THEMA

Was sind smart materials? Wo kommen sie im Alltag vor? Und wie funktionieren diese Werkstoffe? Diesen und weiteren Fragen gehen Interessierte alljährlich im Rahmen der »Smart³ Academy« nach. Das ist ein Workshop-Format, welches inzwischen zum zweiten Mal durchgeführt wurde. Dabei richtet sich die Veranstaltung an Studierende aller Fachrichtungen sowie an externe Besucher. Belegt werden kann die »Smart³ Academy« im Studiengang der Wissensarchitektur. Die Veranstaltung findet unter dem Semester statt und gliedert sich somit in den Studienablauf der TU Dresden ein.

Die Rolle von smart³

Die Betreuung der Teilnehmenden erfolgt durch das Innovationsnetzwerk smart³, die Forschungsgruppe Wissensarchitektur-Laboratory of Knowledge Architecture der TU-Dresden, das Team vom SLUB Makerspace und das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU). Mit der Veranstaltung werden zwei Ziele verfolgt: Einerseits soll auf die Entstehung neuer Produkte auf Basis von smart materials fokussiert werden. Andererseits sollen die Teilnehmenden den gesamten Entwicklungsprozess – von der Idee bis zum Demonstrator – nachvollziehen. Besonders knifflig war dabei der Umgang mit den komplexen und kaum bekannten Werkstoffen. Damit einher geht auch die erschwerte Entwicklung neuartiger Produkte, da die Herangehensweise von der herkömmlichen abweicht. Vor der Ideensuche und Konstruktion von Prototypen wurde zu Beginn der Veranstaltungsreihe ein Verständnis für smart materials (Piezokeramiken und Formgedächtnislegierungen) geschaffen. Dazu besuchten die Teilnehmenden das Fraunhofer IWU und erfuhren im Vortrag von smart³ mehr über die Geschichte der intelligenten Werkstoffe, deren Funktionsweise und deren Anwendungsgebiete. Um die Brücke von der abstrakten Theorie zu konkreten Anwendungen zu schlagen, gingen die Referenten auch auf smarte Produkte ein, die wir alltäglich verwenden.

Von der Idee zum Demonstrator

Zur Vertiefung der Grundlagen erarbeiteten sich die Studierenden die mechanischen Prinzipien, die smart materials zu Grunde liegen. Zu diesem Zweck kam der Experimentierkoffer »smeX-Kit« zum Einsatz. In der anschließenden Intensivwoche wurden Ideen geschmiedet, Teams gebildet und erste Produktideen entwickelt. Abschließend sollten die Ideen konstruktiv umgesetzt und ein funktionsfähiger Demonstrator gebaut werden. Hierfür standen den Teilnehmenden eine große Auswahl an technischen Geräten – vom Lasercutter, 3D-Drucker bis zum Styrocutter – im Makerspace zur Verfügung. Präsentiert wurden die Demonstratoren schlussendlich vor dem Seminar und einer fachkundigen Jury.

Die Preisträger

Im Rahmen der feierlichen Abschlusssitzung wurden die Demonstratoren von einer Fachjury bewertet und ausgezeichnet. Bei der Bewertung lag der Fokus auf zwei Aspekten: das präsentierte Funktionsprinzip samt des fokussierten Anwendungsgebietes sowie der Demonstrator. Dort lag das Augenmerk auf der technischen und konstruktiven Umsetzung.

Das Siegerteam der »Smart³ Academy« 2017 entwickelte das »Smart Lock«, welches auf Basis eines Formgedächtnisdrahtes funktioniert und sich losgelöst von herkömmlichen Verriegelungsmechanismen (Schlüssel oder Taster) öffnet. Ausgelöst wird dieser geheime Vorgang zum Beispiel durch die Wärme einer Kaffeetasse. Das Gewinnerteam bewies bei der Konstruktion des Aktors sehr großen Ehrgeiz und erzielte über einen mehrstufigen Entwicklungsprozess ein sehr gutes Ergebnis.

In diesem Jahr überzeugte das Siegerteam die Jury mit seinem Projekt »Shade Creator«. Vor dem Hintergrund der Wasserknappheit und der Problematik der Verdunstung in der Landwirtschaft entwickelten sie ein System zur Verringerung dieser. Das System soll – dank des Einsatzes von Formgedächtnislegierungen – autark funktionieren und der Pflanze bei starker Sonneneinstrahlung Schatten spenden.

2017 und 2018 präsentierten insgesamt 16 Gruppen interessante Ideen und Demonstratoren.

 

Text: Andreas Erben