CO2- und kreislaufoptimierte additive Produktdesigns und LPBF-Fertigungsprozesse für ressourceneffiziente Nutzfahrzeugkomponenten, Teilvorhaben: Multikriteriell optimierte Produktdesigns und Umsetzung von R-Strategien mit LPBF-Prozessen

Description: Das Projekt 'CO2OPERATE' zielt darauf ab, die Energie- und Umweltkosten additiv gefertigter, metallischer Bauteile für Nutzfahrzeuge, insbesondere Stadt- und Reisebusse (z.B. eCitaro), zu minimieren und die Ressourceneffizienz durch Leichtbau und Kreislaufstrategien (R-Strategien) zu steigern. Es wird erwartet, dass im Rahmen des Projekts etwa 100 kg Gewicht pro Bus eingespart werden, was in der Nutzungsphase eine Energieeinsparung von 2.100 kWh pro Bus bedeutet. In der Herstellungsphase liegt das Energieeinsparpotenzial mit den verwenden Verfahren pro Bus bei ca. 13.500 kWh. Diese Einsparungen sollen durch Leichtbaudesigns, prädiktive Lebenszyklusanalysen und Prozessoptimierungen für R-Strategien erreicht werden. Im Nutzfahrzeugbereich sind Leichtbau-Ansätze ('Reduce'-Strategie) aufgrund der Elektrifizierung besonders wichtig, um die Antriebsenergie zu reduzieren. Die langlebigen Fahrzeuge bergen Potenziale für R-Strategien wie 'Repair' und 'Remanufacturing', um den Einsatz von Primärrohstoffen zu minimieren. Die prädiktive Lebenszyklusanalyse (LCA) spielt dabei eine zentrale Rolle, da 80 % der ökologischen Kosten während der Produktentwicklung bestimmt werden. Das Projekt setzt auf zwei Standorte, um additive Prozessketten mit dem Laser Powder Bed Fusion (LPBF)-Verfahren und Sensorik zur bauteilspezifischen Messung von Energie- und Materialverbräuchen abzubilden. Im Rahmen des Projektes werden ca. 25 Bauteile untersucht und fünf davon umfassend ökologisch und ökonomisch bilanziert. Folgende Themenbereiche werden adressiert: (1) R-Strategien im Produktdesign, um den Materialeinsatz zu reduzieren, (2) die Anwendung und Optimierung von AM-Bauteilen in der Nutzungsphase und (3) die Bewertung von End-of-Life-Szenarien und R-Strategien hinsichtlich ihrer ökologischen und ökonomischen Vorteile.

SupportProgram

Tags: Wiederverwendung ? Laser ? Zusatzstoff ? Ökobilanz ? Elektrifizierung ? Nutzfahrzeug ? Omnibus ? Primärrohstoff ? Leichtbau ? Energieeinsparpotenzial ? Berg ? Energieeinsparung ? Sensorische Bestimmung ? Umweltkosten ? Produktdesign ? Ressourceneffizienz ?

Region: Bavaria

Bounding boxes: 11.5° .. 11.5° x 49° .. 49°

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Hochschule für angewandte Wissenschaften Kempten (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2025-03-15 - 2028-03-14

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub-project: Multi-criteria optimized product designs and implementation of R-strategies with LPBF processes
  Description: The 'CO2OPERATE' project aims to minimize the energy and environmental costs of additively manufactured, metallic components for commercial vehicles, especially city buses and coaches (e.g. eCitaro), and to increase resource efficiency through lightweight construction and recycling strategies (R-strategies). The project is expected to save around 100 kg of weight per bus, which means an energy saving of 2,100 kWh per bus in the use phase. In the production phase, the energy saving potential with the processes used is around 13,500 kWh per bus. These savings are to be achieved through lightweight designs, predictive life cycle analyses and process optimization for R strategies. In the commercial vehicle sector, lightweight construction approaches ('Reduce' strategy) are particularly important due to electrification in order to reduce drive energy. Long-life vehicles offer potential for R strategies such as 'repair' and 'remanufacturing' in order to minimize the use of primary raw materials. Predictive life cycle analysis (LCA) plays a central role here, as 80% of ecological costs are determined during product development. The project relies on two locations to map additive process chains with the Laser Powder Bed Fusion (LPBF) process and sensor technology for component-specific measurement of energy and material consumption. As part of the project, around 25 components will be examined and five of them will be comprehensively assessed from an ecological and economic perspective. The following topics are addressed: (1) R-strategies in product design to reduce the use of materials, (2) the application and optimization of AM components in the use phase and (3) the evaluation of end-of-life scenarios and R-strategies with regard to their ecological and economic benefits. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1139556

Status

Aktiv

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