FORSCHUNG, DIE ÜBERRASCHT!
Maschinenbau ist vielfältig. Wer dabei nur an große Maschinenteile und Autos denkt, irrt! Maschinenbau steckt in (fast) allen Gegenständen, die wir täglich nutzen: Sämtlichen Transportmitteln, unserem Smartphone, den Untersuchungsgeräten beim Arzt, dem Strom aus der Steckdose und vielem, vielem mehr! 💥
Und genauso vielfältig wie der Maschinenbau an sich ist auch die Forschung im Maschinenbau an der Ruhr-Universität Bochum! 🙌
Mit unserer Forschung adressieren wir die Probleme von heute und finden Lösungen für morgen. Wir finden Antworten auf Fragen wie:
👉 Wie wollen wir uns in Zukunft fortbewegen?
👉 Wie gelingt uns die Energiewende?
👉 Wo kann der Einsatz von Künstlicher Intelligenz Prozesse verbessern?
Im Folgenden möchten wir euch exemplarisch einige aktuelle Themen unserer Forschung im Maschinenbau vorstellen. Ihr sollt einen Einblick in die Vielfältigkeit des Maschinenbaus erhalten und erkennen, welchen Stellenwert der Maschinenbau für unsere Gesellschaft hat.
Mit Maschinenbau das Klima schützen?
Zum Maschinenbau gehören zahlreiche Fachgebiete, die das Ziel verfolgen, mit guten Ideen unsere Umwelt und unser Klima zu schützen. Die Energie- und Verfahrenstechnik beispielsweise spielt eine zentrale Rolle, wenn es darum geht, möglichst ohne CO2-Emissionen Energie und Produkte bereitzustellen. Brennstoffzellen, Windräder oder Anlagen zur Nutzung von Erdwärme sind ebenso Beispiele für Produkte des Maschinenbaus, wie Anlagen fürs Kunststoffrecycling und zur Herstellung von Kunst- und Treibstoffen auf Basis von im Kreislauf geführtem CO2. Eine wichtige Rolle spielen auch die Materialwissenschaften – viele der für die Reduktion von CO2-Emissionen entwickelten Verfahren verlangen nach neuen Werkstoffen. Und die Produktionstechnik entwickelt neue Verfahren, um beispielsweise Elektrolyseure preiswerter herstellen zu können – eine wichtige Voraussetzung, damit grüner Wasserstoff bezahlbar wird.
Die Studiengänge der Fakultät für Maschinenbau der Ruhr-Universität Bochum bereiten dich darauf vor, einen ganz praktischen Beitrag zur Entwicklung klimaschonender Technik und letztlich zu einer Gesellschaft mit drastisch reduzierten CO2-Emissionen zu leisten. Ständig laufen zu diesen Fragen an der Fakultät dutzende Forschungsprojekte mit einem Finanzvolumen von vielen Millionen Euro pro Jahr. In Projekt-, Bachelor- und Masterarbeiten oder als studentische Hilfskraft arbeiten unsere Studierenden an nationaler und internationaler Spitzenforschung mit.
Und weil wir wissen, dass sich Klimaneutralität nicht allein mit technischen Innovationen erreichen lässt, arbeiten wir zum Beispiel im Research Department Closed Carbon Cycle Economy eng mit Kolleg*innen aus den Geistes- und Gesellschaftswissenschaften zusammen.
Mit 3D-Druck Ideen zum Leben erwecken?
„3D-Drucken“ ist mittlerweile ziemlich populär und vielleicht auch schon in eurem Klassenzimmer oder in eurer Schule angekommen. Das Erste, was einem dazu einfällt, sind vermutlich die sogenannten „Würstchenleger“, die durch einen schichtweisen Auftrag dreidimensionale Kunststoffbauteile in verschiedenen Formen und Farben herstellen.
Aber könnte da noch mehr hinter stecken? Richtig! 3D-Drucken beschränkt sich nämlich nicht nur auf das Ablegen von heißem Kunststoffdraht und die Herstellung von Prototypen (auch, wenn das schon richtig hilfreich ist)! Laser, Elektronenstrahlkanonen oder UV-Licht sind Beispiele für Energiequellen von Verfahren im Zusammenhang mit 3D-Druck. Damit lassen sich auch unterschiedliche Materialien wie Metalle, Keramiken oder Kunststoffe verarbeiten.
Weitere Infos zu unseren Forschungsprojekten im Bereich 3D-Druck findet ihr auf der Seite des Lehrstuhls „Hybrid Additive Manufacturing“ (HAM) der Ruhr-Universität Bochum.
Mit Maschinenbau Augmented Reality einfach selbst erstellen?
Augmented Reality (AR) kennen viele von euch vielleicht schon aus Apps, von Kamerafiltern oder Spielzeug. AR bezeichnet die Überlagerung der Realität (Kamerabild) mit virtuellen Inhalten (3D-Modellen, Texten, Icons). Die dafür nötigen Software-Schnittstellen werden von den Herstellern direkt in die (Mobil-) Betriebssysteme integriert und selbst günstige Geräte sind mittlerweile für den täglichen Gebrauch leistungsfähig und genau genug.
Für die Industrie bietet AR das Potential, Papieranleitungen oder -dokumentationen in AR-Anwendungen zu überführen und so dicke Gebrauchsanleitungen überflüssig zu machen. Denn mit AR können korrekte Informationen zur richtigen Zeit am richtigen Ort und an der richtigen Stelle einer Maschine dargestellt werden. Doch die Erstellung dieser AR-Inhalte ist bislang eine Sache für Expert*innen, da häufig sind Programmierkenntnisse nötig sind und 3D-Modelle in speziellen Tools bearbeitet werden müssen.
Das haben Forschende der Fakultät für Maschinenbau an der Ruhr-Universität Bochum geändert: Sie haben eine Software, auch AR Content Management System genannt, für die Lehre und Forschung entwickelt, die die Erstellung von AR-Anleitungen ganz einfach macht und so wirklich jede*r diese selbst umsetzen kann.
Mit einem Web-Editor werden Texte geschrieben und passende Icons ausgewählt, die „Verankerung“ der Hinweise im Kamerabild erfolgt anschließend direkt über das Touchdisplay eines Tablets. Sind die Positionen gespeichert, ist die Anleitung einsatzbereit und kann geteilt werden.
Weitere Infos zu unseren Forschungsprojekten im Bereich AR findet ihr auf der Seite des Lehrstuhls „Digital Engineering„.
Mit Maschinenbau klimaneutrales Fliegen ermöglichen?
Angesichts des Klimawandels steigen viele Menschen heute mit schlechten Gewissen ins Flugzeug: Der Ausstoß an klimaschädlichem Kohlenstoffdioxid durch die Verbrennung fossiler Kraftstoffe ist hoch.
Doch was, wenn die Triebwerke der Flugzeuge von morgen verschiedene, nachhaltig produzierte Kraftstoffe bis hin zu reinem Wasserstoff flexibel nutzen könnten? Genau daran forscht der RUB-Lehrstuhl Thermische Turbomaschinen und Flugtriebwerke im Rahmen von zwei EU-Projekten. Und leistet damit einen wichtigen Beitrag für den Klimaschutz.
„Wir werden uns mit der Entwicklung und Demonstration einer bahnbrechenden Konstruktionsmethodik für künftige zivile Kurz- und Mittelstrecken-Triebwerke befassen, die eine breite Palette flüssiger und gasförmiger Kraftstoffe und letztlich reinen Wasserstoff verwenden können“, so Francesca di Mare, Inhaberin des Lehrstuhls.
Weitere Infos zu den Forschungsprojekten findet ihr auf der Seite des Lehrstuhls oder unter der verlinkten News.
Mit Maschinenbau Herzen wieder zum Schlagen bringen?
Herzinfarkte entstehen, wenn wichtige Gefäße verstopfen. Wenn das passiert, kommen häufig sogenannte Stents zum Einsatz; künstliche Gefäßstützen, die verschlossene oder verengte Blutgefäße offenhalten.
Um diese medizinischen Produkte verträglicher und haltbarer zu machen, haben Forschende vom RUB-Institut für Werkstoffe Stents aus modernen Formgedächtnislegierungen entwickelt. Diese Materialien nehmen nach einer Verformung ihre ursprüngliche Gestalt wieder ein und sind daher ideal geeignet, die elastische Natur der Blutgefäße nachzuempfinden.
Weitere Infos zum Schwerpunkt „Medizintechnik“ an der Fakultät für Maschinenbau der RUB finden ihr beispielsweise auf den Seiten des Lehrstuhls für Werkstofftechnik.
Omas neues Hüftgelenk – antibakteriell dank Maschinenbau?
Wenn Gelenkschmerzen unerträglich werden, kann das betroffene Gelenk unter Umständen durch ein Implantat ersetzt werden. Häufig sind solche Eingriffe aber mit Risiken verbunden, beispielsweise, wenn es zu Entzündungen kommt.
Doch wusstet ihr, dass Maschinenbauingenieur*innen ihren Beitrag dazu leisten, dass es nach der Operation nicht zu einer Infektion kommt? Im Bereich der Materialwissenschaft beschäftigen sie sich mit Beschichtungen, die Bakterien unschädlich machen. Dabei schauen sich die Forschenden unter anderem in der Natur um. So kam es, dass eine Zikade Vorbild für die Strukturierung eines Metalls wurde, mit dem das Gelenk überzogen wird. Voilá – Omas Hüftgelenk ist antibakteriell.
Aber bei Bakterien machen die Wissenschaftler*innen nicht Halt, sondern forschen unter anderem auch an neuen Oberflächen, die antivirale Eigenschaften haben – ein hochaktuelles Thema.
In diesem Bereich der Materialforschung kooperieren die Forschenden der RUB aus verschiedenen Fachbereichen miteinander, wodurch der interdisziplinäre Austausch gestärkt wird.
Ist euer Interesse geweckt? Dann schaut gerne für genauere Information auf der Website unseres Lehrstuhls „Materials Discovery and Interfaces“ nach.