Wie zerstörungsfreie Prüfmethoden die nachhaltige Produktion vorantreiben

Wie können zerstörungsfreie Prüfverfahren dazu beitragen, Materialien effizienter einzusetzen, Produkte langlebiger zu machen und die Kreislaufwirtschaft zu beschleunigen? Beim 10. TUM-Expertenforum am 3. September 2026 diskutierten Fachleute aus Wissenschaft und Industrie über zerstörungsfreie Messmethoden und deren Möglichkeiten in der industriellen Anwendung.

Gruppenfoto Teilnehmende und Vortragende des 10. TUM Expertenforums 2026. © Laura Richter, FRM II/ TUM

Teilnehmende und Vortragende des 10. TUM Expertenforums 2026. © Laura Richter, FRM II/ TUM

Dr. habil. Ralph Gilles, Industriekoordinator der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II), eröffnete die zehnte Ausgabe des TUM-Expertenforums, zu der über 60 Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus der Industrie und Wissenschaft angemeldet waren. Im Fokus der gemeinsamen Veranstaltung der TUM und des VDI-Fachausschusses 101 „Zerstörungsfreie Prüfung“ stand die Frage, wie durch zerstörungsfreie Prüfmethoden Materialien nachhaltiger produziert werden können.

Zum Auftakt betonte der wissenschaftliche Direktor des FRM II, Prof. Dr. Christian Pfleiderer, den Mehrwert von Neutronen. Als einzigartige Sonde dringen sie tief in die Materie ein und machen leichte Elemente wie Lithium, Natrium oder Wasserstoff zerstörungsfrei sichtbar. Dies sei unerlässlich für die Entwicklung langlebigerer Batterien oder Turbinen mit geringerem CO2-Ausstoß, beispielsweise durch den Einsatz von Wasserstoff als Energiequelle der Zukunft. Einen tieferen Überblick über die vielfältigen Anwendungsgebiete der Forschung mit Neutronen bekamen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Expertenforums bei einer Führung durch den FRM II, wo sie die wissenschaftlichen Instrumente besichtigten und einen Blick in die Reaktorhalle warfen.

Hirsch Keynote-Speaker Prof. Dr. Jürgen Hirsch zeigte in seinem Vortrag die effektive Kreislaufwirtschaft am Beispiel von Aluminium. © Laura Richter, FRM II/ TUM

Keynote-Speaker Prof. Dr. Jürgen Hirsch zeigte in seinem Vortrag die effektive Kreislaufwirtschaft am Beispiel von Aluminium. © Laura Richter, FRM II/ TUM

Das Leben einer Konservendose

Highlight des Tages war die Keynote-Rede von Prof. Dr. Jürgen Hirsch (Aluminium Consulting). Aluminium lässt sich ohne Verlust seiner grundlegenden Materialeigenschaften immer wieder recyceln. Besonders groß ist dabei die CO2-Einsparung: Das Recycling des Leichtmetalls benötigt weniger als fünf Prozent der Energie der ursprünglichen Herstellung. Deutschland sei mit einer Recyclingquote von 88 Prozent – im Bau- und Automobilsektor sogar über 90 Prozent – „Recyclingweltmeister“.

„Wie lange dauert es, bis Sie die gleiche Konservendose wieder in der Hand halten?“, fragte der Experte. Die Auflösung: „Drei Monate sind realistisch.“ Insgesamt sind 75 Prozent des jemals produzierten Aluminiums noch immer im Einsatz. „Damit sind wir nun an einem Punkt, an dem die Primärerzeugung des Leichtmetalls stagniert, während der Anteil des recycelten Aluminiums stetig wächst und diese bald überholen kann“, so Jürgen Hirsch.

DSC 4584 Beim TUM-Expertenforum kommen Vertreter aus der Industrie und der Wissenschaft zusammen. © Laura Richter, FRM II/ TUM

Beim TUM-Expertenforum kommen Vertreter aus der Industrie und der Wissenschaft zusammen. © Laura Richter, FRM II/ TUM

ZfP mit Neutronen, Röntgen und Positronen

Weitere Rednerinnen und Redner stellten die aktuellen Entwicklungen verschiedener zerstörungsfreier Prüfmethoden vor. Dr. Thomas Ullman, Vorsitzender des VDI-Fachausschusses 101, demonstrierte dies am Beispiel der Untersuchung von Autotüren, die heutzutage verklebt werden, und betonte die Komplementarität von Röntgen- und Neutronenaufnahmen. Die Röntgen-Computertomographie (CT) war bei Dr. Till Dreier (Excillum) und Tim Wiedemann (Siemens Energy) zentrales Thema: Sie zeigten, wie CT-Scans Batterien von Smartphones oder Industriegasturbinen durch die Analyse von Defekten bereits in der Produktion Fehler aufzeigen und zu Verbesserungen beitragen.

Austausch Postersession Reger Austausch bei der Postersession. © Laura Richter, FRM II/ TUM

Reger Austausch bei der Postersession. © Laura Richter, FRM II/ TUM

Dr. Eric Hirschmann vom Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf präsentierte ergänzend die Positronen-Annihilations-Spektroskopie (PAS). Bei dieser Methode werden die Antiteilchen der Elektronen genutzt, um Fehlstellen im Atomgitter aufzuspüren. Mit einer ganzheitlichen Perspektive beleuchtete Melissa Traut vom Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) die ökonomische und ökologische Bewertung der zerstörungsfreien Methoden. Am Beispiel der Wiederverwendung von Photovoltaik-Modulen zeigte sie, dass das Recycling dieser Zellen die wirtschaftlichste und gleichzeitig nachhaltigste Lösung darstellt. Einen weiteren Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung lieferte Andrea Sterr (BAM) mit ihrer Analyse von Kohlenstoff-Materialien für Natrium-Ionen-Batterien, die mittels Kleinwinkelstreuung untersucht wurden und die aktuell verwendeten Lithium-Ionen-Batterien ablösen könnten.

DSC 4758 Alle zwei Jahre lädt die TUM und der VDI-Fachausschuss 101 zum TUM-Expertenforum ein. © Laura Richter, FRM II/ TUM

Alle zwei Jahre lädt die TUM und der VDI-Fachausschuss 101 zum TUM-Expertenforum ein. © Laura Richter, FRM II/ TUM

Wie gelingt der Transfer in die Praxis?

Die abschließende Podiumsdiskussion griff eine zentrale Frage aus dem Publikum auf: Wie bekommt man diese neuesten Forschungsmethoden in die Produktionsumgebung der Unternehmen? Der Sprecher Dr. Martin Gurka vom Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe sah hierbei Start-ups als großen Hebel. „Aber auch Foren wie dieses hier, die den Austausch zwischen Wissenschaft und Industrie ermöglichen, sind essenziell“, fügte Tim Wiedemann hinzu.

Dr. Holger Roth (Waygate Technologies) brachte den Kerngedanken der Jubiläumsausgabe des TUM-Expertenforums auf den Punkt: „Weil zerstörungsfreie Prüfung die Produktivität erhöht, erhöht sie auch die Nachhaltigkeit. Heute haben wir gesehen, wie das geht.“