Vergleich aktuelle Investitionen Forschung und Entwicklung

Dr. Holger Schmidt
„Europas digitale Forschungslücke
Die Ausgaben für Forschung und Entwicklung sind in den vergangenen 20 Jahren gestiegen, allerdings in Ländern wie den USA, Südkorea, Taiwan, Israel oder China wesentlich stärker als in der EU. Wesentlicher Grund ist die Digitalisierung, in die der Großteil dieser zusätzlichen Forschungsausgaben geflossen ist. Während Israel oder Südkorea inzwischen rund 5 Prozent ihres BIP in die Forschung investieren, liegt der Wert in Europa kaum verändert bei zwei Prozent. Pro Kopf der Bevölkerung (gerechnet in Kaufkraftparitäten) geben die USA, Israel, Südkorea und Taiwan inzwischen 2000 PPP-Dollar pro Jahr für Forschung und Entwicklung aus. In Europa liegt der Wert nur halb so hoch, zeigen neue OECD-Zahlen.“


Metals Metal NF Research Development Innovation Projects Contract

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Manufacturing process for powder metallurgical aluminum foams with optimized
Microstructure through mechanical alloying

Aluminum foam produced by powder metallurgy is an excellent lightweight construction material with a high
Vibration damping capacity. It is used in a variety of niches, including in
Machine tool assemblies also used in series. The establishment in areas with high
Safety requirements, such as in aircraft construction, on the other hand, were not previously possible. The cause is there
especially in an inhomogeneous foam structure. So far, this can only be influenced to a limited extent and therefore hardly
predictable. This is regrettable, since the enormous potential for lightweight construction is too considerable there
technical and economic improvements would result. In the intended project, the
Production of a preform powder through the process step high-energy ball milling. Using this procedure
it is possible to generate a homogeneous distribution of brittle particles in a ductile matrix. It will therefore
usually also for the powder metallurgical production of particle-reinforced
Aluminum matrix composites are used. The first goal is to develop an industry-standard
Process chain. Furthermore, it must be worked out within which limits and under which boundary conditions
Foams can be produced whose properties are subject to only slight fluctuations. In addition
becomes a significant improvement in properties compared to conventional powder metallurgical foams
aimed at. If the project is successful, SMEs that are involved in the production route of the
can bring in the desired semi-finished products. For foam manufacturers, this includes direct improvement
of products and the associated forward-looking portfolio expansion, the clearest increase in
Competitiveness expected. Processors also benefit from semi-finished foam products as well
End users of the products because of the better predictability and the new product properties
should be able to be developed


Linear joining of profile composite systems with increased Tightness requirements

The aim of the project is to develop and implement a new type of extruded profile concept for
Manufacture of profile composite systems with increased tightness requirements. Especially in the context of
The tightness of assemblies is of fundamental importance to electromobility. Current battery case
with floor groups made of extruded profiles meet the challenge of tightness in the joints
by means of friction stir welding, which, however, entails a time-consuming and costly production.
The solution path to achieve the goals includes, through a targeted, simulation-based
Profile geometry development, the setting of the extrusion parameters and local cooling strategies,
To generate profiles with ideal properties for a downstream, optimized joining process. The
The joining process should be implemented in terms of forming technology, ideally on the basis of a press stroke, so that
the results can be used directly by SMEs from the addressed areas.
After the development of appropriate profile composite systems, the resulting tightness becomes linear
Examines connections and evaluates the results in the context of the manufacturing and joining process. The
Generated knowledge about the interrelationships between the locally available material properties, the
Joining operation and the resulting load-bearing capacity and tightness enable a comprehensive
Process understanding.
On this basis, the potential of electromobility, which among other things is due to the complex
and cost-intensive battery housing production can currently only be used to a limited extent. The
In this way, SMEs receive technological and economic benefits and can increase their
Achieve competitiveness.


Friction-based crack initiation in metal-forming joints of Wrought aluminum alloys

High-strength aluminum materials are used in automotive, rail vehicle and aircraft construction to
to replace existing steel structures with a more efficient lightweight construction. The
Utilizing the strength potential of the materials generates high demands on the
Structural fatigue strength. Recent studies show that the failure of
Connections joined by forming technology are caused by a friction-based crack initiation between the
Joining parts or between the joining part and the joining element is caused. Previous simulation approaches,
which are used to predict damage to base materials, among other things, can be derived from this
Reason cannot be transferred directly. There is a need to identify the relationships
between clamping force-based wear and crack initiation in such materials to
and to offer the opportunity to assess the fatigue strengths of the joints with little testing. The
Lack of knowledge about these fundamental facts is motivation for the one to be applied for
Research project.
With efficient strategies for mapping the mechanisms at work in the case of friction-based failure in the
numerical simulation, SMEs (e.g. manufacturers of joining tools, software simulation companies,
Suppliers of structural parts) will in the future be able to develop forming joints with regard to new
Execute design criteria fatigue-friendly. Through the holistic consideration of the joint
With regard to sampling and load-bearing behavior, the project results therefore lead to a significant
Increase in the competitiveness of SMEs through a significant increase in the efficiency of the assembly process.
In addition, with the help of the application-oriented simulation methods, the problematic high for SMEs can be achieved
Expenditure on the experimental characterization of the fatigue strength of the formed joint
Connections are significantly reduced

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Tools and Materials Research Development Innovation Projects Contract

Tools and Materials Research Development Innovation Projects Contract
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Hybrid spindle: Process-dependent setting of the spindle dynamics to increase productivity in machining

Various storage concepts for the hybrid spindle were initially developed and implemented in
Examined within the framework of numerical simulations with regard to the thermo-elastic behavior. The storage temperatures and thermal
Induced bearing deformations are used to design the preload element. The prestressing force is applied by the prestressing element via spring forces. A deformation of the spindle bearings leads to a change in the deflection and thus to a change in the preload force. The
adaptive prestressing element is therefore designed so that the change in prestressing force as a result
thermally induced deformations can be compensated. In cooperation with representatives from the industry, a practical maximum nominal speed of
n = 20,000 rpm and a rated motor power Pn = 60 kW. Based on the performance and
Speed ​​requirements, the dimensioning and the technical implementation of the electromagnetic active part of the motor. The biasing element and the switchable Winding systems were integrated into a V100 – S20 milling spindle from NN GmbH.
The resulting hybrid spindle was then put into a machine tool of the type NN PFV-1 integrated and experimentally investigated at the IFW. The experimental investigations include the implementation of modal analyzes and machining tests.
The steps involved in designing and testing the hybrid spindle are described in more detail below
… more in German

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Asphalt Meta Research Programs

“Incoming inspection of reclaimed asphalt by means of FTIR spectroscopy for optimised reuse in the asphalt mixing plant”.
Research objective and working hypothesis
The aim of the proposed research project is to develop and test a method for the
characterisation of road paving materials, which allows the identification of problematic
This will enable the identification of problematic constituents and modifications originally used in asphalts. If the analytical method investigated is suitable, the
At the end of the project, a test method will be available that can be used in the asphalt mixing laboratory, which will enable the FTIR measurement and the quantitative evaluation of the measurement in a user-friendly way.
The proposed solution for the development and testing of a method for the for the FTIR analysis of reclaimed asphalt to improve the reuse in asphalt mixtures comprises a total of nine work packages:
1. construction of an asphalt-specific spectral library for the identification of problematic constituents (e.g. PAHs) as well as common modifiers and additives. 2,
2. optimisation of the procedure for obtaining representative asphalt mortar samples from reclaimed asphalts for FTIR analysis,
3. laboratory conception of the FTIR analysis methodology on samples with known and defined
and defined composition,
4. validation of the FTIR analysis on representative asphalts with known composition with parallel analysis using conventional
5. practical testing of the FTIR analysis in an asphalt mixing plant.

finished by 28.2.2021  “Durability of the layer composite when using viscosity-changing organic additives in the asphalt”

finished by 31.1.2021 “Determination and parameterization of the cavity distribution in asphalt specimens using asphalt petrological methods”

Working hypothesis
The aim of the planned project is to design a preparation and analysis procedure for the differentiated
description of the void distribution of asphalts, which will mature to practical suitability in the medium
and less time-consuming implementation, this method will mature to practical suitability in the medium term.
Compared to conventional methods for determining the void content, a higher informative value with regard to the void distribution can be achieved. The knowledge gained can then contribute to the understanding of the interactions of asphalt constituents, as well as to the optimisation of mixtures and paving processes.
For example, the effects of small deviations in the grading curve or the binder content, but also those of the temperature on the cavity structure. It is possible that small parameters can lead to a significantly better structure and thus a longer durability of the asphalt pavement.


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Die Spaltung der Welt … hier: Uni- Organisationen

Die Spaltung der Welt zwischen linken (USA Sprache: “liberal”) UN- und “den anderen”, konservativen Kräften ist sogar in der Welt der den Unis übergeordneten Organisationen spürbar!
Bei der Suche nach F&E Exzellenz war ich vor 2 Jahren auf die LERU gestoßen.
Die Leru ist, oder WAR eine League, ein Verband von 10 Hochschulen in Europa, die sich besonders stark machten für die (technische) Forschung und Entwicklung, mehr jedenfalls als für die Lehre. Mit dabei die TOP Unis dieses Bereiche, die TU München und die ETH Zürich.

Das ist vorbei, das ist passé.

Der Verband hat sich an der UN ausgerichtet, (LERU set up a cooperation with the United Nations by signing up to the UN Academic Impact Principles“) ist massiv gewachsen, hat jetzt 23 Mitglieder.

Der technische Schwerpunkt ist verloren gegangen, Schwerpunkte sind soziale Studien: “we work on many topics related to research management and funding, open science, responsible research and innovation, research impact, research infrastructures, doctoral education, research careers and gender issues.” Publications

Er nennt die Prioriät an erster Stelle auch nicht mehr “Research”, sondern “Diversity”, hier. Die Autorin ist Mitarbeiterin des Imperial College, London, DAS Zentrum für den Chinesischen Einfluß in der EU. Was das bedeutet? Mehr bei Gunnar Kaiser, hier

Die TU München und die ETH sind auch nicht mehr dabei.
Die Tech- Unis haben einen neuen, ihren eigenen Verband gegründet, hier:

Innovations- Wettkampf im Film

It´s a movie about Ford vs. Ferrari, a classic underdog story, about partner- and friendship.
“You´re going to build a car, to beat Ferrari… Correct. And how log are you going to take- 2,.. 300 years? “90 Days.”
“FORD hates guys like us- `cause we´re DIFFERENT!”
Check the story, GET THE SPIRIT!

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Deutschland fällt zurück, China, Südkorea vorn

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Edit: (04/2021)
“Deutschland fällt bei Patenten für digitale Zukunftstechnologien weiter zurück – China und Südkorea preschen vor, zeigt eine Untersuchung des Deutschen Patent- und Markenamtes. In den meisten digitalen Technologiefeldern liegen die USA bei den neuen Patenten 2020 zwar noch vorn, asiatische Firmen holen aber stark auf. Deutsche Unternehmen spielen teilweise nur eine untergeordnete Rolle. Eine deutsche Aufholjagd in den Digitaltechnologien sei nicht erkennbar. Die Ergebnisse decken sich mit einer Analyse der Weltklassepatente, die nur die Top 10 der wichtigsten Patente umfassen. So wird das nix mit der digitalen Souveränität.”

edit, 05/2021
Aus der Bloomberg- Perspektive  scheint es etwas besser auszusehen.  “Innovationsfähigkeit ist jedoch mehr als nur Patente: Europäische Länder erzielen im Bloomberg Innovation Index einen hohen Stellenwert”, gefunden hier: S. 19-22 (Prädikat: “Wertvoll”)
… und jetzt wird es spannend: “Europa hat kein einziges Silicon Valley – Stattdessen gibt es viele Technologiecluster auf dem gesamten Kontinent
Die größten europäischen Technologiezentren, definiert durch die 20 Regionen mit dem höchsten Anteil an Mitarbeitern in wissensintensiven Diensten, sind auf 19 Länder in allen Teilen des Kontinents verteilt. Während der Anteil der Techniker allein nicht zu digitalen Produkten führt, schaffen sie regionale Ökosysteme, die Kreativität und Innovation fördern.” 
und WO ist das? 

Schweiz führt

Im Global Innovation Index (2018) von WIPO und INSEAD führt die Schweiz

Deutschland fällt zurück von Platz 7 auf 9

Deutschland fällt weiter zurück, China, Südkorea vorn

Wenn die wirtschaftliche Entwicklung und damit der Wohlstand eines Landes von der Innovationskraft abhängt, dann sieht es für D nicht gut aus. Makronom hatte bereits 10/ 2019 die Innovationskultur in D kritisch betrachtet.

Die Bertelsmann Studie legt jetzt offen, was das bedeutet: dass wir von der innovativen Substanz der Vergangenheit leben: “Vor allem bei der Patentqualität haben China und Südkorea demnach in den vergangen Jahren enorme Fortschritte gemacht. China sei in einigen Technologien zu Ernährung und Umwelt inzwischen weltweit führend. Insgesamt zählte China der Studie zufolge im vergangen Jahr in 42 der 58 untersuchten Technologien je zu den drei Spitzenreitern. 2010 erreichte das Land noch in keinem dieser Bereiche einen Spitzenplatz.

Die Europäische Union habe 2019 in zwei Bereichen eine Spitzenposition erreicht: bei Windkraft und Functional Food. Ohne den Brexit wären es laut Bericht fünf erste Plätze; hinzu kämen Wasserkraft, Biozide und Verbundwerkstoffe. Großbritanniens Stärke liege zudem in digitalen Entwicklungen wie 5G oder Blockchain. Allein verfügte jedoch kein einziges europäisches Land über die meisten “Weltklassepatente”.” mehr:

Es nervt, aber es ist seit Jahren absehbar:

Man wiederholt sich, (Studie vom Oktober 2019) bleibt aber seit Jahrzehnten ungehört: “Unsere Studie zeigt: Je innovativer ein Unternehmen, desto größer ist sein wirtschaftlicher Erfolg und desto dynamischer wachsen die Mitarbeiterzahlen. So liegt die Nettoumsatzrendite, die angibt, wie hoch der Anteil des Gewinns am Umsatz ist, bei den beiden Innovationsführer-Milieus deutlich über dem Durchschnitt aller untersuchten Unternehmen. So erzielen die „Disruptiven Innovatoren“ eine Rendite, die um 33 Prozent höher ausfällt als im Durchschnitt aller Milieus.
Basierend auf der Studie plädiert die Bertelsmann Stiftung für mehr europäische und internationale Kooperationen, auch zwischen Forschung und Unternehmen, sowie für mehr Startup-Gründungen.


Im Interview mit dem Professor für Erziehungswissenschaft an der Universität Zürich, Robert Reichenbach in der NZZ zeigt, woran es liegen könnte:
“Wenn die Südkoreaner viel bessere Leistungen etwa in Mathematik erbringen als beispielsweise Armenien oder die Vereinigten Arabischen Emirate, so haben sie offenbar sehr viel besser das Wissen erworben, das dann auch getestet worden ist. Mehr nicht. …
Wer nicht auswendig lernen könnte, hätte die Gedächtnisspanne eines Säuglings, also rund zwei Sekunden.
Das ganze Interview:

Der Erziehungswissenschafter Reichenbach propagiert demnach das Auswendiglernen?

Ich bin in der Tat ein dezidierter Vertreter des Auswendiglernens. Wer grundsätzlich Mühe damit hat, sollte lieber nicht als Lehrperson tätig sein.” [!!] …

Welches sind die wesentlichen Tugenden der koreanischen Erziehungspädagogik?

Leistungsbereitschaft, Selbstdisziplin, Anerkennung von Älteren, Eltern, Lehrpersonen als Autoritätspersonen. Anstand und Hilfsbereitschaft sind sicher prägende und weitgehend realisierte Ideale und Tugenden der südkoreanischen Gesellschaft, die bis heute stark patriarchal geprägt ist.”