Forschung auf höchstem Niveau

Die AIT-Laboratorien sind auf dem neuesten technologischen Stand und stellen eine wesentliche Voraussetzung für erfolgreiche angewandte Forschung und Entwicklung dar. Hier werden Produkte, Services und Lösungen für morgen begründet, getestet und zur Serienreife gebracht. Die sogenannte „Large Research Infrastructure" zählt zu den großen Alleinstellungsmerkmalen des AIT.

Biomaterials Characterization Lab Unsere Biomaterial-Labore sind mit Einrichtungen zur quantitativen Charakterisierung geeigneter Materialien sowie zur Entwicklung und Anwendung innovativer und validierbarer Prozesstechnologien ausgestattet. Zudem sind Korrosionsmessungen an degradierbaren Implantat-Materialien und Umformung mittels „Equal Channel Angular Pressing" (ECAP) möglich, durch das die mechanischen Eigenschaften metallischer Materialien und Nicht-Biomaterialien wie Härte, Druck- und Zugfestigkeit sowie Dauerwechselfestigkeit deutlich verbessert werden. Im hochmodernen Laser-Labor werden Synthesen hochreiner kolloidaler Nanopartikel zur Biofunktionalisierung und Beschichtung erforscht und weiterentwickelt, etwa zur Bildung antibakterieller und antithormbotischer Oberflächen sowie als Beimengung als Nanoadditive.

City Intelligence Lab (CIL) – digitale Stadtplanung Das City Intelligence Lab am Center for Energy erweitert die AIT-Kompetenz im Bereich „Digital Resilient Cities“. Das Labor ist eine interaktive Plattform zur Erforschung neuer Formen und Technologien für die Stadtplanungspraxis der Zukunft und verfolgt den Ansatz einer ko-kreativen Entwicklung – gemeinsames Erschaffen von neuem Wissen. Die Plattform wird von den neuesten digitalen Planungswerkzeugen unter Verwendung von Big Data und Artificial Intelligence (AI) unterstützt. Es ermöglicht mithilfe digitaler Technologien komplexe Zusammenhänge greifbar zu machen und die Bewohner*innen direkt in die Planung miteinzubeziehen. Das CIL ist nicht nur ein internationales Vorzeigelabor, sondern auch eine wertvolle Entscheidungshilfe, um Antworten auf die zentralen Herausforderungen der Urbanisierung, wie den Klimawandel, zu entwickeln.

Batterietesting Im Batterietestlabor werden Batterien auf Zell-, Modul- und Systemebene untersucht. Dazu gehören elektrische Prüfungen ebenso wie eine Bewertung der Sicherheit durch Missbrauchsprüfungen. So werden etwa elektrische Tests durch Unterstützung bei Auswahl der Zell-Technologie, Funktionsüberprüfungen, Simulationen von Fahrzyklen sowie Untersuchungen zu Lebensdauer oder Alterung durchgeführt. Auch Sicherheitstests zu Fragen der thermischen Stabilität, erhöhte Lagerungstemperatur und mechanische Analysen zu zellinternen Kurzschlüssen oder Falltests werden hier gemacht.

Horizontal-Stranggießanlage Die semi-industrielle Versuchsanlage für horizontales Stranggießen von Aluminiumlegierungen mit Echtzeitsteuerung dient zur kontinuierlichen Herstellung maßgeschneiderter Formate sowie Sonderlegierungen im Bereich der Schweißdrahtherstellung. Das AIT unterstützt in Verfahren zur Prozesstechnik zur Herstellung von qualitativ hochwertigen, endabmessungsnahen Formaten, die für direkte Weiterverarbeitung des hergestellten Halbzeugs ohne Zwischenschritte (z. B. Schälen) geeignet sind und bietet eine Top-Infrastruktur für erweiterte Gießversuche.

Radio Frequency Lab Hier werden u. a. neue Methoden analysiert, um die physikalischen Eigenschaften von Funkkommunikation für den zuverlässigen Datenaustausch mit Maschinen zu nutzen. Im Funkbereich entwickeln wir z. B. neuartige Verfahren für äußerst zuverlässige Kommunikationsverbindungen mit geringer Latenz. Kabel können so in Produktionsumgebungen durch Funksysteme ersetzt oder autonome Fahrzeuge zuverlässig vernetzt werden.

Akkreditierte Erschütterungsmessungen Erschütterungsintensive Bautätigkeiten (Abbrucharbeiten, Sprengungen, Bodenverdichtung etc.), aber auch Einwirkungen aus dem Straßen- und Schienenverkehr verursachen in Bauwerken oft erhebliche Vibrationen. Das AIT verfügt über das notwendige Know-how zur Erfassung und Bewertung der Erschütterungseinwirkung und ist in diesem Bereich nach ISO 9001 zertifiziert.

Kaltkammer-Druckgießmaschine DAK1100-112 Beim Druckgießverfahren wird das flüssige Gieß–metall (Aluminium- oder Magnesiumlegierungen) durch einen Kolben mit sehr hoher Geschwindig keit und unter sehr hohem Druck in eine Stahlform gepresst. In gekühlter Form erstarrt das Metall sehr rasch und das fertige Gussteil kann nach kurzer Kühlzeit entnommen werden. Mit dieser vollautomati sierten Versuchsanlage im Industriemaßstab können hochkomplexe Druckgussbauteilen aus Aluminiumund Magnesiumwerkstoffen hergestellt werden. Das Ziel sind ganzheitliche Lösungsansätze von der Idee bis zum serientauglichen Bauteil.

Molecular Diagnostics Lab Das Labor der Competence Unit Molecular Diagnos–tics besteht aus zwei spezialisierten Einheiten. So ist das molekularbiologische Labor für Detektion und Validierung von Biomarkern und die Assayentwicklung ausgestattet. In diesem Labor sind alle Schritte von der Zellkultur bis zur Isolierung, Prozessierung, De tektion und Quantifizierung von diversen Biomolekülen (Nukleinsäuren und Proteine) aus unterschiedlichs ten biologischen Proben (Gewebe, Blut und Speichel) durchführbar. Wohingegen das Sensoriklabor auf die Etablierung von Biosensoren und deren Integration in hochsensitive Point-of-Care-Diagnostiksysteme aus gelegt ist. Dabei liegt der Fokus auf der Entwicklung von elektrochemischen, magnetischen und optischen

Detektionsverfahren und der Erstellung von mit „Biotinten“ gedruckten Prototypen .

Machine Vision Lab Für robuste Hochleistungs-Vision-Systeme müssen Bildaufnahme, Beleuchtung und Algorithmen stets gut aufeinander abgestimmt sein. Im Machine Vision Lab werden dazu aus einer Vielzahl verfügbarer Kompo nenten in kurzer Zeit Testaufbauten realisiert, um die Eignung unterschiedlicher Lösungsideen zu prüfen. Auf diese Weise können sowohl die neuesten For schungsideen erstmalig umgesetzt als auch die Entwicklung von Prototypen für die Industrie realisiert werden.

RoadSTAR Das fahrende Labor „RoadSTAR“ erfasst in einer einzigen Überfahrt alle für den Straßenerhalter oder Sachverständigen wesentlichen Parameter der Straße, ohne den Fließverkehr zu behindern. Das erhöht die Langlebigkeit des Straßenkörpers und erhöht zugleich die Sicherheit im Straßenverkehr. Oberflächenschäden und Risse der Fahrbahn werden vom fahrenden Labor „RoadSTAR“ visuell erfasst. Gemessen und analysiert werden die Griffigkeit der Fahrbahnoberfläche, die Makrotextur, die Querebenheit sowie die Längseben heit. Die Prüfung aller verkehrssicherheitsrelevanter Zustandsmerkmale erfolgt im Rahmen der (Norm)-Ak kreditierung. Diese ermöglicht zum Beispiel die unabhängige Prüfung von bauvertraglichen Bestimmungen zum Zeitpunkt der Abnahme bzw. vor Ablauf des Gewährleistungszeitraumes.

Schock- und Vibrationsprüfung von Bauteilen Das AIT verfügt über langjähriges Know-how als unabhängige, nach ÖVE/ÖNORM EN ISO/IEC 17025 akkreditierte Prüfstelle für Schock- und Vibrations prüfungen und Umweltsimulationen. Mittels zweier elektrodynamischer Shaker werden in Kombination mit oder ohne Klimakammer Tests für elektronische und elektrische Bauteile, Geräte, Maschinen und An lagen sowie Aufbauten für Fahrzeugteile durchgeführt. Wir beraten Kunden bei der Auswahl der Prüfverfah ren, bieten eine kompetente und kundenorientierte Durchführung der Prüfungen und stellen akkreditierte Prüfzeugnisse aus. Seit 2018 sind Schockprüfun gen bis 100 g mittels Shaker möglich.

Technology Experience Lab Das AIT TX Lab (Technology Experience Laboratory) ist eine flexible Einrichtung für verschiedene Arten von Benutzerforschungs- und Demonstrationstätigkei ten im Laborbereich sowie für Feldversuche. Es bietet einen hochmodernen Rahmen für die Durchführung, Dokumentation und Analyse von Requirements En gineering, Fokusgruppen, Workshops, Usability, User Experience und Quality of Experience Studies sowie für das Prototyping von Advanced Interaction Designs und Zukunftskonzepten. Die AIT-Expert*innen untersuchen spezifische Faktoren wie unterschiedliche Messun gen der Erlebnisqualität, die Schaffung von Erfahrungen in Schlüsseltechnologiebereichen und wichtigen Anwendungskontexten, basierend auf verbessertem fundamentalem Interaktionsdenken und dedizierten Methoden und Werkzeugen zur Unterstützung der Ent wicklung hochwertiger Technologieerfahrungen. Dazu werden die Endanwender*innen im AIT TX Lab während des gesamten Entwicklungsprozesses stark miteinbezogen.

SmartEST-Lab Mit dem SmartEST-Lab (Smart Electricity Systems and Technologies) und dem High Power Laboratory des AIT steht eine europaweit einzigartige Laborinfrastruktur für Komponenten der elektrischen Energietechnik von leistungselektronischen Umrichtern für Photovoltaik (PV)- und Speichersysteme, über Ladesäulen für Elek trofahrzeuge bis hin zu Hochleistungs-Schaltgeräten und -Sicherungen zur Verfügung. Das Labor bietet der Industrie maßgeschneiderte Testmöglichkeiten für ihre Entwicklungen und Produkte im Leistungsbereich bis 1 MVA für den Betrieb von Niederspannungskomponen ten und -Systemen (SmartEST) bzw. 120 MVA für Kurzschluss- und Belastungsprüfungen und bis zu 1200 kV für Hochspannungsprüfungen (High Power Laborato ry). Das AIT unterstützt Netzbetreiber und Hersteller von Komponenten mit einer idealen experimentellen Entwicklungsumgebung bei der Transformation der E-Wirtschaft.

Umgebungslärm, Rollgeräusch und Vorbeifahrts- und Immissionsmessungen Dies beschreibt die Messung von Schalldruckpegeln, die für die Bewertung des Umgebungslärms maßgeblich sind, und umfasst die Schallemissionen von Straßen- und Schienenverkehr. Unsere Leistungen: • Rollgeräuschmessungen (CPX-Methode) nach ISO 11819-2, • Vorbeifahrtsmessungen (SPB-Methode) nach ISO 11819-1.

Additive Manufacturing Lab Bei Wire-AM (wire+arc additive manufacturing) wird herkömmliches Standardschweißequipment so adaptiert, dass eine Bauteilherstellung durch direk ten Metallauftrag aus Schweißdrähten bei vergleichsweise hohen Aufbauraten und theoretisch unbegrenzter Bauteilgröße möglich wird. Am LKR werden sowohl Standardschweißzusätze auf Aluminium- und Magnesiumbasis als auch hauseigen hergestell te Sonderdrähte verarbeitet. Dabei können alle schmelzmetallurgisch herstellbaren Leichtmetalllegierungen inhouse selbst hergestellt werden.

Molecular Biological Lab & DNA Bank In Tulln bietet das AIT eine umfassende Laborinfrastruktur – z. B. Molekularbiologielabore zur Entwicklung genetischer Markersystemen unter Verwendung modernster molekularer Technologien für For schungsfragen in den Bereichen Genomik und Transkriptomik bis zu Marker-Anwendungen für Genotypisierungszwecke und DNA Fragmentanalyse basierend auf Technologien wie // KASP ™// qPCR // Genotypisie rung durch Sequenzierung (z. B. RADseq) // Mikrosatelliten (STRs / SSRs). Highlight: die DNA Datenbank. Hochdurchsatz-DNA-Extraktion mit Liquid Handling Systeme (ISO 9001: 2008) zur Entwicklung und Anwen dung maßgeschneiderter DNA-Extraktion, Protokolle für verschiedene Gewebe und Organismen, eine zen tralisierte Einrichtung für Langzeitlagerung und Management von biologischem Material.

Battery Research Pilot Line Das AIT ist eine der wenigen Forschungseinrichtungen weltweit, die die gesamte Wertschöpfungskette von der Batterieforschung bis zur Batterieproduktion unter einem Dach abbilden kann. Durch einen Trockenraum und eine hochmoderne Forschungspilotlinie sind die AIT-Expert*innen in der Lage, Lithium-Ionen-Pouchzellen mit Blick auf industrierelevante Prozesse herzustellen. Damit schließt das AIT die Lücke zwischen Wissenschaft und Marktanwendung.

Labor für unbemannte Fluggeräte Unbemannte Fluggeräte benötigen Sensoren zur Umfelderfassung, um Kollisionen zu vermeiden, aber auch zur Orientierung, um die Flugbahn sowie mögliche Landeplätze zu bestimmen. Wie bei allen autonomen Systemen ist darüber hinaus eine zuverlässige Positionsbestimmung bei der Durchführung von Flugmissionen unerlässlich. Im Labor werden entsprechende Technologiekomponenten entwickelt und integriert sowie die Fluggeräte für Outdoor-Missionen vorbereitet. Bei den Fluggeräten handelt es sich einerseits um Quad/Hexacopter verschiedener Größe, aber auch Flächenflieger für großflächige und längerdauernde Flugmissionen in unterschiedlichen Anwendungen (Transport, Inspektion, Vermessung, Surveillance etc.). Die Technologiekomponenten werden auch in Assistenzsystemen bemannter Flugzeuge und zur Luftraumüberwachung eingesetzt.

DC Lab Schon heute wird erneuerbarer Strom aus Offshore-Windparks mit Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung über große Distanzen verlustarm aufs Festland geleitet. In Zukunft könnten DC (Direct Current)-Netze auch auf der Mittel- und Niederspannungsebene zum Einsatz kommen. Mit der Erweiterung der Labore für DC-Ströme in der Größenordnung von 80 kA schafft das AIT eine effiziente und leistungsstarke Validierungsplattform für die Hersteller von DC-Komponenten und DC-Systemen. Gleichstromnetze auf Mittel- und Niederspannungsebene, Photovoltaikanlagen, Speichersysteme, Batterien für Elektrofahrzeuge und neuartige Schaltgeräte werden im zukünftigen Energiesystem eine wichtige Rolle spielen. Das DC Lab im Center for Energy wird das größte Labor dieser Art in Österreich sein – der Start ist für 2021 geplant. Diese Labor-Infrastruktur ist speziell für europäische Entwickler und Hersteller von leistungselektronischen Komponenten von großer Bedeutung.

Luftschalldämmung, Schallreflexion & Schallbeugung Im Rahmen der länderübergreifenden Entwicklung der akustischen in-situ Prüfung von Lärmschutzwänden wurden mit den Normen EN 1793-4, EN 1793-5 und EN 1793-6 Regelwerke geschaffen, um die relevanten akustischen Eigenschaften vor Ort oder im Labor zu bestimmen. Die drei genannten Normen regeln die Messung der Schallbeugung an der Ober kante, die Messung der Schallreflexion an der Lärmschutzwand und die Luftschalldämmung im Sinne einer ganzheitlichen Betrachtung. Das AIT stellt dabei durch ausgedehnte Prüftätigkeiten und Mitarbeit in nationalen sowie europäischen Normungsgremien regelmäßig seine hohe systemische Kompetenz unter Beweis.

Abwärme aus industriellen Prozessen nutzen Der 11. Dezember 2019 könnte als Meilenstein in die österreichische Industriegeschichte eingehen: An diesem Tag wurde die erste industrielle Hochtemperatur-Wärmepumpe bei der Wienerberger Österreich GmbH am Standort Uttendorf (Oberösterreich) in den Demobetrieb genommen. Abwärme aus industriellen Prozessen wurde bisher meist völlig ungenutzt an die Umgebung abgegeben. Aktuell geht ein Großteil der Energie für Trocknungsprozesse in der Abluft verloren. Im Rahmen des EU-Projekts DryFiciency wurde unter Leitung des AIT eine neue Wärmepumpentechnologie entwickelt und ein Demonstrator im Trocknungsprozess integriert. Im Ziegelwerk Uttendorf wird die Hochtemperatur-Wärmepumpe nun in realer industrieller Umgebung getestet. „Um Ziegeln oder anderen Produkten wie etwa Nahrungsmitteln Wasser zu entziehen, muss dieses

bei 90 bis 160 °C verdampft werden", erklärt Veronika Wilk, wissenschaftliche Koordinatorin des DryFiciency-Projekts und Senior Research Engineer am AIT Center for Energy. Bei Wärmebedarf über 110 °C konnten Wärmepumpen zur Rückgewinnung der Abwärme bislang noch nicht eingesetzt werden. Im EU-Forschungsprojekt DryFiciency wurde ein Demonstrator entwickelt, der zeigt, dass die Wärmepumpentechnologie auch für industrielle Prozesse im Hochtemperaturbereich genutzt werden kann. „Seit fünf Jahren verbindet Wienerberger und das AIT eine strategische Partnerschaft. Mit DryFiciency wurde ein Meilenstein Richtung Dekarbonisierung der Ziegelindustrie gesetzt“, sagt Carlo Callegati, Head of R&D Operations and Engineering Wienerberger AG. Wärmepumpen werden künftig ein wesentliches Element der Energieinfrastruktur sein, auch im industriellen Kontext.

Photonics & Quantum Communication Lab Das Labor befasst sich mit Technologien, die auf der Verwendung von Licht basieren. Die Forschungsleistungen reichen von photonisch integrierten Schaltkreisen auf Chipebene über Systemintegration optischer und elektronischer Komponenten bis hin zur Demonstration neuer Anwendungen in Telekommunikation, Quantenoptik und Sensortechnologie.