner bisherigen Laufbahn. Dafür bin ich dem ILK sehr 

dankbar. 

Mit viel Freude habe ich die Entwicklung des ILK über die letzten 19 

Jahre verfolgt und wünsche den Kollegen am ILK auch weiterhin viel 

Erfolg! 

111

112 


ZUKÜNFTIGE 

HERAUSFORDERUNGEN 

113

ANZEIGE 

Der juniorIng. e.V. ist ein gemeinnütziger Verein, der sich der Förderung von 

naturwissenschaftlicher und technischer Bildung von Kindern und Jugendlichen 

verschrieben hat. 

Um bei den Nachwuchskräften von morgen frühzeitig das Interesse für 

MINT-Themen zu wecken, organisieren wir altersgerechte Informationsveranstaltungen 

zu diversen Themen, wie zum Beispiel „Leichtbau“, „Bionik“ oder 

„Innovative Werkstoffe“. Für kindgerechte Experimente entwickeln wir interaktives 

Anschauungsmaterial und Demoboxen. Wir unterstützen pädagogisches 

Personal in Kindertagesstätten und Schulen bei naturwissenschaftlichen und 

technischen Fragestellungen und arbeiten eng mit Trägern wissenschaftlicher 

und kultureller Angebote zusammen. 

Ingenieur- und naturwissenschaftliche Juniorenbildung Sachsen e.V. 

juniorIng. Sachsen e.V. 

c/o ILK der TU Dresden 

Holbeinstraße 3 

01307 Dresden 

www.junioring.de 

info@junioring.de

Langfristig wird sich Nachhaltigkeit mit ihren 

drei Dimensionen – ökonomisch, ökologisch, 

sozial – aufgrund globaler Herausforderungen 

wie Klimawandel und Zunahme der Weltbevölkerung 

als gesellschaftliches Leitbild und 

zentraler Wettbewerbsfaktor für innovative 

Produkte durchsetzen. Gleichzeitig ändern 

sich in vielen Lebensbereichen die Einsatzszenarien 

von Produkten. Leichtbau zielt dabei 

darauf ab, den Ressourceneinsatz mit Bezug 

auf den Nutzwert zu reduzieren, er gilt damit 

als „Musterbeispiel“ für nachhaltiges Handeln. 

Die Ursprünge des Leichtbaus liegen im 

Menschheitstraum vom Fliegen begründet, 

und so sind Überlegungen von Leonardo da 

Vinci aus der Renaissance erste beeindruckende 

Zeugnisse von Leichtbaukonstruktionen 

für Fluggeräte. Diese Konstruktionen 

finden sich wieder in den ersten gleitfähigen 

Fluggeräten Ende des 19. Jahrhunderts und 

gehen über in eine rasante Weiterentwicklung 

von Leichtbaulösungen im Luftfahrtbereich in 

der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. 

Die Systematisierung der Herangehensweisen 

bei der Konstruktion von Leichtbaulösungen 

und der Erarbeitung alternativer 

Leichtbauweisen beginnt in den 50er Jahren 

des 20. Jahrhunderts, geprägt von der Dresdner 

Leichtbauschule. So wurden von Prof. 

Brunholf Baade erste Vorschläge für Leichtbauprinzipien 

erarbeitet, die später von Prof. 

Hans-Günther Haldenwanger zu den heute 

anerkannten fünf Leichtbauprinzipien zusammengefasst 

wurden: 

• Stoffleichtbau 

• Gestaltleichtbau 

• Verbundleichtbau 

• Konzeptleichtbau 

• Bedingungsleichtbau. 

Eine neue Qualität erreichte der Leichtbau 

mit dem zunehmenden Einsatz von Mischbauweisen. 

Dabei wird auch die Funktionalität 

der Leichtbaukomponenten durch Integration 

bekannter und zusätzlicher Funktionen 

erhöht. Dieser funktionsintegrative Leichtbau 

erfordert einen durchgängigen systemischen 

Entwicklungsansatz, wie er seit Gründung des 

ILK erarbeitet und über die Jahre sukzessiv in 

Forschung und Lehre ausgebaut wurde. Ausdruck 

hierfür ist das von Prof. Werner Hufenbach 

geschaffene und seit 1995 propagierte 

Dresdner Modell eines „Funktionsintegrativen 


(Abbildung 1). In der Leitidee des Dresdner 

Modells werden – neben der reinen Massereduzierung 

– insbesondere Aspekte von der 

optimalen Materialeinstellung, -ausnutzung 

und -verteilung über angepasste Fertigungsund 

Montageprozesse bis hin zum Energieverbrauch 

während des Produktlebenszyklus 

sowie zum Recycling einbezogen. Denn erst 

durch diese gesamtheitliche Betrachtung können 

maximale Einsparungen von Rohstoffen, 

Energie und Kosten erzielt werden. 

115

Abbildung 1: 

Leitidee des Dresdner Modells „Funktionsintegrativer Systemleichtbau in Multi-Material-Design“ 

Durch seinen werkstoffund branchenübergreifenden 

Grundansatz wurde und wird das 

Dresdner Modell in vielfältigen Forschungsund 

Entwicklungsprojekten als Richtschnur 

verwendet, dem das Credo „der richtige 

Werkstoff an der richtigen Stelle zum richtigen 

Preis bei richtiger Ökologie“ zugrunde 

liegt. Es fokussiert auf neuartige Materialien, 

praxisgerechte, effiziente Auslegungs- und 

Konstruktionsverfahren sowie innovative 

Mischbauweisen in Kombination mit hybriden 

Fertigungstechnologien. Somit wird eine deutliche 

Steigerung der Einsatzchancen ermöglicht 

und ein erheblicher Mehrwert erreicht. 

Dies erfordert nicht zuletzt eine enge Verzahnung 

der Werkstoffmodellierung mit der 

Bauteil- und der Prozesssimulation bis hin zur 

übergreifenden Systemsimulation. 

Die Entwicklung neuartiger Leichtbaustrukturen 

und -systeme ist nur dann erfolgreich, 

wenn der konstruktive Entwicklungsprozess 

von Beginn an auf einer interdisziplinären 

Bündelung werkstofflicher, konstruktiv-technologischer 

und simulativer Kompetenzen 

basiert. Hierbei werden die Interaktionen 

und gegenseitigen Abhängigkeiten werkstofflicher, 

konstruktiver und technologischer Teillösungen 

im Kontext mit den wirtschaftlichen, 

ökologischen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen 

berücksichtigt und gezielt für 

einen effizienten Entwicklungsprozess ausgenutzt 

(Abbildung 2). 

116

Anwendungsbereich der Gestaltungsund 

Dimensionierungshinweise für 

hybride Maschinenelemente 

Interaktion 

Bauteil Tragfunktion Tragwerkskonzepte Tragwerksmodelle Vorentwürfe Detailentwürfe 

Werkstoff Werkstoffgruppen Verstärkungsrichtungen Halbzeuge Matrizes 

Prozess Verfahrensgruppen Werkzeugentwürfe Ablaufpläne 

Fügetechnik Baugruppengliederung Fügeprinzipien Fügezonenentwurf 

Klärung der Aufgabenstellung 

Konzipieren 

Entwerfen 

Ausarbeiten 

Abbildung 2: 

Interaktive Vorgehensweise bei Entwicklung von Leichtbaustrukturen in Faserverbund-Metall-Mischbauweise 

[In Anlehnung an W. Hufenbach et al. in: Pahl/Beitz, Konstruktionslehre] 

Mit Bezug auf diese Herausforderungen haben 

sich am ILK folgende Forschungsfelder 

herausgebildet, die in ihrer Verzahnung einzigartig 

sind: 

• Verlässliche Materialmodelle 

• Methoden zur effizienten Entwicklung und 

Auslegung 

• Leichtbauweisen zur Steigerung der 

Ressourceneffizienz 

• Funktionsintegrativer Systemleichtbau 

• Werkzeug- und Fertigungstechnologien. 

Ein Aspekt der sich durchgängig in allen diesen 

Bereichen findet, ist die Digitalisierung. 

Die Methoden der Datenanalyse und des 

Maschinellen Lernens eröffnen neue Möglichkeiten 

für die effiziente und vernetzte Entwicklung 

und Optimierung innovativer Leichtbauprodukte. 

Mit diesen Forschungsfeldern ist das ILK gerüstet 

für die zukünftigen globalen Herausforderungen 

im Hinblick auf Klimawandel und 

Ressourcenverbrauch. Denn bei einer massiv 

zunehmenden Weltbevölkerung wird es notwendig 

sein, zunehmend Produkte zu schaffen, 

die im Sinne eines Neutralleichtbaus auch 

langfristig keinen Fußabdruck hinterlassen. 

117

VERLÄSSLICHE MATERIALMODELLE ZUR BERECHNUNG 

KOMPLEX BELASTETER LEICHTBAUSTRUKTUREN 

Maßgeschneiderte Werkstoffe spielen im Sinne 

des Stoffleichtbaus die zentrale Rolle für 

die Umsetzung innovativer Leichtbaulösungen. 

Um das vorhandene Werkstoffpotential 

effektiv auszuschöpfen, ist das Werkstoffdesign 

bereits im Gestaltungs- und Auslegungsprozess 

moderner Leichtbaustrukturen mit 

einzubeziehen. Dabei muss in einem interaktiven 

Prozess eine Balance zwischen branchenspezifischen 

Funktions- und Zuverlässigkeitsanforderungen 

sowie Ressourcen- und 

Kosteneffizienz gewahrt werden. 

Die Durchdringung derartig komplexer Zusammenhänge 

setzt ein tiefgreifendes werkstoffwissenschaftliches 

und strukturmechanisches 

Verständnis voraus und erfordert 

werkstoffangepasste Modellierungsverfahren 

und Simulationsmethoden. In den letzten Jahren 

sind dabei die klassischen Methoden sukzessive 

durch erweiterte Verfahren der nichtlinearen 

Werkstoffmodellierung und durch 

skalenübergreifende numerische Methoden 

abgelöst worden. Das ILK ist an dieser Entwicklung 

maßgeblich mit neuen phänomenologisch 

motivierten und physikalisch begründeten 

Materialmodellen für quasi-statische, 

zyklische und hochdynamische Belastungen 

beteiligt und kooperiert auf diesem Gebiet mit 

weltweit anerkannten Wissenschaftlern. 

Ausgehend von diesen Materialmodellen 

werden in Zusammenarbeit mit einschlägigen 

Partnern aus dem Forschungsgebiet 

der Betriebsfestigkeit ferner neue Ansätze 

für die Lebensdaueranalyse von Leichtbaustrukturen 

aus Faser- und Textilverbunden 

erarbeitet. Die Erweiterung der werkstoffbezogenen 

Modellierungsansätze auf komplexe 

Beanspruchungssituationen in der Betriebsfestigkeit 

ermöglicht die Ablösung pauschaler, 

physikalisch nicht begründeter Schadensakkumulationshypothesen. 

Die erarbeiteten 

wissenschaftlichen Grundlagen werden praxisgerecht 

aufbereitet und dem Entwicklungsingenieur 

bereitgestellt. 

MATERIALMODELLE FÜR FASER- 

UND TEXTILVERBUNDWERKSTOFFE 

Moderne Faser- und Textilverbundwerkstoffe 

ermöglichen es, Hochleistungs-Leichtbauteile 

mit komplexer Geometrie maßgeschneidert 

und kraftflussgerecht zu verstärken. Bei der 

Auslegung derartiger Bauteile gilt es, insbesondere 

die hohen Steifigkeiten und Festigkeiten 

dieser Werkstoffklasse bestmöglich auszunutzen. 

Bei einer faserverbundgerechten 

Auslegung werden die Fasern dafür in der Regel 

entlang der Hauptspannungstrajektorien 

orientiert. Die klassische Vorgehensweise bei 

der Auslegung besteht dann darin, linear-elastisches 

Materialverhalten bis zum Versagen 

anzunehmen. Die Dimensionierung der Bauteilstruktur 

erfolgt typischerweise durch eine 

Verformungsanalyse und einen Festigkeitsnachweis 

mit spannungsbasierten Versagenshypothesen. 

Für faser- und textilverstärkte 

Verbundwerkstoffe mit polymeren, metallischen 

und keramischen Matrixsystemen sind 

diese Hypothesen am ILK bereits in den Jahren 

1996 bis 2002 entwickelt und verifiziert 

worden 15, 16 . Diese Auslegungsmethodik zählt 

heute zum Stand der Technik. Sie ist vielfach 

in die einschlägige Normung eingeflossen und 

kann in gängigen Finite-Elemente-Programmsystemen 

genutzt werden. 

118

Als Schlüsselelement insbesondere für die 

Entwicklung schadenstoleranter Leichtbaustrukturen 

gilt es nunmehr, das sukzessive 

Schädigungsverhalten der eingesetzten Werkstoffe 

zu erfassen. Praxistaugliche Ansätze 

erfordern dabei Berechnungsmethoden zur 

Modellierung des nichtlinearen Verhaltens der 

eingesetzten Werkstoffe. Diese physikalischen 

Nichtlinearitäten werden u. a. durch die im 

Werkstoff ablaufenden Schädigungsvorgänge 

verursacht. Weiterhin werden experimentelle 

Verfahren zur Modellvalidierung sowie 

zur Bereitstellung von Materialkarten für die 

numerische Strukturanalyse benötigt. Am ILK 

sind solche kombinierten Methoden in den 

Jahren 2002 bis 2008 zunächst für quasi-statische 

Belastungszustände entstanden 21 . 

Die konstitutiven Modelle beschreiben die 

Faser- und Textilverbundwerkstoffe auf der 

Ebene der sogenannten textilen Basisschichten 

und ermöglichen so eine Einbeziehung 

relevanter Schädigungseffekte auf Mikro-, 

Meso- und Makroebene. Diese Ansätze sind 

am ILK sukzessive erweitert worden. So können 

Faser- und Textilverbunde nunmehr 

etwa unter Ermüdungsbelastung sowie unter 

Crash- und Impactlasten effizient berechnet 

werden 22,25,26,33,54 . Die entwickelten Schädigungsmodelle 

liegen als Materialroutinen für 

die numerische Strukturanalyse vor. Ein Anwendungsbeispiel 

für eine crashbelastete 

Textilverbundstruktur ist in Abbildung 1 gezeigt. 

Abbildung 1 

Anwendungsbeispiel: Vergleich von Simulation und Experiment für Crash-Absorptionsstrukturen aus textilverstärkter 

Deckstruktur und langfaserverstärkter Rippenstruktur (oben: Seitenansicht; unten: Rückansicht der Versagens- und 

Schädigungsvorgänge) 

119

In den letzten Jahren hat sich das ILK vermehrt 

komplexeren Werkstoffphänomenen 

zugewandt. So sind etwa für Textilverbunde 

mit thermoplastischen Matrices erweiterte 

Materialmodelle für unterschiedliche Größenskalen 

entwickelt worden, die auf physikalisch 

begründeten Versagenskriterien, Kontinuums-Schädigungsmodellen 

und Ansätzen aus 

der Plastizitätstheorie basieren 40 . Mit Hilfe 

probabilistischer Verfahren können ferner 

verbundimmanente aleatorische Unsicherheiten 

in die Modellbildung einbezogen werden, 

und es können anstelle der klassischen 

spannungsbasierten Versagenskriterien Versagenswahrscheinlichkeiten 

angegeben werden 

42 . 

EXPERIMENTELLE VERFAHREN ZUR 

SCHÄDIGUNGS- UND VERSAGENSANALYSE 

Eng verknüpft mit der werkstoffangepassten 

Modellierung sind zum einen die Entwicklung 

neuer Prüfmethoden zur Werkstoffcharakterisierung 

und zum anderen die Bereitstellung 

experimenteller Verfahren zur Parameteridentifikation 

und Modellvalidierung. Mit 

diesen Verfahren muss neben dem nichtlinearen 

Materialverhalten auch die verbundspezifische 

Werkstoffphänomenologie erfasst 

werden können, die mitunter durch eine 

ausgeprägte Dehnraten-, Temperatur- und 

Lastpfadabhängigkeit sowie eine Streuung 

der Werkstoffeigenschaften gekennzeichnet 

ist. Hierfür sind am ILK zahlreiche direkte 

und indirekte experimentelle Verfahren für 

unterschiedlichste Belastungsarten und -richtungen 

sowie neue zerstörungsfreie Prüfmethoden 

zur Werkstoffdiagnostik entwickelt 

worden, die für spezifische Fragestellungen 

auch miteinander kombiniert eingesetzt werden 

können. Ausgewählte Highlights auf dem 

Gebiet der Entwicklung neuer experimenteller 

Methoden sind etwa: stufenweise Be- und 

Entlastungsversuche mit Relaxations- und 

Retardationsphasen zur Validierung viskoelastisch-plastischer 

Materialmodelle 40 , Impactexperimente 

bis hin zu Prüfgeschwindigkeiten 

von 1,5 km/s mit paralleler Erfassung elektromagnetischer 

und akustischer Emissionen 

25,33,54 , Verfahren der statistischen Werkstoffcharakterisierung 

von Textilverbunden 42 

sowie experimentelle Methoden zur Charak- 

120

Abbildung 2: 

Vergleich von In-Situ-CT-Messungen mit konventionellen CT-Messungen 

am Beispiel zugbelasteter CF-EP Textilverbunde 50 

terisierung von Faser- und Textilverbunden in 

Dickenrichtung bei quasi-statischer und hochdynamischer 

Belastung 38,54 . Ein besonderes 

Alleinstellungsmerkmal hat das ILK mit der 

sogenannten In-Situ-Computertomographie 

entwickelt – ein diagnostisches Verfahren, bei 

dem Computertomogramme erstellt werden, 

während Probekörper einer mechanischen 

oder thermischen Beanspruchung ausgesetzt 

sind 50 . Messungen mit der In-Situ-Computertomographie 

ermöglichen eine deutlich verbesserte 

Genauigkeit bei der Schadensanalyse 


Die Validierung der Werkstoffmodelle erfolgt 

am ILK nicht nur auf Werkstoffebene sondern 

unter Einbeziehung der Strukturebene auch 

auf Bauteilebene. Hierzu steht dem ILK ein 

unikales Prüffeld zur Verfügung, in dem quasi-statische, 

zyklische und hochdynamische 

Versuche auch mehraxial durchgeführt werden 

können. Zu den Highlights zählen u. a. 

mehrere eigenentwickelte, weltweit unikale 

Rotor- und Impactprüfstände 25,54 sowie 

ein umfangreich ausgestattetes Vibroakustik-Prüflabor 

34 . 

121

DIGITALE REPRÄSENTATION 

VON LEICHTBAUWERKSTOFFEN 

FÜR PROZESSKETTENMODELLE 

Die am ILK generierten neuen wissenschaftlichen 

Erkenntnisse auf den Gebieten der 

Werkstoffmechanik und der Prüftechnik 

haben heute die Anwendungsreife erlangt. 

Die durchgängige Verzahnung dieser Entwicklungsschritte 

leistet einen wichtigen Beitrag 

zur besseren Ausnutzung der hohen spezifischen 

Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen 

bei gleichzeitiger Verbesserung 

der Schadenstoleranz. Zudem kann dadurch 

auch die Leistungsfähigkeit von Methoden 

zur Strukturüberwachung (Structural Health 

Monitoring) stark verbessert werden, was am 

ILK erfolgreich nachgewiesen wurde 58 . Völlig 

neue Perspektiven ergeben sich in diesem 

Zusammenhang auch durch die Digitalisierung. 

So ist etwa zu erwarten, dass sich mit 

Hilfe selbstlernender Algorithmen Virtuelle 

Zwillinge von realen Leichtbaustrukturen 

generieren lassen, mit deren Hilfe Werkstoffkonfigurationen 

mit einem völlig neuen, 

maßgeschneiderten Eigenschaftsprofil realisiert 

werden können. Ein derartiges Design 

kann grundlegend „vom Atom bis zur Struktur“ 

erfolgen und dabei etwa die Entwicklung 

maßgeschneiderter Kohlenstofffasern und 

neuer hybrider Leichtbauwerkstoffe (Materialebene), 

aber auch das gezielte Engineering 

schadenstoleranter Komponenten (Strukturebene) 

beinhalten. Auch relevante Einflüsse 

der Herstellung können digital mit der Werkstoffmodellierung 

und Strukturauslegung 

verknüpft werden (Fertigungsebene), siehe 

Abbildung 3. Wichtige Impulse auf diesem Forschungsgebiet 

konnten durch das ILK bereits 

gegeben werden 39,46,57,60 . 

Abbildung 3: 

Numerisch ermittelte Oberflächenwelligkeiten infolge Schwindungsvorgängen während der Fertigung 39 (links); 

Vergleich experimentell und numerisch ermittelter Falten 46 (Mitte) und Faserwelligkeiten 46 (rechts) während des 

Thermoformens von Textilverbundwerkstoffen 

122 

Die Literaturstellen 1-63 können der Übersicht zu den Dissertationen und Habilitationen 

auf Seite 142 entnommen werden.

PRAXISGERECHTE METHODEN ZUR EFFIZIENTEN ENTWICKLUNG 

UND AUSLEGUNG VON LEICHTBAUKOMPONENTEN 

Der Entwicklungsprozess von Strukturen 

aus Verbundwerkstoffen und Werkstoffverbunden 

unterscheidet sich grundlegend von 

dem herkömmlicher Strukturkomponenten 

aus isotropen monolithischen Werkstoffen. 

Im Gegensatz zum konventionellen Vorgehen 

wird dieser Prozess durch komplexe Interaktionen 

zwischen Konstruktion, Auslegung und 

Fertigung bestimmt und ist durch ein iteratives 

Vorgehen gekennzeichnet. Zudem zeigt 

sich, dass zur Behandlung dieser leichtbauspezifischen 

Problemstellungen eine deutlich 

detailliertere Betrachtungsweise erforderlich 

ist als beim Einsatz klassischer Konstruktionswerkstoffe. 

Mit diesen Herausforderungen 

beschäftigt sich das ILK bereits seit Mitte 

der 1990iger Jahre und entwickelt auf Basis 

grundlegender Untersuchungen des komplexen 

Strukturverhaltens analytische und 

numerische Modelle. Diese dienen sowohl 

der Erarbeitung praxisgerechter, effizienter 

Auslegungsmethoden als auch der Bereitstellung 

digitaler Werkzeuge als Ausgangspunkt 

für die Generierung Virtueller Zwillinge. 

HIERARCHISCHE MODELLIERUNG VON 

PROZESS-STRUKTUR- 

EIGENSCHAFTS-BEZIEHUNGEN 

Verbundwerkstoffe weisen einen hierarchischen, 

stark heterogenen Aufbau über mehrere 

Größenskalen hinweg auf: ausgehend 

von Verstärkungsfilament und Matrixmaterial, 

über das Garn, die (textile) Verstärkungsarchitektur 

und die Verbund-Einzelschicht, bis hin 

zum anisotropen Mehrschichtverbund. Das 

am ILK entwickelte phänomenologische Werkstoffverständnis 

3,15,16,21,25,26,38,40,42,50 

bildet 

die Grundlage zur strukturmechanischen 

Modellierung von Faserverbund- und Hybridstrukturen 

13,19,22,23,29,35,54 . Dieser hierarchische 

Gedanke setzt sich anschließend über 

das Fügen von Einzelkomponenten zu einer 

Struktur, das Zusammenspiel mehrerer Strukturen 

in einem System und deren Interaktion 

untereinander fort. Ausgangspunkt sind 

hierfür die Analyse der Beanspruchbarkeit 

von Verbindungszonen 10,14,18,30,41 sowie die 

Verknüpfung der inneren Werkstoffstruktur 

mit der resultierenden Tragfähigkeit 44 . Diese 

hierarchische Modellierungsstrategie spiegelt 

sich auch in der Verifikationspyramide wider, 

für die in Abbildung 1 die relevanten Modellierungsebenen 

exemplarisch dargestellt 

werden. 

Die Material- und Struktureigenschaften von 

Verbundwerkstoffen und -komponenten werden 

maßgeblich durch den Fertigungsprozess 

beeinflusst und können so gezielt eingestellt 

werden 31,45 . Die Fertigungsprozessentwicklung 

wird daher am ILK systematisch durch 

den Einsatz digitaler Werkzeuge unterstützt. 

Auf Basis einer virtuellen Prozessgestaltung 

werden verschiedene Varianten der Prozessführung 

verglichen und hinsichtlich ihrer Effizienz 

sowie der sich einstellenden Materialund 

Struktureigenschaften bewertet 57 . Hierzu 

werden Fertigungsparameter mit wesentlichen 

struktur- und werkstoffmechanischen 

Zielgrößen korreliert und die entsprechenden 

Wechselwirkungen analysiert. Verschiedene 

Teilprozessschritte werden modelliert, untereinander 

gekoppelt und phänomenologisch 

nachvollziehbar optimiert. So ist zum Beispiel 

das Umformverhalten bzw. das Drapieren von 

123

Abbildung 1: 

Hierarchische Modellierungsstrategie am Beispiel der Verifikationspyramide für Leichtbaustrukturen 

Abbildung 2: 

Kombination aus Prozesssimulation und experimentellen Fertigungsstudien 

124

textilen Halbzeugen 46,61 nicht nur für die mechanischen 

Materialeigenschaften, sondern 

auch für die Oberflächenbeschaffenheit vieler 

dünnwandiger Strukturen maßgeblich 39 . 

Die steigende Leistungsfähigkeit moderner 

Berechnungssysteme bildet eine wesentliche 

Grundlage dafür, dass es Schritt für Schritt 

möglich wird, die für die unterschiedlichen 

Fragestellungen sinnvollen Analyse-, Modellierungs-, 

Diskretisierungs- und Berechnungsverfahren 

über die einzelnen Skalen hinweg 

(Abbildung 1) synergetisch zu verknüpfen, 

um die komplexen Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen 

entlang der gesamten 

Prozesskette zu berücksichtigen. Diese gilt 

es, mit Hilfe einer Kombination aus Prozesssimulation 

und Experimenten zu verstehen, 

zu beschreiben und für die Strukturanalyse 

bereitzustellen (Abbildung 2). Es werden die 

Erkenntnisse aus der Werkstoffcharakterisierung 

mit numerischen Simulationen und 

Sensordaten aus der Fertigung kombiniert 

und ausgewertet. Im Ergebnis können Prozesszeiten 

reduziert sowie Fehlerbilder verstanden 

und vermieden werden. 

LEBENSPHASENÜBERGREIFENDE 

VIRTUELLE ZWILLINGE 

Im Hinblick auf die Bereitstellung praxisgerechter 

Methoden zur effizienten Entwicklung 

von Leichtbaukomponenten stellt neben der 

Entwicklung hierarchischer Modelle die Durchdringung 

der vielschichtigen Abhängigkeiten 

der einzelnen Entwicklungs- und Optimierungsprozesse 

einen weiteren Schwerpunkt 

der grundlagen- und anwendungsorientierten 

Forschungsarbeiten am ILK dar. Die Abhängigkeiten 

werden hervorgerufen durch die 

Vielfalt der Leichtbauwerkstoffe, gepaart mit 

einer Vielzahl von Verarbeitungstechnologien 

und potentiellen Bauweisen. Damit sind 

Entwicklungs- und Fertigungsprozesse im 

Leichtbau infolge der komplexen Zusammenhänge 

von Konstruktion, Strukturnachweis 

und Fertigung durch eine immense Zunahme 

von Daten gekennzeichnet. Das ILK befasst 

sich mit dem Einsatz innovativer digitaler Prozesse 

in Vorgängen der Produktentwicklung, 

-fertigung und -nutzung sowie des Recyclings, 

um einen hohen Mehrwert durch die strukturierte 

Verwertung des zukünftig anfallenden 

Datenvolumens zu schaffen. Dabei bietet die 

Verwertung der komplexen Daten über sog. 

Virtuelle Zwillinge ein außerordentlich hohes 

Potential (Abbildung 3). 

Virtuelle Zwillinge stellen für eine produktlebensphasenübergreifende 

Betrachtung 

die technologischen Grundlagen zur umfassenden 

digitalen Abbildung eines realen 

Produktes bereit. Sie vereinen die während 

des Produktlebenszyklus generierten und 

mit dem Produkt assoziierten Informationen 

und machen diese der systematischen Verflechtung 

des digitalen und realen Produktes 

125

entlang des Digitalen Fadens zugänglich. Der 

besondere Mehrwert resultiert dabei aus der 

funktionalen und logischen Verknüpfung von 

Modellierungs- und Analysemethoden mit 

den zur Verfügung stehenden Daten. Dies 

zeigte sich etwa am Beispiel faserverstärkter 

Fanschaufeln, bei denen mittels eingebetteter 

Sensoren das Schwingverhalten erfasst und 

daraus im Virtuellen Zwilling auf den Bauteilzustand 

geschlossen werden konnte (Abbildung 

4). Mit der Möglichkeit zur Erschließung 

und Visualisierung komplexer, bisher nicht 

oder lediglich schwer zugänglicher produktspezifischer 

Eigenschaften und Zustandsinformationen 

wird auch die Grundlage zur Verknüpfung 

mit anderen Virtuellen Zwillingen 

im Sinne eines IoT-Ansatzes sowie zur Interaktion 

mit virtuellen Fertigungsumgebungen 

und Maintenance, Repair and Overhaul 

(MRO)-Prozessen geschaffen. 

Abbildung 3: 

Aufbau und Aufgaben lebensphasenübergreifender Virtueller Zwillinge. 

126

Verbunden mit der Forschung zum Virtuellen 

Zwilling befasst sich das ILK mit neuartigen 

Methoden der Big-Data-Analysen 

und des Maschinellen Lernens. Diese bieten 

ein immenses Potential, Leichtbauprodukte 

an aktuellen gesellschaftlichen Bedürfnissen, 

bspw. Reduzierung von Emissionen und des 

Ressourcenverbrauchs, trotz deren Vielschichtigkeit 

zu orientieren. Die Auseinandersetzung 

damit ebnet den Weg, verstärkt 

selbstlernende Systeme, d.h. Systeme die auf 

Künstlicher Intelligenz basieren, einzusetzen. 

Somit wird es denkbar, dass der Virtuelle 

Zwilling eine selbstständige digitale Produktoptimierung 

auf Basis verknüpfter lebensphasen- 

und produktübergreifender Datensätze 

durchführt. 

Abbildung 4: 

Virtueller Zwilling am Beispiel faserverstärkter Verdichterschaufeln 


auf Seite 142 entnommen werden. 

127

LEICHTBAUWEISEN ZUR STEIGERUNG DER RESSOURCENEFFIZIENZ 

Eine strategische Position für neue ressourcen- 

und energieeffiziente Systemkonzepte 

nehmen insbesondere funktionsintegrative 

Leichtbauweisen in Multi-Material-Design als 

Symbiose von Stoff-, Gestalt- und Bedingungsleichtbau 

ein. Sie zeichnen sich durch die Berücksichtigung 

der Interaktion von „Anforderungen 

– Bauweise – Werkstoff – Fertigung“ 

aus. Derartige Leichtbauweisen mit der ihnen 

eigenen Werkstoffvielfalt (Stahl, Leichtmetalle, 

Kunststoffe, Keramiken, faser- und textilverstärkte 

Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbundesowie 

Werkstoffe auf Basis nachwachsender 

Rohstoffe erfordern darüber hinaus 

auch neue Lösungen für Formgebung und 

Verbindung, die optimierte Struktureigenschaften 

sichern sowie erweiterte funktionelle 

Aufgaben ermöglichen. Aufbauend auf einem 

tiefgreifenden strukturellen und funktionellen 

Verständnis lassen sich Bauweisenkonzepte 

erarbeiten und daraus unter Berücksichtigung 

technologischer Möglichkeiten umsetzbare 

Bauweisen ableiten. 

Für die Entwicklung komplexer Leichtbaulösungen 

hat sich die Anwendung eines interaktiven 

Entwicklungs- und Konstruktionsprozesses 

bewährt, der den vielfältigen Abhängigkeiten 

zwischen Fertigung, Werkstoff und 

Gestaltung Rechnung trägt 9,20 . Im klassischen 

Entwicklungsprozess bieten Konstruktionskataloge 

umfangreiche Unterstützung beispielsweise 

bei der Bewertung verschiedener Konzepte 

oder bei der Festlegung fertigungsgerechter 

Bauteilentwürfe. Leichtbauweisen jedoch 

können aufgrund der hohen Komplexität 

und Interdisziplinarität nicht den klassischen 

Katalogen entnommen werden, sondern 

werden bisher häufig als maßgeschneiderte 

Lösungen für das spezielle Produkt oder 

den speziellen Anwendungsfall entwickelt. Am 

ILK wurden und werden daher im Sinne einer 

beschleunigten Produktentwicklung Lösungskataloge 

zur Überführung von Sonderlösungen 

in klassifizierte Bauweisen geschaffen 13,20, 

35,47,52,63 . 

Aufbauend auf dieser durchgängigen Betrachtungsweise 

richten sich gegenwärtige und zukünftige 

Aktivitäten auf die modellhafte Abbildung 

der parallel ablaufenden Entwicklungsschritte 

sowie deren interaktiver Verknüpfung. 

Damit lässt sich die Gesamtheit der 

funktionellen Zusammenhänge analysieren. 

Die im Entwicklungsprozess generierten Daten 

werden erfasst und stehen für Analysen 

in weiteren Entwicklungszyklen zur Verfügung. 

Die Entwicklungsprozesse zukünftiger Leichtbaustrukturen 

lassen sich somit robuster und 

effizienter gestalten. 

KONSEQUENTER SYSTEMLEICHTBAU AM 

BEISPIEL VON FAHRZEUG-SYSTEM- 

DEMONSTRATOREN 

Bei der Entwicklung von Leichtbaustrukturen 

für komplexe Anwendungen sind die Bauteilfunktionen 

und -strukturen optimal aneinander 

anzupassen, was zwangsläufig eine enge 

Verzahnung der Gestaltungsprozesse von 

Werkstoff und Bauteil nach sich zieht. Ein wesentliches 

Anliegen der Forschungsarbeiten 

am ILK ist deshalb die durchgängige Untersuchung 

des gesamten Entwicklungsprozesses 

von Leichtbaustrukturen in Mischbauweise bis 

hin zum Gesamtsystem. Besonders eindrucksvoll 

lassen sich diese Synergieeffekte an neuen 

Fahrzeugkonzepten für die Mobilität der Zukunft 

demonstrieren. 

128

Zwei grundlegende Ansätze hierfür stellen 

Strukturintegration und Funktionsintegration 

dar, die an zwei Fahrzeugdemonstratoren exemplarisch 

umgesetzt wurden. So konnte im 

Rahmen des FuE-Vorhabens InEco durch die 

funktionelle Zusammenfassung einer Vielzahl 

von Einzelbauteilen des Chassis zu nur 63 integrativen 

Bauteilen der Ansatz der Strukturintegration 

eindrucksvoll demonstriert werden. 

70 % der Einzelteile konnten somit im Vergleich 

zur konventionellen Karosseriebauweise 

eingespart werden. Diese wenigen funktionsintegrativen 

Komponenten in CFK-Hybridbauweise 

wurden derart im System aufeinander 

abgestimmt, dass weitere Synergieeffekte entstanden 

und bei heutigen Komfort- und Sicherheitsfunktionen 

eine Gesamtfahrzeugmasse 

von nur 900 kg realisiert werden konnte. 

Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 

SFB 639 wurde ein „Funktionsintegrativer 

Fahrzeugsystemträger (FiF)“ (Abbildung 1) als 

Technologiedemonstrator realisiert. Er ist 

modular aufgebaut, so dass eine große Vielfalt 

von Baugruppen und Funktionen durch 

die unterschiedlichen neuartigen Halbzeugstrukturen 

aus textilverstärkten Thermoplasten 

dargestellt werden können. Hierfür wurden 

neuartige textilverbundgerechte Bauweisen 

für Hybridgarn-Textil-Thermoplast-(HGTT-) 

Verbundkomponenten erarbeitet. Diese Bauweisen 

ermöglichen u. a. die Integration von 

Sensornetzwerken in die Tragstrukturen zur 

Erfassung und Überwachung der mechanischen 

Beanspruchungen. Dadurch lassen sich 

Abbildung 1: 

Im SFB 639 entwickelter Technologiedemonstrator „Funktionsintegrativer Fahrzeugsystemträger (FiF)“ 


129

versagenskritische Lasten bzw. Schädigungen 

der Tragstrukturen detektieren und die fahrdynamischen 

Eigenschaften des Technologiedemonstrators 

mittels aktiver Systeme an 

dessen jeweilige Beanspruchungen anpassen. 

Das hier generierte Wissen zur Gestaltung 

und Auslegung funktionsintegrativer Komponenten 

und Systeme wurde in Konstruktionskataloge 

überführt und ermöglicht auch die 

Berücksichtigung des Einflusses von Bauteilfügungen 

auf das Tragverhalten der textilverstärkten 

Leichtbaustrukturen 44,47 . 

DIGITALER 

PRODUKTENTSTEHUNGSPROZESS 

Die effiziente Konstruktion und Umsetzung hybrider 

Metall-Faserverbund-Bauweisen wird 

derzeit erheblich erschwert, da die Vielzahl 

der einstellbaren Werkstoff-, Struktur-, und 

Prozessparameter zu einem vielschichtigen 

und komplexen Produktentstehungsprozess 

führt. Grundlegendes Problem ist dabei die 

deutlich stärkere Interaktion der Einzeldisziplinen. 

Aktuelle Forschungsprojekte verfolgen 

daher das Ziel, verknüpfte Prozesse für 

die Produktentwicklung zu erarbeiten und so 

die Umsetzung innovativer Metall-Faserverbund-Bauweisen 

in Leichtbaustrukturen zu 

beschleunigen. 

Verknüpfte Produktentstehungsprozesse verbinden 

die Methoden der Einzeldisziplinen 

Konstruktion, Fertigung und Strukturauslegung 

zu einer vernetzen Entwicklungsstruktur 

mit definierten Schnittstellen sowie einer 

durchgängigen Datenverarbeitung und 

-analyse. Die dafür benötigten Daten werden 

durch die Verknüpfung der virtuellen Produkte 

mit realen Bauteilen generiert. Derartige 

vernetzte Entwicklungssysteme bieten 

den Vorteil, dass die für die Entwicklung notwendigen 

Daten unmittelbar zur Verfügung 

stehen und den realen Gegebenheiten unmittelbar 

entsprechen. Darüber hinaus kann ein 

verknüpfter Produktentstehungsprozess spezifische 

Informationen zu den Einzelbauteilen 

zur Verfügung stellen, die im späteren Lebenszyklus 

etwa für zustandsabhängige Wartungs- 

und Lebensdauerabschätzungen genutzt 

werden können. 

Diese Konzepte von verknüpften Produktentstehungsprozessen 

werden derzeit in laufenden 

Forschungsprojekten wie etwa „Entwicklung 

eines hocheffizienten verknüpften Produktentstehungsprozesses 

für hybride Leichtbaustrukturen 

im Kontext von Industrie 4.0“ 

(PEP4.0) und „ABSOLUT – Automatischer Busshuttle 

selbstorganisierend zwischen Leipzig 

und dem BMW-Terminal“ detailliert ausgearbeitet 

und umgesetzt (Abbildung 2). 

Im Hinblick auf zukünftige Mobilitätssysteme 

stehen der Aufbau von Sensornetzwerken sowie 

die Online-Überwachung bezüglich Fahrfunktionen 

und Strukturbeanspruchungen 

zur Optimierung von Fahrzeugverfügbarkeit 

und prädiktiver Wartung im Mittelpunkt 

der Arbeiten des ILK. So können u. a. Missbrauchsfälle 

wie etwa die Fahrt gegen Bordsteine 

und daraus resultierende Verformungen 

und Schädigungen am Fahrwerk durch 

spezielle Sensoren erfasst und auf einen Virtuellen 

Zwilling übertragen werden, um ggf. 

notwendige Abschaltungen bzw. Reparaturen 

zu initiieren. 

130 



Abbildung 2: 

Exemplarischer Lösungsansatz eines verknüpften Produktentwicklungsprozesses für hybride 

Metall-Faserverbund-Bauweisen (MFB) 

131

FUNKTIONSINTEGRATION: MULTITASKING IM SYSTEMLEICHTBAU 

„Funktionsintegration“ als grundlegendes 

Konstruktionsprinzip beinhaltet die Realisierung 

vieler Funktionen in wenigen Bauteilen 

und ist ein wesentliches Element des modernen 

Leichtbaus. In diesem Kontext werden 

bspw. das Zusammenfassen von mehreren 

Bauteilen zu einem integralen Bauteil sowie 

das Integrieren von Lasteinleitungs-, Versteifungs- 

oder Verbindungselementen genannt. 

In Erweiterung dieses klassischen Funktionsintegrationsbegriffs 

werden am ILK nicht nur 

auf Komponentenebene unterschiedliche 

Funktionen vereint oder die Anzahl von Bauteilen 

reduziert, sondern vielmehr auch die 

Wechselwirkungen auf Systemebene betrachtet, 

die sich aus Randbedingungen in 

unterschiedlichen „Welten“ ergeben. Zur 

Entwicklung von funktionsintegrierten Leichtbaulösungen 

ist ein hohes Maß an interund 

transdisziplinärer Zusammenarbeit notwendig, 

um vorhandene – aber häufig nicht genutzte 

– Potentiale zu erschließen. Die größte 

Herausforderung ist dabei die enge Zusammenarbeit 

von Leichtbau-, Elektronik- sowie 

Softwareexperten und das damit verbundene 

„Sprechen einer gemeinsamen Sprache“, 

um den gestellten Anforderungen gerecht zu 

werden. Die klassische fachspezifische Herangehensweise 

stößt im Bereich der Funktionsintegration 

allzu oft an ihre Grenzen, da das 

Aufrechterhalten von klaren Fachgrenzen die 

gegenseitige Unterstützung verwehrt und somit 

den Aufbau eines gemeinsamen Systemverständnisses 

unterbindet. 

Das Dresdner Modell des „Funktionsintegrativen 


erweitert den Funktionsintegrationsbegriff 

um zahlreiche Facetten wie etwa 

Sicherheit, Komfort, Kosten, Fertigung oder 

Umweltaspekte jenseits der Bauweise/Konstruktion. 

Die Wissenschaftler des ILK unterscheiden 

in Abhängigkeit vom Funktionsprin- 

Abbildung 2: 

Branchenübergreifende Themen- und Anwendungsfelder 

132

zip die Integration von passiven Funktionen 

– wie etwa Lasteinleitungen, erhöhte Dämpfung 

und Versteifungen – sowie die Integration 

aktiver Funktionen – wie etwa sensorische 

und aktorische Funktionen. 

INTERDISZIPLINÄRES FORSCHUNGSFELD 

DÄMPFUNG, BEWEGUNG, SENSORIK / 

AKTORIK 

Schon seit den Anfängen des ILK wurden intensiv 

die werkstoffmechanischen Themen 

der Dämpfung von Faserverbundwerkstoffen 

untersucht 2,4,12 . Die Funktion einer gezielt 

einstellbaren Dämpfung auf Strukturebene 

wurde später um die Vibroakustik und Schallabstrahlung 

von Faserverbundstrukturen 

erweitert 17,34,56 . Diese Arbeiten umfassen 

sowohl analytische und numerische Simulationen 

als auch experimentelle Untersuchungen. 

Die Einstellung und Adaption des Dämpfungsverhaltens 

von Leichtbaustrukturen 

fand und findet daher auch Eingang in Großforschungsprojekte. 

In jüngster Zeit werden 

die erarbeiteten Modelle und Methoden zusätzlich 

genutzt, um Vorhersagen des Schädigungszustandes 

von Faserverbundstrukturen 

zu treffen 58 . Hierzu kommen u. a. Methoden 

des Maschinellen Lernens zum Einsatz. 

Eine weitere strukturelle Funktion ist die Realisierung 

von Bewegungsaufgaben unter Ausnutzung 

der besonderen Eigenschaften von 

Leichtbaumaterialien und -konstruktionen. 

Zahlreiche Arbeiten unter anderem im Rahmen 

des DFG-SFB 639 beschäftigten sich in 

diesem Zusammenhang mit der Berechnung 

und Herstellung von adaptiven bistabilen Faserverbundstrukturen 

und der Konstruktion, 

Auslegung und Fertigung von Compliantelementen 

und -mechanismen 15,22,23,59 . Zum 

Antrieb dieser Mechanismen wurden bereits 

frühzeitig werkstoffintegrierte Piezoflächenaktoren 

und Formgedächtniswerkstoffe genutzt. 

Die Vorteile werkstofflich integrierter Sensoren 

und Aktoren sowie weiterer elektronischer 

Komponenten zur Signalerfassung, -aufbereitung 

und -verarbeitung können in vielen Bereichen 

nur genutzt werden, wenn entsprechende 

Integrationstechnologien zur Verfügung 

stehen. Dieses anspruchsvolle Thema wurde 

insbesondere seit 2006 im DFG-SFB/Transregio 

39 intensiv bearbeitet 22,32,43,49,53,56 . Hierbei 

wurden neuartige werkstoffkompatible piezokeramische 

Funktionsmodule sowie Verfahren 

zur Integration von piezoelektrischen 

Aktoren und Sensoren in Leichtbaustrukturen 

entwickelt. Darauf aufbauend stand die Überführung 

derartiger Fertigungstechnologien 

in seriengerechte Herstellungsprozesse im 

Fokus. Aus diesen Arbeiten sind vollautomatisierbare 

Fertigungskonzepte mit geringen 

Taktzeiten für funktionsintegrierende Faserverbundstrukturen 

mit thermoplastischer 

und duroplastischer Matrix entstanden. 

Neben diesen technologisch orientierten Themen 

wurden neuartige Bauweisen betrachtet, 

um komplette Sensor-Aktor-Netzwerke (Abbildung 

1) aufzubauen und zu integrieren 47 . Daraus 

sind Auslegungsmethoden entstanden, 

bei denen die Funktionsintegration bereits im 

Entwicklungsprozess berücksichtigt wird. Mit 

Hilfe einer kombinierten Entwicklungsumgebung, 

die aus numerischer Berechnung und 

Mehrkörpersimulation besteht, können funktionsintegrierende 

Leichtbaustrukturen und 

-systeme in Abhängigkeit von ihren zu erfüllenden 

Anforderungen effizient ausgelegt und 

133

umgesetzt werden. 

Mit den langjährig erarbeiteten Erfahrungen 

auf dem Gebiet des funktionsintegrativen 

Systemleichtbaus in Multi-Material-Design ist 

das ILK insbesondere für sehr stark interdisziplinäre 

Themengebiete, welche in zukünftigen 

Anwendungen, bspw. im Flugzeugbau, 

in automobilen Anwendungen oder auch im 

Bereich der Medizintechnik immer relevanter 

werden, ein kompetenter Partner. 

SYSTEMISCHER ANSATZ ZUR 

ENTWICKLUNG FUNKTIONSINTEGRATIVER 

LEICHTBAULÖSUNGEN 

Einen besonderen Schwerpunkt bildet die 

Integration von mechanischen, elektrischen, 

akustischen, haptischen, aktorischen und sensorischen 

Funktionen in ein Gesamtsystem. 

Die typischen Herausforderungen auf dem 

Weg zu einer funktionsintegrierenden Lösung 

bestehen aus: 

• Entwicklung neuartiger Bauweisen 

• Identifikation von Strukturintegrationskonzepten 

• Adaption und Verknüpfung von vorhandenen 

Fertigungsprozessen bzw. Entwicklung 

neuer Fertigungsprozesse 

• Auswahl geeigneter Sensoren und deren 

Positionierung 

• Kontaktierung der Sensorik sowie Schnittstellen 

für die Mensch-Maschine-Interaktion 

• Langzeitverhalten der Sensorik 

• Erarbeitung und Anpassung von Auswertungslogik 

(Data Mining, Künstliche 

Intelligenz, Neuronale Netze, Evolutionäre 

Algorithmen, etc.) 

• Interaktion der Struktur mit Sensorik und 

Aktorik. 

Die Ergebnisse der Grundlagenforschung 

wurden und werden am ILK in zahlreiche Anwendungen 

überführt (Abbildung 2). Hierzu 

zählen die intensiven Aktivitäten im Bereich 

der Elektromobilität etwa für hochintegrative 

Elektromotoren, bei denen durch neue 

Konzepte in Ansteuerung und Design – auch 

unter Einbeziehung von SHM-Konzepten – die 

Leistungsdichte erheblich gesteigert werden 

kann. Ebenso befinden sich die Arbeiten zum 

Abbildung 1a: 

Funktionsintegrativer Fahrzeugsystemträger 

(FiF) 

134

drahtlosen Laden mit hoher Leistung aktuell 

in der Überführung in die Serie. Durch den 

Einsatz von serientauglichen Technologien 

zur Integration von elektronischen Elementen 

werden zudem Anwendungen im automobilen 

Kontext eröffnet, bspw. durch Integration 

von Beleuchtung oder Antennen in Strukturbauteile. 

Anwendungen finden sich zudem 

auch im Bereich des Leistungssports, bei der 

individuelle Trainingsplan sehr stark durch ein 

begleitendes Online-Monitoring geprägt ist. 

Hierzu werden verschiedenste Trainings- und 

Gesundheitsparameter mittels strukturintegrierter 

Sensoren erfasst und für den Sportler 

in Echtzeit zur Verfügung gestellt. Diese Anwendungen 

stehen als stellvertretende Beispiele 

für den erfolgreichen Transfer von Ergebnissen 

aus der Grundlagenforschung in 

die Praxis des funktionsintegrativen Systemleichtbaus. 

ZUKÜNFTIGE HERAUSFORDERUNGEN 

Das ILK wird sich auch zukünftig den Herausforderungen 

im Bereich der Funktionsintegration 

stellen. Hier gilt es, verstärkt ökologische 

Aspekte, wie etwa das Recycling der aus einer 

Vielzahl von Werkstoffen aufgebauten integralen 

Strukturen, zu berücksichtigen. Dabei 

wird das ILK seine Kompetenzen im Multi-Material-Design 

einbringen und u. a. recyclinggerechte 

Konstruktionen entwickeln oder 

Anwendungen von Recyclaten im Hochtechnologiebereich 

aufzeigen. Darüber hinaus 

sind zukünftig praxisnahe Reparaturkonzepte 

für derartige Strukturen zu erarbeiten. 

Basierend auf einem ausgezeichneten Systemverständnis 

werden zudem Strategien für 

Signalauswertung und -interpretation entwickelt 

und an das jeweilige Problem angepasst. 

Dies setzt insbesondere vor dem Hintergrund 

der großen Datenmenge, die mit integrierten 

Sensoren erfasst werden kann, moderne Methoden 

u. a. des Maschinellen Lernens voraus. 

Auf Basis der ermittelten Daten werden 

zudem Aspekte der Digitalisierung adressiert, 

wobei z. B. mit fertigungsbegleitenden Simulationsmethoden 

Auswirkungen der Herstellungsbedingungen 

auf die späteren Bauteileigenschaften 

vorhergesagt werden können. 

Abbildung 1b: 

Integriertes Sensor-Aktor-Netzwerk 

im FiF 


auf Seite 142 entnommen werden. 

135

EFFIZIENTE WERKZEUG- UND FERTIGUNGSTECHNOLOGIEN 

FÜR HYBRIDSTRUKTUREN 

Hochintegrative Mehrkomponentenbauweisen 

bieten besonders aussichtsreiche Möglichkeiten 

zur Massereduktion. Die Kombination verschiedener 

Werkstoffe oder Werkstoffkonfigurationen 

in Hybridstrukturen ermöglicht dabei 

die bestmögliche Ausnutzung des Leichtbaupotentials 

der jeweiligen Komponente. Für 

die ressourcenschonende Umsetzung dieser 

Leichtbaulösungen in der Serienproduktion 

spielen – neben einer weiteren Optimierung 

der verwendeten Werkstoffe und Bauweisen 

– effiziente Fertigungstechnologien eine 

zentrale Rolle. Diese anspruchsvolle Aufgabe 

lässt sich nur durch ein tiefgreifendes Prozessverständnis, 

den Einsatz prozessbegleitender 

Qualitätssicherungsverfahren sowie 

eine durchgängige simulative Abbildung des 

gesamten Verarbeitungsprozesses lösen. 

Die am ILK installierte Maschinen- und Anlagentechnik 

ist darauf ausgerichtet, für das 

jeweilige Anwendungsszenario geeignete 

Fertigungstechnologien bereitzustellen bzw. 

Prozesse vorteilhaft miteinander zu kombinieren. 

Neben der skalierten Abbildung von 

Prozessketten im Labormaßstab können die 

wichtigsten Fertigungsverfahren für hybride 

Leichtbaustrukturen auch im Anwendungsmaßstab 

untersucht werden. Zunehmend 

stehen dabei nicht mehr nur lineare Prozessketten, 

sondern komplexe Prozessnetzwerke 

im Fokus derzeitiger und zukünftiger Entwicklungen. 

Zum Aufbau des erforderlichen Prozessverständnisses 

und zur Abstimmung der 

einzelnen Teilprozessketten untereinander ist 

die Digitalisierung der Prozesslandschaft ein 

Schlüsselaspekt. Die Virtualisierung und Verknüpfung 

von Bauteilkonstruktion, -auslegung 

und -fertigung entlang des gesamten Produkt- 

Abbildung 1: 

Bauweisenspektrum für funktionsintegrierte Leichtbaustrukturen in Multi-Material-Design 

136

entstehungsprozesses hybrider Leichtbaustrukturen 

ermöglicht es, die Entwicklungszeiten 

zu verkürzen, die Prozesssicherheit zu 

erhöhen und die geforderte Bauteilqualität 

sicherzustellen. 

DURCHGÄNGIGE PROZESSKETTEN 

VOM HALBZEUG BIS ZUM 

FUNKTIONALISIERTEN BAUTEIL 

Die Forschungsaktivitäten am ILK reichen von 

der werkstoffund prozessbezogenen Grundlagenforschung 

über die praxisnahe Entwicklung 

von Demonstratorstrukturen bis hin zu 

Technologieversuchen im Industriemaßstab. 

Die Verfahrensentwicklung ist geprägt durch 

eine Weiterentwicklung und Kombination von 

Fertigungsprozessen. Dabei werden die prozesstechnischen 

Möglichkeiten in erster Linie 

als ein Hilfsmittel verstanden, den Gestaltungsspielraum 

des Entwicklungsingenieurs 

zu erweitern und kreative Multi-Material-Lösungen 

seriengerecht umzusetzen. So zielen 

die Forschungsarbeiten auf eine stetige Erweiterung 

des nutzbaren Werkstoff- und Bauweisenspektrums 


Neben der Kombination flächiger Halbzeuge 

wie Metall- und Organobleche mit thermoplastischen 

Formmassen bildet die seriengerechte 

Herstellung und Integration von thermoplastischen 

Faserverbund-Hohlprofilen 

einen langjährigen Forschungsschwerpunkt. 

Hierzu wurden technische Lösungen entlang 

der gesamten Wertschöpfungskette vom Garn 

bis zum Bauteil erarbeitet (Abbildung 2). So 

können etwa kontinuierlich faserverstärkte 

Tapes in eigens entwickelten Imprägnieranlagen 

selbst gefertigt und auf modifizierten 

Flechtanlagen zu mehrlagigen Preformen 

weiterverarbeitet werden. Neu entwickelte 

Anlagen- und Werkzeugtechnik erlaubt eine 

anschließende Konsolidierung der Preformen 

in effizienten Schlauchblas- oder Pultrusionsprozessen 

55 . Aufgrund der thermoplastischen 

Matrix lassen sich die Hohlprofile in nachfolgenden 

Prozessschritten weiter funktionalisieren. 

So stehen Methoden zur Verfügung, 

um metallische Strukturen stoff- und formschlüssig 

anzubinden. Durch Kombination mit 

der Spritzgieß- und Presstechnik lassen sich 

zudem komplexe, hybride Baugruppen unter 

großseriennahen Bedingungen automatisiert 

fertigen. 

Abbildung 2: 

Durchgängige Prozesskette zur Realisierung funktionalisierter Bauteilstrukturen 

137

Die prozessintegrierte Funktionalisierung von 

Leichtbaustrukturen spielt nicht nur unter 

strukturmechanischen Gesichtspunkten eine 

wichtige Rolle. Daneben werden auch vielfältige 

weitere Funktionen wie Class-A-Oberflächen 

39 , Verbindungszonen 44 oder auch 

kinematische Funktionen 23,59 im Fertigungsprozess 

integriert. Von besonderer Bedeutung 

ist hierbei die Integration elektrischer 

Funktionen. So werden seit über 15 Jahren 

innovative Handhabungs- und Werkzeugtechnologien 

entwickelt, die eine direkte Einbettung 

von Sensoren, Aktoren und weiteren 

Funktionselementen in thermoplastischen 

Verarbeitungsprozessen ermöglichen 32,43,53 . 

NEUARTIGE FÜGESYSTEME FÜR 

HYBRIDE LEICHTBAUSTRUKTUREN 

Die ur- und umformtechnische Fertigung hybrider 

Leichtbaustrukturen bietet ein hohes 

Potential, Montage- oder entsprechende Vorbereitungsschritte 

bereits im Formwerkzeug 

zu integrieren. So lassen sich etwa bei thermoplastischen 

Faser-Kunststoff-Verbunden die 

charakteristischen Merkmale der Matrix, wie 

ihre Schmelz- und Schweißbarkeit, gezielt ausnutzen. 

Im Rahmen verschiedener DFG-Vorhaben 

wurden und werden dazu innovative 

Lösungen wie die Schlaufenformung, das Thermoclinchen 

oder die warmumformtechnische 

Einbringung von Bolzenlöchern und Inserts 

entwickelt (Abbildung 3). Daneben kommen 

Haftvermittler, Plasmabehandlungen oder 

Laserstrukturierungen beim prozessintegrierten 

Fügen zum Einsatz. All diese Prozesse sind 

gekennzeichnet durch eine starke lokale Interaktion 

von Werkstoff, Gestalt und Prozess. Sie 

führen häufig zu charakteristischen Werkstoffstrukturphänomenen, 

wobei insbesondere im 

Bereich von Verbindungszonen die resultierende 

örtliche Werkstoffstruktur das Tragverhalten 

bestimmt. 

So wird etwa bei der Warmlochformung thermoplastischer 

Faserverbundwerkstoffe durch 

den Einsatz eines kegelförmigen Dornwerkzeuges 

die Faserverstärkung in der erweichten 

Verbundstruktur seitlich verschoben 

und somit schädigungsfrei ein Loch erzeugt 

(Abbildung 3 a). Durch Integration der Lochformungskinematiken 

in das Spritzgieß- oder 

a) b) c) 

138

Presswerkzeug lassen sich Lochformung und 

Bauteilfertigung vorteilhaft miteinander kombinieren. 

Die sich dabei lokal einstellende 

Werkstoffstruktur – infolge von Faserverschiebung 

und -verdichtung – muss im Hinblick auf 

die Auslegung derartiger Verbindungszonen 

aufgeklärt und einer Berechnung zugänglich 

gemacht werden. Hierzu werden am ILK analytische 

und numerische Modellierungsansätze 

entwickelt, mit denen die komplexe Phänomenologie 

der Werkstoffstruktur in Lochnähe 

realitätsnah abgebildet werden kann 44 . 

INNOVATIVE WERKZEUG- 

TECHNOLOGIEN FÜR HYBRIDGARN- 

BASIERTE BAUWEISEN 

Neben umfangreichen Forschungstätigkeiten 

im Bereich der Press- und Spritzgießfertigung 

ist die Entwicklung neuer Fertigungsund 

Werkzeugtechnologien zur Verarbeitung 

thermoplastischer Hybridgarne ein kontinuierlicher 

Arbeitsschwerpunkt am ILK. Diese 

speziellen Mischgarn-Halbzeuge bestehen 

aus Verstärkungsfasern (bspw. aus Glas- oder 

Kohlenstoff) und thermoplastischen Polymerfasern. 

Aus Hybridgarnen können in textilen 

Fertigungsprozessen – wie etwa Flechten, 

Weben, Stricken oder Nähen – komplexe dreidimensionale 

Preformen hergestellt werden. 

Für deren Weiterverarbeitung zum konsolidierten 

Bauteil sind neue Handhabungsund 

Werkzeugtechnologien erforderlich, die 

in grundlagen- und anwendungsorientierten 

Forschungsprojekten entwickelt wurden 


Ein frühes Beispiel hierfür sind die Entwicklungen 

der DFG FOR 278. Hier wurden für die 

Fertigung komplex gestalteter CF-PEEK-Rotorstrukturen 

erstmals spezielle Formwerkzeuge 

mit kinematischen und adaptiven Spannsystemen 

entwickelt. Diese erlauben, den bei 

der Rotorfertigung gestellten Anforderungen 

nach extremer Maßhaltigkeit bei gleichzeitiger 

hoher Geometrieflexibilität des Werkzeugs 

gerecht zu werden. Dabei wurden wesentliche 

Erkenntnisse erarbeitet, wie textile Preformen 

mit definierter Faseranordnung in 

reproduzierbaren Prozessen verschiebungsund 

schädigungsfrei verarbeitet werden können. 

Erst auf Basis dieser zukunftweisenden 

d) e) 

Abbildung 3: 

Konzept der Warmlochformung 

(a), eingebettete Inserts (b), Thermoaktiviertes 

Verstiften (c), Thermoclinchen 

(d) und Schlaufenverbindung 

(e) 

139

Ergebnisse konnten im Rahmen des DFG 

SFB 639 weitere innovative Werkzeugtechnologien 

bspw. zur Fertigung von komplexen 

Hohlkammer-Sandwichstrukturen entwickelt 

werden. So kamen hier zur qualitätsgerechten 

Verarbeitung 3D-gewebter Textilien 

erstmals prozessaktive Kernsysteme für die 

faltenfreie Ausformung der Mehrkammerkonturen 

bei kurzen Zykluszeiten zum Einsatz 45 . 

Diese Arbeiten bilden die Grundlage für aktuelle 

Forschungsaktivitäten zu variothermen 

Werkzeugtechnologien und automatisierten 

Preform-Handling-Systemen für thermoplastische 

Hohlprofilbauweisen mit dem Ziel, diese 

bis zur Überführung in die industrielle Anwendung 

zu begleiten. 

VERKNÜPFUNG REALER UND 

VIRTUELLER PROZESSKETTEN FÜR DIE 

ZUKUNFTSFÄHIGE SERIENFERTIGUNG 

Die Entwicklung moderner Fertigungsprozesse 

ist geprägt von einem regen Wettbewerb 

zwischen verschiedenen Verfahren, 

Werkstoffen und Bauweisen. Hier ist aufgrund 

der zahlreichen Einflussparameter in 

komplexen Fertigungsprozessen eine enge 

Verknüpfung von Konstruktion, Simulation 

und Prozessgestaltung zwingend erforderlich. 

So bieten beispielsweise duroplastische 

Fertigungsverfahren wie das Resin Transfer 

Moulding (RTM) zwar den Vorteil, dass sie 

automatisierbar sind und ein hohes Maß an 

Gestaltungsfreiheit und Funktionsintegration 

ermöglichen. Als Hemmnis für den breiten 

industriellen Einsatz gilt hingegen häufig die 

anspruchsvolle und sensitive Prozessführung. 

Das ILK hat sich hier zum Ziel gesetzt, die in 

Fertigungsverfahren stattfindenden Vorgänge 

transparenter zu machen und sie durch 

ein besseres Prozessverständnis sicher zu 

beherrschen, indem Simulation, experimentelle 

Fertigungsstudien und Strukturanalysen 

miteinander verknüpft werden. 

Insbesondere bei Leichtbaustrukturen in Multi-Material-Design 

steigt aufgrund der unterschiedlichen 

Eigenschaften etwa von Metallen 

und polymeren Verbundwerkstoffen die Komplexität 

der Bauteil- und Prozessauslegung 

noch weiter 48 . Um die hierfür erforderlichen 

mehrstufigen Fertigungstechnologien in die 

Serienproduktion zu überführen, ist es notwendig, 

bereits in der Entwicklungsphase des 

Bauteils die einzelnen Prozessschritte virtuell 

miteinander zu verknüpfen. Eine durchgängige 

Prozesssimulation von der Blechumformung 

über das Drapieren von Verstärkungstextilien 

bis zur Spritzgießsimulation ermöglicht es so, 

bereits in einem frühen Stadium Hinweise zur 

Bauteil- und Prozessgestaltung zu erhalten. 

Darüber hinaus lassen sich so prozessabhängige 

Werkstoffeigenschaften bei der strukturmechanischen 

Auslegung hybrider Bauteile 

umfassend berücksichtigen. Damit wird es 

möglich, Einflüsse aus Fertigung und Prozessführung 

mit den daraus resultierenden Bauteileigenschaften 

zu korrelieren und somit 

bereits in der virtuellen Prozess- und Bauteilauslegung 

eine Optimierung vorzunehmen 60 . 

Dies resultiert in einer signifikanten Reduzierung 

von Zeit- und Kostenaufwand in der 

Entwicklungsphase, sowie der Vermeidung 

von prozessbedingten Qualitätsschwankungen 

und ermöglicht zudem zukünftig flexible 

wandlungsfähige Prozesse. 

140 



Abbildung 4: 

ILK-Historie der Bauteil- und Prozessentwicklung für Hybridgarn-Textil-Thermoplaststrukturen 

141

DISSERTATIONEN UND HABILITATIONEN 

BETREUT DURCH DIE ILK-PROFESSOREN 

1. Herrmann, Axel: Experimentelle und theoretische Untersuchungen von Kerbspannungsproblemen 

anisotrop glasfaserverstärkter Epoxidharzscheiben. Dissertation, TU Clausthal, 

1989 

2. Hoffmann, Uwe: Zur Optimierung der Werkstoffdämpfung anisotroper polymerer 

Hochleistungs-Faserverbundstrukturen. Dissertation, TU Clausthal, 1992 

3. Kroll, Lothar: Zur Auslegung mehrschichtiger anisotroper Faserverbundstrukturen. 

Dissertation, TU Clausthal, 1992 

4. Hanselka, Holger: Ein Beitrag zur Charakterisierung des Dämpfungsverhaltens polymerer 

Faserverbundwerkstoffe. Dissertation, TU Clausthal, 1992 

5. Gerhardy, Thomas: Beitrag zur Auslegung von Keramik/Metall-Verbundstrukturen. 


6. Müller, Carsten: Grundlagen zur Entwicklung scheibenförmiger Hochleistungsrotoren aus 

Faser-Kunststoff-Verbunden. Dissertation, TU Clausthal, 1993 

7. Kolshorn, Kay-Uwe: Zur Dimensionierung mehrschichtiger Kreisplatten unter schiefer 

exzentrischer Belastung. Dissertation, TU Clausthal, 1994 

8. Archodoulakis, Georgios: Zur Auslegung thermomechanisch beanspruchter ebener 

anisotroper Mehrschichtverbundstrukturen. Dissertation, TU Clausthal, 1995 

9. Haldenwanger, Hans-Günther: Zum Einsatz alternativer Werkstoffe und Verfahren im 

konzeptionellen Leichtbau von Pkw-Rohkarosserien. Dissertation, TU Dresden, 1997 

10. Zhou, Bingquan: Beitrag zur Berechnung endlich berandeter anisotroper Scheiben mit 

elastischem Einschluss. Dissertation, TU Clausthal, 1997 

11. Troschitz, Ralf: Beitrag zur faserverbundgerechten Dimensionierung von Behältern und 

Rohrleitungen. Dissertation, TU Clausthal, 1997 

12. Holste, Carsten: Zum Dämpfungsverhalten anisotroper Faserverbundstrukturen. 


13. Adam, Frank: Zum anisotropen Strukturverhalten mehrschichtiger Leichtbauverbunde als 

Flächentragwerke. Dissertation, TU Dresden, 1999 

14. Lepper, Martin: Kerbspannungsanalyse anisotroper Mehrschichtverbunde mit symmetrischem 

und unsymmetrischem Strukturaufbau. Dissertation, TU Clausthal, 1999 

15. Gude, Maik: Zum nichtlinearen Deformationsverhalten multistabiler Mehrschichtverbunde 

mit unsymmetrischem Strukturaufbau. Dissertation, TU Dresden, 2000 

16. Langkamp, Albert: Bruchmodebezogene Versagensmodelle für faser- und textilverstärkte 

Basisverbunde mit polymeren, keramischen sowie metallischen Matrices. 

Dissertation, TU Dresden, 2002 

142

17. Täger, Olaf: Beitrag zur Analyse der Strukturdynamik und Schallabstrahlung hybrider 

anisotroper Mehrschichtverbunde. Dissertation, TU Dresden, 2003 

18. Grüber, Bernd: Beitrag zur Strukturanalyse anisotroper Schichtverbunde mit elastischen 

Einschlüssen und Bolzen. Dissertation, TU Dresden, 2004 

19. Kroll, Lothar: Berechnung und technische Nutzung von anisotropiebedingten Werkstoffund 

Struktureffekten für multifunktionale Leichtbauanwendungen. Habilitation, TU Dresden, 

2005 

20. Helms, Olaf: Konstruktion und technologische Umsetzung von hochbeanspruchten Lasteinleitungssystemen 

für neuartige Leichtbaustrukturen in Faserverbundbauweise. Dissertation, 

TU Dresden, 2006 

21. Böhm, Robert: Beitrag zur bruchmodebezogenen Beschreibung des Degradationsverhaltens 

textilverstärkter Verbundwerkstoffe. Dissertation, TU Dresden, 2008 

22. Gude, Maik: Modellierung von faserverstärkten Verbundwerkstoffen und funktionsintegrierenden 

Leichtbaustrukturen für komplexe Beanspruchungen. Habilitation, TU Dresden, 

2008 

23. Modler, Niels: Nachgiebigkeitsmechanismen aus Textilverbunden mit integrierten 

aktorischen Elementen. Dissertation, TU Dresden, 2008 

24. Kurz, Hansjörg: Zum Einsatz endlosfaserverstärkter Thermoplast-Schichtverbunde in 

automobilen Außenhautanwendungen mit hoher Oberflächenqualität. Dissertation, 

TU Dresden, 2009 

25. Ebert, Christoph: Werkstoffmechanische Modellierung von textilverstärkten Thermoplastverbunden 

unter hochdynamischer Beanspruchung. Dissertation, TU Dresden, 2010 

26. Koch, Ilja: Modellierung des Ermüdungsverhaltens textilverstärkter Kunststoffe. 


27. Kochan, Antje: Untersuchungen zur zerstörungsfreien Prüfung von CFK-Bauteilen für die 

fertigungsbegleitende Qualitätssicherung im Automobilbau. Dissertation, TU Dresden, 2011 

28. Fischer, Fabian: Funktionsintegrative Mischverbunde für den Systemleichtbau. 


29. Ulbricht, Andreas: Zur Gestaltung und Dimensionierung von zylindrischen Leichtbaustrukturen 

in Faserkunststoffverbund-Metall-Mischbauweise. Dissertation, TU Dresden, 2011 

30. Menzel, Stephan: Zur Berechnung von Klebverbindungen hybrider Karosseriestrukturen 

beim Lacktrocknungsprozess. Dissertation, TU Dresden, 2011 

31. Werner, Jens: Zum Umformverhalten teilkonsolidierter Reaktionsharzsysteme. 


143

32. Heber, Thomas: Integrationsgerechte Piezokeramik-Module und großserienfähige Fertigungstechnologien 

für multifunktionale Thermoplastverbundstrukturen. 


33. Shchegel, Ganna: Modellierung des Verhaltens von Mehrkomponenten-Verbundmaterialien 

bei Hochgeschwindigkeitsbelastung. Dissertation, TU Dresden, 2011 

34. Dannemann, Martin: Zur vibroakustischen Auslegung von Faserverbund-Leichtbaustrukturen. 


35. Jaschinski, Jörn: Zum Strukturverhalten dünnwandiger Leichtbau-Sandwichbleche. 


36. Heßler, Uwe: Effizientes Forschungs- und Technologiemanagement in der globalen 

Luftfahrtindustrie. Dissertation, TU Dresden, 2012 

37. Kellner, Philipp: Zur methodischen Bewertung integrativer Leichtbau-Strukturkonzepte für 

biegebelastete Crashträger. Dissertation, TU Dresden, 2013 

38. Andrich, Manuela: Analyse des Schädigungs- und Versagensverhaltens dickwandiger 

textilverstärkter Kunststoffverbunde bei Druckbelastung in Dickenrichtung. 


39. Freund, Andreas: Numerische Untersuchung zur Oberflächenwelligkeit von presstechnisch 

hergestellten textilverstärkten Thermoplastverbunden. Dissertation, TU Dresden, 2014 

40. Zscheyge, Matthias: Zum temperatur- und dehnratenabhängigen Deformations- und 

Schädigungsverhalten von Textil-Thermoplast-Verbunden. Dissertation, TU Dresden, 2015 

41. Gottwald, Robert: Beitrag zur analytischen, numerischen und experimentellen 

Kerbspannungsanalyse endlich berandeter anisotroper Mehrschichtverbunde. 


42. Thieme, Mike: Beitrag zur Beschreibung des probabilistischen Versagensverhaltens von 

textilverstärkten Verbundwerkstoffen. Dissertation, TU Dresden, 2015 

43. Winkler, Anja: Seriengerechte Bauweisen und Fertigungstechnologien für funktionsintegrative 

thermoplastische Faserverbundbauteile mit eingebetteten Piezokeramik-Modulen. 


44. Kupfer, Robert: Zur Warmlochformung in Textil-Thermoplast-Strukturen - Technologie, 

Phänomenologie, Modellierung. Dissertation, TU Dresden, 2016 

45. Krahl, Michael: Entwicklung eines neuartigen Fertigungsprozesses für komplexe 

Hybridgarn-Textil-Thermoplast-Leichtbaustrukturen. Dissertation, TU Dresden, 2016 

46. Maron, Bernhard: Beitrag zur Modellierung und Simulation des Thermoformprozesses von 

textilverstärkten Thermoplastverbunden. Dissertation, TU Dresden, 2016 

47. Weck, Daniel: Methodische Entwicklung textilverstärkter Thermoplastverbundstrukturen 

mit eingebetteten Sensornetzwerken und funktionalen Schnittstellen. 


144

48. Klemt, Christian: Verfahrensentwicklung zur Einbringung endlosfaserverstärkter Thermoplaste 

in metallische Strukturen mittels Patchen. Dissertation, TU Dresden, 2016 

49. Dohmen, Eike: Zum Einsatz magnetischer Hybridmaterialien in adaptiven Leichtbaustrukturen. 


50. Böhm, Robert: Zur schadenstoleranten Gestaltung und Auslegung von textilverstärkten 

Verbundwerkstoffen für Hochtechnologie-Leichtbauanwendungen. 

Habilitation, TU Dresden, 2017 

51. Wörner, Lukas: Zur werkstoffund anforderungsgerechten Gestaltung von fließlochgeformten 

Schraubverbindungen bei CFK/Metall-Hybridverbindungen. 


52. Lenz, Florian: Die Innenprofilierung als Lasteinleitungsprinzip für modulare Antriebswellensysteme 

aus Hochleistungs-Faser-Kunststoff-Verbunden. Dissertation, TU Dresden, 2017 

53. Möbius, Teresa: Zur Integration von Sensorknoten in Hybridgarn-Mehrlagengestrick- 

Verbunde. Dissertation, TU Dresden, 2017 

54. Hornig, Andreas: Beitrag zur Analyse und Berechnung impactinduzierter Spallationsdelaminationen 

in Faserverbundwerkstoffen. Dissertation, TU Dresden, 2017 

55. Garthaus, Christian: Zur Herstellung funktionalisierter Hohlprofilstrukturen aus endlosfaserverstärkten 

Thermoplasten. Dissertation, TU Dresden, 2017 

56. Täger, Olaf: Auslegung und Fertigung neuer Leichtbau-Faserverbundstrukturen mit 

werkstoffbasierter Funktionsintegration. Habilitation, TU Dresden, 2017 

57. Köhler, Norman: Methodenentwicklung zur Bewertung der Kopplung von Fertigungsprozess- 

und Struktursimulation bei gewebeverstärkten Thermoplasten. 


58. Filippatos, Angelos: A damage identification method for composite rotors under 

consideration of their gradual damage behaviour. Dissertation, TU Dresden, 2017 

59. Zichner, Marco: Mechanismenelemente mit lokal angepasster Nachgiebigkeit. 


60. Maaß, Johann: Ermittlung prozessbedingter Struktureigenschaften stoffschlüssig verbundener 

intrinsischer Metall-Faserverbund-Hybridstrukturen. Dissertation, TU Dresden, 2018 

61. Mallach, Annegret: Beitrag zur praxisgerechten Nutzung makromechanischer Drapiersimulationen 

für Biaxialgelege. Dissertation, TU Dresden, 2018 

62. Miadowitz, Thomas: Beitrag zur Entwicklung blasgeformter Kernstrukturen für die 

Fertigung von CFK-Hohlprofilen. Dissertation, TU Dresden, 2019 

63. Spitzer, Sebastian: Zur werkstoffgerechten Gestaltung und Auslegung hybrider Antriebswellen 

in Metall/Faser-Kunststoff-Verbund-Bauweise. Dissertation, TU Dresden, 2019 

145

AUF IN DIE NÄCHSTEN 25 JAHRE 

– FÜR NACHWUCHS IST IN JEDEM FALL GESORGT 

146 

Foto © Tanja Kirsten

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