Starke Forschung:
Bundesminister Karlheinz Töchterle besuchte TU Graz

Ein einmaliges Forschungsprojekt zur Mikrostruktur von Herz und Aorta, präsentiert vom Erwin Schrödinger-Preisträger 2011, und die neue Elektronenschweißanlage der TU Graz, deren Anwendungsspektrum von dickwandigen Kraftwerkskomponenten bis zur Medizintechnik reicht: Zwei Erfolgsbeispiele für besonders leistungsstarke Forschung standen im Mittelpunkt, als Wissenschaftsminister Karlheinz Töchterle heute, Donnerstag, 11. Juli 2013, im Rahmen seiner „uni.stärken“-Tour an der TU Graz Station machte. TU-Rektor Harald Kainz führte dabei durch Disziplinen von der Biomechanik bis zum Maschinenbau.

Zusammenarbeit als Erfolgsrezept: "Der Universitätsstandort Graz zeichnet sich durch gelebte Kooperation aus: Synergien werden optimal genutzt und damit Stärke erzeugt und die nationale wie internationale Sichtbarkeit erhöht", so Wissenschafts- und Forschungsminister Karlheinz Töchterle im Rahmen seines heutigen Graz-Besuchs. An der TU Graz wurde er heute im Rahmen seiner "uni.stärken"-Tour von Rektor Harald Kainz im Biomechanik-Labor begrüßt. Im Mittelpunkt stand zunächst ein Projekt zur Erforschung der Mikrostruktur von Organen am Beispiel von Herz und Aorta - eine Kooperation von TU Graz, Uni Graz und Med Uni Graz. "Die interdisziplinäre Zusammenarbeit bringt technischen wie medizinischen Fortschritt, der auch vielen Patientinnen und Patienten neue Hoffnung schenken kann", so Töchterle. "Gemeinsam mehr erreichen ist unser Motto am Wissenschaftsstandort Steiermark. Gerade im Verbund von Technik, Naturwissenschaft und Medizin lässt sich zum Wohl der Menschen und der Gesellschaft viel erreichen", erklärte TU-Rektor Kainz die Linie, die ganz im Zeichen von Verantwortung und Vernetzung steht. Am Institut für Werkstoffkunde und Schweißtechnik wurde dem Minister im Anschluss die hoch präzise Elektrostrahlschweißanlage mit ihrem breiten Anwendungsspektrum von der Medizintechnik bis zu dickwandigen Kraftwerkskomponenten präsentiert.

Einblicke in die TU Graz – die beiden Stationen im Überblick

Der Mensch im Mittelpunkt: Das Biomechanik-Labor der TU Graz

Ein Fokus des Teams rund um den renommierten Biomechaniker Gerhard A. Holzapfel vom Institut für Biomechanik der TU Graz liegt in der Strukturerforschung von Organen, vorranging von Aorta und Herz. Gemeinsam mit den Experten der Medizinischen Universität Graz und der Karl-Franzens-Universität Graz erforschen sie interdisziplinär und damit in weltweit einzigartiger Weise die Mikrostruktur von Gefäßen. Chemisch präpariert, sind die Gefäße durchsichtig und können mit speziellen Geräten und Methoden, völlig ohne beschädigt zu werden, tief im Inneren optisch untersucht werden. Das Wachstum von Aneurysmen, also krankhaften Erweiterungen der Arterien, ist schon lange Gegenstand vielfältiger Forschungen. "Wir wissen aber, dass krankhaft erweiterte Arterien eine völlig andere Mikrostruktur haben als gesunde. Bei mechanischen Einwirkungen, beispielsweise bei Spannung und Entspannung durch das pumpende Herz, ist die Struktur des Gewebes ganz entscheidend", schildert Holzapfel. Um korrekte Modelle und Simulationen zu berechnen und den Krankheitsverlauf nachzuvollziehen, müssen die Forscher das biologische Material und die Mikrostruktur bis ins Detail kennen und verstehen. Ziel der Grazer Forscher ist es, es in weiterer Folge bestehende Computermodelle und Simulationen vom Wachstum von Aneurysmen zu verbessern.

Elektronen statt Hitze: Die Elektronenstrahlschweißanlage der TU Graz

Die Elektronenstrahlschweißanlage, die seit Herbst 2012 am Institut für Werkstoffkunde und Schweißtechnik der TU Graz beheimatet ist, verschweißt verschiedenste metallische Werkstoffe nicht wie herkömmliche Schmelz-Schweißverfahren, sondern mittels präzisen Elektronenstrahls. "Die Elektronen werden zwischen 50 und 70 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und beim vertikalen Auftreffen auf den Werkstoff abrupt abgebremst. Die Bewegungsenergie der Elektronen wird beim Aufprall in Wärme umgewandelt, die die Materialien schließlich aneinander schweißt" erläutert Johannes Tändl, Doktorand am Institut für Werkstoffkunde und Schweißtechnik. Mit diesem Verfahren ist der Schweißvorgang um ein Vielfaches schneller: Was früher in drei Tagen geschweißt wurde, schafft die Anlage in 20 Sekunden. Nicht nur das Tempo überzeugt, auch die Qualität der Schweißverbindungen ist wesentlich besser, der gesamte Vorgang ist effizienter und damit günstiger.

Die Forschungsanlage der besonderen Art kann einerseits extrem dickwandige Bauteile miteinander verschweißen: "Stahl bis zu 150 Millimeter Dicke ist kein Problem. Damit ist das Elektronenschweißverfahren ideal für den Kraftwerksbau und generell dort, wo Verbrennungsturbinen zum Einsatz kommen", so Tändl. Die Elektronenschweißanlage der TU Graz kann aber auch ganz anders: Der Strahl lässt sich präzise Programmieren und macht auch feine Oberflächenbearbeitungen möglich. Damit sind die Forschungen an und mit der hochinnovativen Anlage von der Kraftwerksindustrie über den Automobilsektor bis hin zur Medizintechnik wegweisend. Derzeit bauen die Forscher der TU Graz ein interdisziplinäres Team mit Kollegen der Universität Graz und der Medizinischen Universität Graz auf, um sich gemeinsam auf die Medizintechnik zu fokussieren. "Konkret geht es um die Bearbeitung von Strukturen an Implantaten mit dem Ziel, ein besseres ‚Einwachsen' in das umliegende Gewebe zu ermöglichen", schildert Tändl. Das Institut für Werkstoffkunde und Schweißtechnik der TU Graz ist die einzige Forschungseinrichtung in Österreich, die eine Elektronenstrahlschweißanlage für Grundlagenforschung zur Verfügung hat.