Im Rahmen des ESMA-Projekts wird eine Technologieplattform für die Integration von Sensoren in Produkte entwickelt. Die verwendete Methode ist das 3D-Drucken, auch als additive Fertigung bezeichnet. Das Material wird dabei Schicht für Schicht innerhalb eines 3D-Druckers aufgetragen, bis die gewünschte Struktur entsteht. Der Prozess ist bereits sehr ausgereift und wird für das Prototyping sowie zunehmend auch für die Serienfertigung in Kleinserien, und in Einzelfällen bereits für die Großserienproduktion verwendet. Die Entwicklung smarter Bauteile, in denen Sensorik eingebaut ist, steckt jedoch noch in den Kinderschuhen.
Im Rahmen der Projektvorbereitung wurden zahlreiche Gespräche mit verschiedenen Stakeholdern geführt, darunter mit der Industrie, wissenschaftlichen Partnern, Kliniken sowie dem Kärntner Wirtschaftsförderungsfonds KWF. Es wurde uns mitgeteilt, dass die Entwicklung sensorisierter Bauteile eine Herausforderung darstellt, die es jedoch zu überwinden lohnt. Dahinter verbergen sich beträchtliche wirtschaftliche Chancen, jedoch ist auch der soziale und ökologische Einfluss des ESMA-Projekts von hoher Relevanz.
Die Realisierung des Projekts ist mit einer Reihe von technologischen Herausforderungen verbunden. Zunächst muss sichergestellt werden, dass die integrierte Sensorik einwandfrei funktioniert und dass die übrigen Bauteileigenschaften, beispielsweise mechanische Eigenschaften, dadurch nicht beeinträchtigt werden. Zweitens muss gewährleistet sein, dass die Sensorik einen Datentransfer nach außen ermöglicht. Drittens muss sichergestellt werden, dass die Sensorik an jeder Stelle und mit beliebiger Raumrichtung eingearbeitet werden kann, also auch in schrägen oder verdrehten Positionen. Da das klassische 3D-Druckverfahren dazu nicht in der Lage ist, schlagen wir das multi-axiale 3D-Druckverfahren als Lösung vor.
Neben der Technologieentwicklung ist es uns wichtig, einen schnellen Marktzugang zu erreichen. Dazu ist es erforderlich, den zukünftigen Anwender*innen, d. h. Ingenieur*innen und Designer*innen, ein Werkzeug an die Hand zu geben, um die neue ESMA-Technologie in ihrer täglichen Praxis nutzen zu können. Zur Lösung komplexer Designaufgaben erweitern wir das bekannte TRIZ-Verfahren erweitert, um die Möglichkeit, Sensorik effektiv zu integrieren.
Die Demonstration der Vorteile der Technologie ist von entscheidender Bedeutung für die post-project Technologiediffusion. Aus diesem Grund wurden Impact-Cases entwickelt, welche das Potential der ESMA-Technologie zur Verbesserung der Lebensqualität vulnerabler Gruppen und für Frauen zu demonstrieren. Zudem wird demonstriert, wie ESMA-Technologien genutzt werden können, um eine grünere Produktion zu fördern.
Das Projektdesign ist so konzipiert, dass Folgeprojekte eine sinnvolle Ergänzung darstellen. Im Rahmen des ESMA-Projekts erfolgt die Entwicklung der Technologieplattform. In den Folgeprojekten sollen Use Cases für verschiedene Anwendungen gemeinsam mit der Industrie entwickelt werden.