EnOB: RaPro Ziegel 2020 - Entwicklung höchstwärmedämmender Mauerziegel mit optimierten Schallschutzeigenschaften durch iterative Finite Elemente Simulation und Rapid Prototyping

Description: Das Projekt "EnOB: RaPro Ziegel 2020 - Entwicklung höchstwärmedämmender Mauerziegel mit optimierten Schallschutzeigenschaften durch iterative Finite Elemente Simulation und Rapid Prototyping" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm, Fakultät für Werkstofftechnik.Im Rahmen des Vorhabens soll eine neue Generation höchstwärmedämmender Mauerziegel für Einfamilienhäuser und für den Mehrgeschossbau mit extrem verkürzten Entwicklungszeiten erforscht werden. Das Ziel besteht darin, neuartige Ziegelgeometrien mit verbesserten Wärmedämmeigenschaften und gleichzeitig verbesserten Schallabsorptionsvermögen bei ausreichender Druckfestigkeit zu entwickeln. Um die Ziele zu erreichen, wird im Vorhaben eine neue Vorgehensweise als bisher üblich eingeschlagen. Durch Finite Elemente Simulation wird die Ziegelgeometrie in Bezug auf Wärmedämmung, Schallabsorptionsvermögen und Druckfestigkeit in mehreren sich wiederholenden Iterationsschleifen optimiert. Durch anschließende additive Fertigung (Rapid Prototyping) des metallischen Kerneinsatzes (als Gegenstück zur Ziegelgeometrie) und dessen Einbau in das Mundstück des Ziegelextruders ist eine vergleichsweise schnelle Herstellung von Versuchsziegeln der neuen Generation möglich. Es wird davon ausgegangen, dass sich durch diese Methodik die Entwicklungszeiten von derzeit ca. 3 bis 5 Jahren auf etwa 6 Monate verkürzen werden. Es wird vor allem die Lochbild-Geometrie der Ziegel als maßgebender Entwicklungsparameter variiert. Bei den werkstofftechnischen Zielen soll eine äquivalente Wärmeleitfähigkeit von - = 0,06 W/(m*K) erreicht werden sowie ein Schalldämm-Maß von R = 50 dB. Die Druckfestigkeitsklasse 6 soll beibehalten werden. Durch Implementierung aufeinander aufbauender Iterationsschleifen auf Basis verschiedener FEM-Simulationsverfahren, durch Rapid Prototyping innovativer Ziegelmodelle aus Kunststoff sowie durch Rapid Prototyping von Extrusionsformen aus Metall, sollen neue Maßstäbe bei der Zeiteffizienz, der Flexibilität und der Kosteneinsparung vom ersten Lochbild-Entwurf bis zur Herstellung der ersten keramischen Ziegel als Demonstratoren, gesetzt werden.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Keramik ? Ziegel ? Einfamilienhaus ? Schalldämpfung ? Schalldämmung ? Wärmedämmung ? Zusatzstoff ? Wohngebäude ? Schallschutz ? Verfahrensoptimierung ? Wärmeleitfähigkeit ? Metall ? Mechanisches Verfahren ? Mauerwerk ? Energieeffizientes Bauen ? Kunststoffproduktion ? Kostensenkung ? Produktionstechnik ? Simulation ? Werkstoffkunde ? Klimaschutz ? Bauelement ? Produktdesign ? Neuartige Materialien ? Effizienzsteigerung ? Finite Elemente ? Haltbarkeit ? Lochbild-Geometrie ? Multifunktionalität ? Rapid Prototyping ?

Region: Bayern

Bounding boxes: 12.53381° .. 12.53381° x 47.795° .. 47.795°

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License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Bereitsteller*in)
• Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm, Fakultät für Werkstofftechnik (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2017-10-01 - 2020-09-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: EnOB: RaPro Bricks 2020 - Development of highly heat-insulating bricks with optimized sound insulation properties using iterative finite element simulation and rapid prototyping
  Description: The project will research a new generation of highly heat-insulating bricks for single-family homes and for multi-storey buildings with extremely short development times. The aim is to develop novel brick geometries with improved thermal insulation properties and at the same time improved sound absorption capacity with sufficient compressive strength. In order to achieve these goals, the project will adopt a new approach than has been customary to date. Finite element simulation is used to optimize the brick geometry in terms of thermal insulation, sound absorption capacity and compressive strength in several repetitive iteration loops. Subsequent additive manufacturing (rapid prototyping) of the metallic core insert (as a counterpart to the brick geometry) and its installation in the mouthpiece of the brick extruder allows a comparatively fast production of experimental bricks of the new generation. It is assumed that this method will reduce development times from currently approx. 3 to 5 years to about 6 months. Above all, the hole pattern geometry of the bricks is varied as a decisive development parameter. The material-technical goals are to achieve an equivalent thermal conductivity of ' = 0.06 W/(m*K) and a sound insulation value of R = 50 dB. The compressive strength class 6 is to be maintained. By implementing iteration loops based on each other and on different FEM simulation methods, by rapid prototyping of innovative plastic brick models as well as by rapid prototyping of extrusion moulds made of metal, new standards in time efficiency, flexibility and cost saving from the first hole pattern design to the production of the first ceramic bricks as demonstrators shall be set. https://ufordat.uba.de/

Status

Aktiv

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