Burkhard Maaß: Ich bin Burkhard Maaß. Ich bin Werkstoffwissenschaftler und einer der Gründer und CEOs von Ingpuls und Ingpuls Smart Shadings.

Miguel Callejas: Mein Name ist Miguel Callejas, ich bin ein spanischer Architekt und der Creative Director von Ingpuls Smart Shadings.

Was genau ist Ingpuls Smart Shadings?

Burkhard Maaß: Ingpuls Smart Shadings ist ein Spin-Off bzw. eine Tochtergesellschaft der Ingpuls GmbH. Bei Ingpuls produzieren und entwickeln wir Formgedächtnislegierungen und Aktoren. Im Ingpuls Smart Shadings Spin-Off entwickeln und produzieren wir Verschattungslösungen auf Basis von Formgedächtnislegierungen.

Wo können die Verschattungslösungen von Ingpuls Smart Shadings eingesetzt werden?

Miguel Callejas: Im Prinzip können wir diese Verschattungslösungen überall dort einsetzen, wo man Schatten benötigt, als thermischen Komfort. Das kann im Außenbereich oder auch im Innenbereich sein. Im Außenbereich können die Lösungen z.B. in Straßen, öffentlichen Räumen, Plätzen oder Parks genutzt werden. Im Innenbereich, also in Gebäuden, können die Lösungen beispielsweise auf Terrassen oder an freien Flächen an den Fassaden der Gebäude eingesetzt werden. Ein anderes Anwendungsbeispiel im Außenbereich: Im Süden von Spanien gibt es viele Einkaufsstraßen, bei denen auch Verschattungslösungen zum Einsatz kommen. So können die Menschen dem heißen Wetter entgehen und in Ruhe shoppen. Das zeigt, dass die Zahl dieser Anwendungen immer weiter wächst.

Wie ist die Idee für Ingpuls Smart Shadings entstanden?

Miguel Callejas: Es begann alles an einem heißen Sommertag in Sevilla im Süden von Spanien, wo ich zu dieser Zeit arbeitete. Dort nutzten die Menschen diese Verschattungslösungen, um über den Einkaufsstraßen für Schatten zu sorgen. Während meiner Arbeit dachte ich mir: Okay, das ist wirklich eine coole Idee! Als ich abends wieder in der gleichen Straße unterwegs war, da waren diese Verschattungslösungen – wir nennen sie in Spanien „Toldos“ – immer noch geöffnet. In der Nacht, wo sie ja eigentlich nicht mehr benötigt werden. Und dann fing ich an, über bewegliche Architektur nachzudenken. Architektur ist normalerweise sehr statisch. Zu dieser Zeit habe ich gerade auch nach neuen Materialien gesucht, neue Ideen und andere Dinge erforscht. Dann habe ich Formgedächtnislegierungen gefunden und dachte, „okay, das ist das perfekte Material für bewegliche Verschattungslösungen“. Daraufhin habe ich angefangen, Artikel zu lesen, Videos anzuschauen und Material zu besorgen. Um ein paar Proben des Materials zu bekommen, habe ich eine E-Mail an Burkhard geschrieben. Danach ist etwas wirklich Lustiges ist passiert… Willst Du es erzählen, Burkhard?

Burkhard Maaß: Also die Geschichte ist folgendermaßen: Ich sitze in meinem Büro in Bochum und bekomme eine E-Mail von einem spanischen Architekten aus Sevilla. Er schreibt mir auf Englisch und ich dachte, „hey, der Typ spricht bestimmt Spanisch“ – also habe ich ihm auf Spanisch geantwortet. Ein Teil dieser Geschichte beginnt etwas früher – 2005 habe ich in Sevilla gelebt und dort ein Jahr lang studiert. Als ich seine Mail bekam, wusste ich sofort, wovon er sprach, denn ich kannte die Toldos, ich kannte Sevilla, ich kannte das Wetter und ich kannte Formgedächtnislegierungen. Es machte einfach Klick und ich wusste, was er umsetzen wollte …

Miguel Callejas: Er hat auf Spanisch geantwortet! Und ich dachte „wow, das kann nicht sein, das ist unglaublich“!

Burkhard Maaß: Ich weiß, wo Du wohnst und ich kenne die Stadt und deine Straßen. Das war wirklich cool. Also wollten wir das System zum Laufen bringen: Er suchte nach Federaktoren, aber bis jetzt hatte er sie in Online-Shops gekauft, wo man immer nur kurze Federn erhält. Sein Vorhaben war jedoch, einen größeren Stellweg zu erreichen. Also fing ich einfach an, das Stück für Stück zu machen – ein Aktor hier, ein Aktor da – um zu sehen, dass er seine Prototypen machen konnte. Wir hatten keine finanziellen Mittel und wussten anfangs nicht, dass er nicht von einem Unternehmen kam. Wir sagten: „Okay, willst Du daraus ein F&E Projekt (Forschung & Entwicklung) machen, das kostet Summe xy“… Aber er sagte, „ich bin nur ein promovierter Architekt und ich habe keine Finanzierung“. Seinen Prototyp und seine Doktorarbeit machte er im Jahr 2016 …

Miguel Callejas: …zu der Zeit habe ich gerade an meiner Dissertation gearbeitet. Dann habe ich Burkhard gefragt, ob er mit in die Jury der Dissertation kommen kann …

Burkhard Maaß: … und da haben wir uns zum ersten Mal getroffen. Bis dahin hatten wir nur Videotelefonate gemacht – das war vor 8 Jahren, da war das noch nicht so üblich. Wir mussten Skype benutzen und diese alte Software, aber es funktionierte und so lernten wir uns kennen …

Miguel Callejas: Burkhard sagte mir, „hey, wir müssen das fortsetzen. Vielleicht können wir die deutsche Regierung um Geld bitten“. Und das haben wir dann schlussendlich auch getan.

Burkhard Maaß: Wir schrieben einen Antrag für ein ZIM Projekt (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand) zusammen mit der Universität, mit dem Lehrstuhl für Materialwissenschaften. Nach einiger Zeit wurde der Antrag schließlich genehmigt. Das war 2018, als das Projekt begann und Miguel einfach seine Sachen in sein Auto packte, in seinen alten Renault Megan …

Miguel Callejas: … Ich stieg in mein Auto und fuhr 2.500 km nach Deutschland …

Burkhard Maaß: Das war wirklich erstaunlich und für uns wirklich beeindruckend, denn wer würde so etwas tun? Wer würde eine solche Entscheidung treffen, seine Sachen zu packen und in ein anderes Land zu ziehen, in dem man noch nie war?

Miguel Callejas: Wenn Du an etwas glaubst – dann mach es! Man tut es einfach … Ich hatte so ein Glück, sie hier zu finden – es sind so nette Leute. Sie kennen das Material, sie haben die Technologie und ich bin in der bestmöglichen Position …

Burkhard Maaß: Hier sind wir nun heute.

Miguel Callejas: Das ist unsere Geschichte.

Mit welchen Herausforderungen wurdet Ihr bei der Entwicklung von Verschattungslösungen auf Basis von Formgedächtnislegierungen konfrontiert?

Burkhard Maaß: Jeden Tag gibt es neue Herausforderungen. In der Anfangsphase war es nur das naive Verständnis eines Architekten und nicht eines Materialwissenschaftlers. Er sieht dieses Material und denkt, „okay, das kann ich einfach machen“, aber die reale Welt bringt einige kleine Details der Aktoren mit sich. Wenn man die Aktoren einmal aktiviert und dann wieder und wieder, dann tritt eine Art von funktioneller Ermüdung auf, die bekannt ist, aber einige Probleme mit sich bringt. Wie installiert man das System zum Beispiel zwischen zwei Wänden? Der Effekt ist nicht groß, wenn man an die zusätzliche Länge eines Federaktors denkt, aber wenn dieser Aktor mehrere Meter lang ist, ist das eine beträchtliche Länge. Hier können Hindernisse, Design- und technische Probleme auftreten. Miguels Idee war ein System, das sich morgens automatisch öffnet und nachts schließt. Formgedächtnislegierungen funktionieren so, dass beim Erhitzen eine Umwandlung von Martensit in Austenit und beim Abkühlen eine weitere von Austenit in Martensit stattfindet. Dafür gibt es eine Hysterese – beide Umwandlungen finden nicht im gleichen Temperaturbereich statt. Als wir uns die Wetterdaten ansahen, stellten wir fest, dass der tatsächliche Unterschied in den Straßen nicht groß genug ist – selbst für unsere kleinen Hysterese-Legierungen –, damit dies ohne ein wenig Hilfe funktioniert. Also haben wir angefangen, nach anderen Lösungen zu suchen: Was müssen wir tun? Wir fanden heraus, dass wir die Erwärmung durch zusätzliche Elemente künstlich unterstützen können, aber die Abkühlung stellte uns vor wirkliche Schwierigkeiten. Wir begannen, eine Legierung zu entwickeln, die abends bei der richtigen Temperatur abkühlt. Den Teil des Aufheizens bei höheren Temperaturen führten wir mit einem zusätzlichen Element durch.

Miguel Callejas: Ganz genau. An dieser Stelle möchte ich betonen, dass für mich die Mischung aus spanischen Architekten und deutschen Ingenieuren sehr interessant ist. Burkhard kennt dieses Material sehr gut. Er kennt alle technischen Aspekte und er hat mich in die richtige Richtung und an die richtigen Grenzen geführt – wir sind ein gutes Team.

Burkhard Maaß: Natürlich waren das nur die Herausforderungen bezüglich der Legierungen. Dann gibt es noch die Systemherausforderungen. Hierbei kann es zu Reibungen kommen, so dass es bricht. Nicht im Sinne von Auseinanderbrechen, aber es nimmt an Geschwindigkeit ab. Weiterhin gibt es immer kleine mechanische Dinge, die sich bewegen sollten, es aber nicht tun. All diese Dinge gilt es Schritt für Schritt zu lösen. Abgesehen von den technischen Herausforderungen gibt es natürlich auch organisatorische Herausforderungen. Erstens: Bekommen wir den Zuschuss? Können wir den Antrag schreiben und wird er bewilligt? All diese Herausforderungen müssen bewältigt werden. Dann wollen wir ein System bauen, das 3 m x 3 m groß ist – wo sollen wir es aufstellen? Wir haben nicht genug Platz, denn zur damaligen Zeit hatten wir nur unser Garagenbüro. Also hat Miguel ein ganzes System erfunden, das nach Feierabend von der Wand genommen werden kann. Das sind alles Dinge, die noch ausgearbeitet werden müssen. Der Einfluss der Entwicklung von Ingpuls selbst war manchmal ebenfalls eine Herausforderung, denn als wir anfingen, war es 2014 – wir waren nur eine Handvoll Leute im Unternehmen – und während wir den Förderantrag für das ZIM-Projekt schrieben, bekam Ingpuls seinen ersten Auftrag aus der Automobilindustrie und wir mussten unsere Produktionslinie aufbauen. Dies nahm den größten Teil meiner Zeit in Anspruch, so dass ich nicht immer die Zeit und Energie hatte, mich auf Smart Shadings zu konzentrieren. Aber das sind Dinge, mit denen wir gelernt haben, umzugehen.

Miguel Callejas: Wir hatten in der Vergangenheit viele Probleme und Schwierigkeiten – die haben wir immer noch, unsere Reise ist noch nicht zu Ende – aber wir haben viel gelernt und dieses Wissen ist etwas, welches wir nun besitzen, mitnehmen und welches uns in der Zukunft sicherlich nützlich sein wird. Wir sind also an diesem Punkt zufrieden – wieder haben wir viel gelernt, werden weiter lernen und hoffentlich ein gutes Ergebnis erzielen.

Burkhard Maaß: Das Wichtigste – ich spreche nur von den Herausforderungen in der Vergangenheit und den Herausforderungen, die wir überwunden haben – ist, dass wir jetzt einen validierten Prototyp haben, der bereits eine Lebensdauer von mehr als 10 Jahren aufweist. Wir wissen also, dass das System wirklich funktioniert, und das ist etwas, worauf das gesamte Team stolz sein kann. Ich glaube, es könnte der längste SMA-Aktuator sein, der jemals hergestellt wurde – ich bin mir nicht sicher und werde es nicht ins Guinness-Buch der Rekorde eintragen lassen – aber es ist ein ziemlich langer Aktuator, der meterlang arbeitet. Wir haben berechnet, dass ein einziger Punkt dieses Aktuators bereits einen Marathon gelaufen ist!

Miguel Callejas: Sogar zwei Punkte glaube ich! Zwei Marathons! Es ist also wirklich aufregend, ja!

Welche Vorteile bieten Verschattungslösungen auf Basis von Formgedächtnislegierungen?

Miguel Callejas: Die Vorteile unserer intelligenten Verschattungslösungen? Sie sind geräuschlos und sind schneller als herkömmliche Systeme. Wir haben ein System, das leicht ist und keinen zusätzlichen Platz benötigt. Bei einem normalen System braucht man einen Motor – ob groß oder klein – aber man braucht einen Platz, um ihn zu verstecken. Unser System lässt sich leichter integrieren, da es kleiner ist und man außer dem sich bewegenden Textil nichts sieht. Das heißt, man sieht nicht, wie es sich bewegt – es hat etwas Magisches und das gefällt uns.

Burkhard Maaß: Natürlich ist es keine Magie – es ist Materialwissenschaft. Das Gute daran ist – wie Miguel sagt –, dass es leicht und kleiner ist und keine so großen Auswirkungen auf die Gebäudestruktur hat. Wir brauchen keine Stützkonstruktionen oder Bohrlöcher in der Gebäudewand. Es ist viel leichter und eleganter gestaltet. Eine andere Sache, die wir bisher noch nicht erwähnt haben, ist, dass wir zwei Arten von Systemen herstellen. Zum einen ein aktives System, das durch Strom aktiviert wird und welches man mit einer App steuern, öffnen und schließen kann, wann immer man will. Dafür braucht man eine Energiequelle. Zum anderen das passive System, bei dem wir einfach die Wärme der Sonne nutzen. Hier braucht man keine Kabel, man braucht nichts, um es zu steuern – es öffnet und schließt sich einfach, wenn die Sonne scheint bzw. wenn sie nicht mehr scheint. Dieses Verschattungssystem eignet sich also perfekt für Freiflächen, öffentliche Räume, wo man keine Wartung wünscht. Dort installiert man das System einfach und es funktioniert von selbst.

Miguel Callejas: Ganz genau. Ich würde hinzufügen, dass das passive System ein wirklich intelligentes System ist, da es die Sonne spürt – das Material selbst – wir haben keine Sensoren oder andere Motoren in einem separaten Teil. Die Formgedächtnislegierung vereint alle Funktionen. Es handelt sich also um ein wirklich intelligentes System. Das passive System kann vom Benutzer gesteuert werden und eignet sich perfekt für private Bereiche im Garten oder im Gebäude. Es ist aber auch perfekt für den öffentlichen Raum auf Straßen und Plätzen. Die Systeme müssen nicht jeden Tag ein- und ausgeschaltet werden und brauchen keine Wartung.

Welchen Beitrag können Verschattungslösungen in Bezug auf Nachhaltigkeit bieten?

Burkhard Maaß: Nachhaltigkeit – das Wort ist in aller Munde und man hört es überall. Welchen Einfluss haben wir auf die Nachhaltigkeit und darauf, weniger Energie zu verbrauchen? Wenn ein Gebäude oder ein Raum in der Sonne steht, heizt es/er sich auf. Wünschen Sie Komfort, dann brauchen Sie eine Klimaanlage, um das Gebäude oder den Raum abzukühlen – und das kostet viel Energie. Wir halten es für klüger, die Aufheizung des Gebäudes von vornherein zu verhindern, indem man die Fenster schließt und Schatten spendet. Heizt sich das Gebäude gar nicht erst auf, braucht man weniger Energie, um es wieder abzukühlen. Das ist der eine Aspekt. Der zweite Aspekt ist, dass wir bei unseren passiven Systemen keine zusätzliche Energie für die Beschattung benötigen, da sich das System von selbst schließt. Man denke hierbei nicht nur an das System selbst, sondern auch an die Infrastruktur. Wenn ich keine meterlangen oder kilometerlangen Kabel für VerVerschattungssysteme benötige, bedeutet das wiederum weniger Auswirkungen, weniger Produkte, die ich für die Beschattung benötige. Weiterhin arbeiten wir in Übereinstimmung mit den Richtlinien der EU, die mehr und mehr Verschattungssysteme für Gebäude fordert.

Miguel Callejas: Ganz genau. Die EU plant, bis 2050 etwa 60 % der in Gebäuden verbrauchten Energie einzusparen. Das bedeutet rund 100 Millionen Tonnen CO2-Emissionen – das ist großartig, und wir möchten gerne ein Teil davon sein. Aber ich möchte auch betonen, dass diese Systeme auch für thermischen Komfort sorgen – wir wollen nicht, dass uns heiß ist, wir wollen uns wohlfühlen, während wir auf der Straße und in unserem Gebäude sind. Wenn wir diesen thermischen Komfort erhalten und gleichzeitig Energie sparen – umso besser!

Burkhard Maaß: Ich möchte noch einen weiteren Punkt hinzufügen, nicht nur mit Blick auf die Anwendung unserer Systeme, sondern auch auf den Lebenszyklus. Unsere Systeme haben eine sehr geringe Komplexität – sie bestehen aus wenigen einfachen Teilen und das bedeutet auch, dass sie sehr leicht demontiert werden können. Sie können recycelt werden und wir können sogar unsere Formgedächtnisaktoren recyceln, das ist ein sehr wichtiger Punkt. Heutzutage muss man nicht nur über die Anwendung eines Produkts nachdenken, sondern auch darüber, was mit ihm passiert, wenn es entsorgt werden soll. Je weniger komplex ein Produkt ist, desto leichter ist es zu recyceln.

Miguel Callejas: Ich würde auch hinzufügen, dass – Burkhard weiß das als Ingenieur besser als ich– je einfacher ein System ist, desto länger ist die Lebensdauer des Systems.

Welche Schritte sind als nächstes für Ingpuls Smart Shadings geplant?

Burkhard Maaß: Wir haben Smart Shadings letztes Jahr gegründet. Wir haben am Prototyp gearbeitet und sind jetzt bei TRL 6 (Technology Readiness Level). Wir haben einen erprobten Prototyp, nicht nur ein Laborexperiment, und wollen jetzt den nächsten Schritt machen: vom Prototyp zu einer Serienproduktion und tatsächlich in den Markt gehen. Dafür bereiten wir jetzt alles vor, um mit Investoren ins Gespräch zu kommen.

Miguel Callejas: Ganz genau. Wir sind ein junges Unternehmen – wir sind erst ein Jahr alt – aber wir haben den Prototyp in Betrieb und zwei Patente angemeldet.

Burkhard Maaß: Zusätzlich zu unseren intelligenten Verschattungssystemen freuen wir uns sehr und werden bald bekannt geben, dass wir Teil des ZERAF-Konsortiums sind. Das ist ein Projekt der Europäischen Union, ein Pathfinder Grant, das nur eine 5%ige Chance auf Bewilligung hat. Zusammen mit Kollegen aus Italien, den Niederlanden und Spanien haben wir die Bewilligung bekommen. Im Rahmen des ZERAF-Konsortiums werden wir ein System entwickeln, das unseren Systemen ähnlich, aber kein Verschattungssystem ist, sondern eine blickdichte Fassade.

Miguel Callejas: Es handelt sich um ein System, bei dem wir ein Fassadenmodul entwickeln, das modular erweitert werden kann, um eine ganze Gebäudefassade zu erzeugen. Wir werden die äußere Schicht dieses Systems herstellen. Diese wird aus mehreren Verschattungselementen bestehen, sodass man, wenn man Schatten will, auch Schatten bekommt und wenn man Sonne will, Sonne bekommt. Wir sind wirklich begeistert von diesem Projekt. Das bedeutet, dass wir in der Lage sein werden, den Energieverbrauch in Gebäuden beim Heizen und Kühlen enorm zu reduzieren.

Burkhard Maaß: Und auch dies wird durch Aktoren aus Formgedächtnislegierungen angetrieben.

Mit welchen Anwendungsbereichen wird Ingpuls Smart Shadings starten?

Miguel Callejas: Wir möchten mit unseren Verschattungsvorrichtungen zunächst im privaten Bereich beginnen, sodass man sie in Gärten und Gebäuden einsetzen kann, aber auch im öffentlichen Bereich. In Spanien nennen wir diese Verschattungsanlagen Toldos – sie sind dort sehr bekannt und werden schon seit vielen Jahren eingesetzt. Wir denken, dass sich die Anwendung schnell realisieren lassen kann.

Burkhard Maaß: Wir wollen die ersten Systeme 2023 auf dem Markt haben – ich würde sagen, bis zum Ende des Sommers, das wäre schön.

Was plant Ihr für die Zukunft von Ingpuls Smart Shadings?

Burkhard Maaß: Wir schauen uns unsere zukünftigen Kunden an und wollen ihr Feedback einholen, was sie wirklich über das Produkt denken. Dazu möchten wir Pilotsysteme an privaten Orten installieren, damit die Leute mit der Technologie spielen und sehen können, wie sie funktioniert. Wir sprechen mit anderen Leuten und zeigen ihnen Prototypen. Bisher finden alle das Produkt cool, aber wir müssen auf den Markt gehen und herausfinden, was der Endverbraucher denkt.

Was ist eure Botschaft an zukünftige Investoren von Ingpuls Smart Shadings?

Burkhard Maaß: Wie wir bereits erklärt haben, sind wir ein kleines Unternehmen. Wir haben mit nichts angefangen, unser Unternehmen gebootstrapt und Stück für Stück aufgebaut – bis hin zu einem ZIM-Projekt, das uns über einige Jahre hinweg geholfen hat. Dann haben wir etwas Seed Capital von Knälmann Ventures erhalten, was eine wirklich nette Geschichte und ein sehr guter Kontakt war.Jetzt bereiten wir eine Serie-A-Finanzierungsrunde vor, erarbeiten den Geschäftsplan und werden damit an Investoren herantreten, die dann in unser Team und unsere Technologie investieren können, wenn Interesse besteht. Sie können sich einfach an uns wenden, und wir freuen uns darauf, die Kommunikation mit ihnen aufzunehmen.