Forschung // Übersicht

SmartPro – Key to Smart Products!

Energiewandler

Energiespeicher

Leichtbau

Additive Fertigung

Machine Learning

Forschung für den Klimaschutz

In der SmartPro-Forschung gibt es ein zentrales Ziel: Klimaschutz. Dazu werden energieeffiziente und ressourcenschonenden Produkte und Technologien in den drei Anwendungsfeldern Energiewandler, Energiespeicher und Leichtbau, eng verknüpft mit den Querschnittstechnologien Additive Fertigung und Machine Learning, entwickelt. Gerade an den Schnittstellen entstehen durch die enge Zusammenarbeit innovative Ideen und Forschungsansätze.

Energie - und
ressourceneffiziente
Produkte
Querschnitts-
technologien
Anwendungs-
felder
Smarte Materialien
und intelligente Produktions-
technologien
Energie- und ressourceneffiziente Produkte

Smarte Produkte für ein nachhaltiges Morgen

Mit über 60 Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft forscht die Hochschule Aalen an smarten Materialien und intelligenten Technologien für zukunftsfähige Produkte. SmartPro: Impulsgeber für eine hohe Lebensqualität – auch morgen! Verbesserte Energieeffizienz und Klimaschutz sowie die Schonung kritischer Ressourcen sind zentrale Ziele der Partnerschaft.

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Energiewandler

Maßgeschneiderte und qualitätsgesicherte Magnetwerkstoffe für energieeffiziente und ressourcenschonende Elektromotoren

Wie wird zukünftig der Strom erzeugt, den wir nutzen? Wie werden Elektromotoren leicht und kompakt, effizient und ressourcenschonend? Im Anwendungsfeld Energiewandler dreht sich alles um magnetische Materialien und Magnete in Systemen wie Elektromotoren und Generatoren, wo mechanische in elektrische Energie (oder andersherum) umgewandelt wird. Ziel in SmartPro ist es, Magnete gesicherter Qualität mit geringeren Mengen kritischer Ressourcen herzustellen sowie ihre Belastbarkeit und Lebensdauer zu verbessern.

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Energiespeicher

Neue Materialkonzepte, innovative Prozesstechnologien und Bewertungstools für zukünftige Lithium-basierte Batteriesysteme

Was lässt in Zukunft unsere Autos fahren – klimaschonend ohne Kohle und Öl? Wie speichern wir Energie aus regenerativen Quellen effizient? Neue Materialkonzepte, innovative Prozesstechnologien und Bewertungstools für zukünftige Lithium-basierte Batteriesysteme stehen im Mittelpunkt des Anwendungsfelds Energiespeicher. Ziel ist, die Energiedichte zukunftweisender Feststoffbatterien zu verbessern, Kosten durch smarte Zellkonzepte zu senken sowie die Qualität über intelligente Machine Learning – basierte Methoden zu sichern.

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Leichtbau

Smarte Druckguss-Strategien und innovative Fügeprozesse und Prüftechnologien für hybride Leichtbaukonstruktionen

Welche Bauweise und Konstruktionsphilosophie ist branchenübergreifend bedeutsam, um Energie- und Ressourceneffizienz zu erreichen? Es ist der Leichtbau. In diesem SmartPro-Anwendungsfeld werden innovative Konstruktionen und Fügetechnologien sowie intelligente Qualitätssicherung entwickelt. Hier stehen Multimaterialverbunde, zum Beispiel die Kombination von Kohlenstoffasern und Metallen, sowie serientaugliche, zerstörungsfreie Prüfverfahren von Fügeverbindungen mittels Ultraschallmikroskopie ebenso im Fokus wie Machine Learning - basierte Fehlerbewertung durch Computertomographie.

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Additive Fertigung

Plattform Additive Technologien

Die mächtige Querschnittstechnologie Additive Fertigung – allgemeiner bekannt als 3D-Druck – wird im engen Austausch mit den drei Anwendungsfeldern weiterentwickelt. Durch additive Fertigung kann wird der Ressourcenverbrauch signifikant reduziert, indem effizient nur die Materialmenge dort eingesetzt wird, wieviel und wo an einem Bauteil nötig ist. Die im Rahmen von SmartPro geschaffene Plattform bietet neuartige Prozesstechnologien vom 6-Achsen-Roboter über Druckprozessen für weichmagnetische Werkstoffe bis hin zu Materialinnovationen – zum Beispiel für verschleißbeständige Werkzeuge.

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Machine Learning

Anwendungsorientierte (effiziente) Machine Learning Verfahren für smarte Produktionssysteme

Künstliche Intelligenz kommt in der Querschnittstechnologie Machine Learning zum Einsatz, um smarte Produktionssysteme zu erarbeiten. Die Qualitätssicherung von Magneten für effiziente elektrische Maschinen, Batterien für Akkugeräte und E-Mobilität sowie ressourcenschonende Leichtbaukomponenten ist das zentrale Ziel, wenn Machine Learning Methoden neu entwickelt oder auf anwendungsspezifische Fälle angewendet und angepasst werden. Der enge Austausch mit allen Anwendungsfeldern vernetzt die SmartPro-Partnerschaft dabei noch stärker.

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Smarte Materialien und intelligente Produktionstechnologien

Nachhaltige Technologien und Prozesse für ein besseres Morgen

Forschungsschwerpunkte in SmartPro liegen in den Anwendungsfeldern Energiewandler, Energiespeicher und Leichtbau – in enger Verbindung mit den Querschnittstechnologien Additive Fertigung und Machine Learning. In sogenannten „Impulsprojekten“ mit 4-jähriger Laufzeit werden die Forschungsschwerpunkte in SmartPro bearbeitet. Gerade an den Schnittstellen entstehen durch die enge Zusammenarbeit innovative Ideen und Forschungsansätze.

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Impulsprojekte

Forschungsschwerpunkte in SmartPro liegen in den Anwendungsfeldern Energiewandler, Energiespeicher und Leichtbau – in enger Verknüpfung mit den Querschnittstechnologien Additive Fertigung und Machine Learning. In der SmartPro Aufbauphase (2017-2020) und Intensivierungsphase (2021-2024) werden diese in sogenannten Impulsprojekten (IP) mit vierjähriger Laufzeit  bearbeitet. Gerade durch die enge Zusammenarbeit entstehen innovative Ideen und Forschungsansätze.

Dargestellt sind auch die Managementprojekte (MP) SmartProM und Smart-PROM.

Explorative Projekte

Zusätzlich zu den langfristig angelegten Impulsprojekten hebt SmartPro Forschungs- und Innovationspotentiale durch explorative Projekte. Dabei werden die drei Anwendungsfelder – Energiewandler, Energiespeicher und Leichtbau – sowie die zwei Querschnittstechnologien – Additive Fertigung und Machine Learning – inhaltlich und methodisch erweitert.

Die aufgegriffenen Fragestellungen sind meist grundlagenorientiert und erfordern interdisziplinäre Lösungsansätze. Daher werden zur kontinuierlichen Erweiterung der Expertise im Netzwerk auch neuberufene Professoren in SmartPro integriert.

Wo findet die Forschung statt?

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Seit 2020 ergänzen zwei neue Forschungsgebäude mit 31 modernen Laboren die herausragende Forschungsinfrastruktur der Hochschule Aalen: das Zentrum innovativer Materialien und Technologien für effiziente elektrische Energiewandler-Maschinen (ZiMATE) und das Zentrum Technik für Nachhaltigkeit – Ressourcenschonung, Umwelt, CO2-Reduzierung (ZTN).

Mehr Informationen zur SmartPro-Forschung in den neuen Gebäuden gibt es im Video oder in der Broschüre zum Download.

Verwandte Projekte

Die ausgezeichneten Rahmenbedingungen an der Hochschule Aalen unterstützen die Forschenden auch dabei, kontinuierlich weitere Drittmittel einzuwerben. Viele der innovativen Forschungsprojekte werden mit Unternehmenspartnern durchgeführt und greifen Themen aus den SmartPro-Anwendungsfeldern und Querschnittstechnologien auf. In diesen eng verwandten Projekten kooperieren die SmartPro-Arbeitsgruppen oft mit Unternehmen inner- und außerhalb der Partnerschaft. Die Industriepartner unterstützen durch wissenschaftliche Diskussionen, Unterstützungsschreiben, Bar- oder Sachmittel sowie Beratung in Beiräten.

SmartPro-Partner

In die SmartPro-Partnerschaft bringen sich aktuell neben den 19 Arbeitsgruppen der Hochschule, 60 externe Partner ein: 40 Unternehmen (vom KMU bis zum Konzern), 9 Forschungsinstitutionen und 11 Transferakteure. Das Netzwerk entwickelt sich stetig weiter. Wir freuen uns über weitere Kooperationspartner, die sich aktiv einbringen und von der strategischen Partnerschaft profitieren möchten.

Weitere Informationen zum Kooperationsnetzwerk und unseren Partnern finden Sie unter Netzwerk.

// Konzerne und mittelgroße Unternehmen
// KMU (kleine und mittlere Unternehmen)
// Weitere Forschungsinstitutionen
// Transferakteure

KMU-Projekte

Gemeinsam mit der Wirtschaft wurden zudem attraktive Forschungs- und Entwicklungsprojekte auf den Weg gebracht, in denen KMU direkt gefördert wurden. Diese vom jeweiligen KMU geleiteten Projekte trugen zum weiteren Ausbau des Kooperationsnetzwerks bei. Durch die am Unternehmensbedarf orientierten Fragestellungen entwickelten sie SmartPro gezielt thematisch wie methodisch weiter. Zusätzlich wurde der Zugang zur Technologie und Infrastruktur der Hochschule ermöglicht.

Werden Sie Teil der Erfolgsgeschichte!

Zur Einbindung in das SmartPro-Kooperationsnetzwerk gibt es zahlreiche Möglichkeiten. Wenn Ihr Unternehmen Interesse an den Forschungsthemen hat und Teil des Netzwerks werden möchte, nehmen Sie gern Kontakt mit uns auf!

SmartPro // FH-Impuls:
Starke Fachhochschulen – Impuls für die Region

Die Hochschule Aalen hat sich mit SmartPro bundesweit in der Spitzengruppe der Fachhochschulen positioniert. Sie wird als eine von zehn Hochschulen in der Fördermaßnahme FH-Impuls des Bundesministeriums für Bildung und Forschung mit rund 10 Millionen Euro für gut acht Jahre bis 2025 gefördert. Kernziele sind der nachhaltige Ausbau des regionalen Transfer- und Kooperationsnetzwerks, die Stärkung der Forschung und Innovationskraft. SmartPro leistet Beiträge zu gesellschaftlichen Herausforderungen wie Klimaschutz, Mobilität und Digitalisierung.