Das Projekt "Teilvorhaben: Steigerung der Energieeffizienz durch optimierte Ofenkonzeption und Abwärmerückgewinnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.A. Röders GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Gesamtziel von ProGRess ist die Erhöhung der Nutzungseffizienz von Energie und Ressourcen in den Prozessen der gesamten Prozesskette des Aluminiumdruckguss vom Ausgangsmaterial bis hin zum endbearbeiteten Bauteil. Ziel der G. A. Röders GmbH & Co. KG ist es durch ein erfolgreiches Umsetzen der Optimierungsmaßnahmen in den klein und mittleren Serien durch schnellere und effektivere Rüstwechsel ein Einsparpotential von mindestens 5 Prozent und durch bessere Schmelz- und Ofenkonzepte ein Energieeinsparung der Metallschmelze von über 20 Prozent zu erreichen. Die Entwicklungsarbeiten der G. A. Röders GmbH & Co. KG umfassen insbesondere die Entwicklung eines neuen Ofenkonzeptes und eines neuen Hallenkonzeptes. Bei der Neuentwicklung eines kleinen Ofen sollen neue Wege gefunden werden, die mit Hilfe einer 'Plug & Cast' Methode die Rüstzeiten verkürzen und sowohl die benötigte Schmelzenergie erheblich verringern als auch den Anfahrausschuss. Das Ziel beim Hallenkonzept ist die umfassende Analyse der gesamten Energiebilanz und daraus abgeleitete Verbesserungen, die in einen geplanten Neubau umzusetzen sind. Alle im Rahmen des Projektes abgeleiteten Maßnahmen sollen abschließend in prototypischen Anwendung realisiert und hinsichtlich der ökonomischen, energetischen und qualitativen Potentiale bewertet werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Grundlegende Untersuchungen zur Plasma-CVD-Beschichtung von Druckgussverbindungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.A. Röders GmbH & Co. KG durchgeführt. Der heutige Stand der Technik im Aluminiumdruckguss erfordert den Einsatz von Formtrennmitteln. Zu deren Nebenwirkungen gehoert aber eine Verschlechterung der Oberflaechenqualitaet des Gussteils. Formtrennmittel beeintraechtigen die Arbeitsplatzqualitaet und sind unter oekologischen Gesichtspunkten als bedenklich zu betrachten. Um den Einsatz von Trennmitteln zu vermeiden und gleichzeitig die Standzeit der Druckgusswerkzeuge zu erhoehen, wurden diese im DC-Puls-PACVD Verfahren beschichtet. Durch die im Projektverlauf optimierten nitridischen, karbidischen und boridischen Schichtsysteme auf Titanbasis konnte eine Reduzierung des Trennmittelvolumens um 97 Prozent bewirkt werden. Gleichzeitig wird durch die Beschichtung die Standzeit der Druckgusskerne deutlich gesteigert. Dabei erwiesen sich alle untersuchten Schichtsysteme als durchaus geeignet. Durch die in dieser Studie untersuchten PACVD-Schichten konnte die Standzeit im Vergleich zu unbeschichteten Proben durch TiN um mehr als den Faktor 130 und durch die Multilayerschicht TiN/TiC um ueber den Faktor 160 erhoeht werden. Als besonders vielversprechend erwiesen sich die Titanbornitride, die nach mehr als dem 300-fachen der Standzeit einer unbeschichteten Dummyprobe noch nicht versagt hatten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung von Ansätzen zur Optimierung der Energieeffizienz von Druckgussanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bühler GmbH durchgeführt. Das Gesamtziel von ProGRess ist die Erhöhung der Nutzungseffizienz von Energie und Ressourcen in den Prozessen der gesamten Prozesskette des Aluminiumdruckguss vom Ausgangsmaterial bis hin zum endbearbeiteten Bauteil. Ziel der Bühler Druckgießsysteme GmbH ist es, ökonomische und ökologische Ansätze zur Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz im Betrieb von Druckgussanlagen zu erarbeiten und somit durch die Entwicklungen an einer Steigerung der Energieeffizienz in der Prozesskette Aluminiumdruckguss mitzuwirken. Im Rahmen des Verbundvorhabens wird die Bühler Druckgiessysteme GmbH in einem ersten Schritt an der Analyse der Energieaufwendungen für Druckgußanlagen mitwirken. Die ermittelten Daten werden anschließend nach technischen, ökonomischen und ökologischen Aspekten bewertet. Als Druckgussmaschinenhersteller liegt der Forschungsschwerpunkt der Firma Bühler auf der Erarbeitung von Verbesserungsmaßnahmen für Druckgussmaschinen (insbesondere auf der Entwicklung von intelligenten Antriebsystemen und Steuerungssystemen). Als eine sehr wesentliche Maßnahme wird die Auswahl, Erprobung und prototypische Umsetzung von alternativen Antrieben und Steuerungstechniken gesehen. Insgesamt soll der Fokus im besonderen auf dem Energieeinsatz und der Effizienz liegen. Darüber hinaus werden auch weitere Aspekte wie der Gesamteinsatz von Ressourcen beachtet.
Das Projekt "Gestaltung energie- und ressourceneffizienter Prozessketten am Beispiel Aluminiumdruckguss (ProGRess) - Teilvorhaben: Technologieentwicklung / Ökonomische und ökologische Bewertung und Optimierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik durchgeführt. Jährlich werden über 400.300 t endverarbeiteter Bauteile aus Aluminiumdruckguss in Deutschland hergestellt. Mit der verarbeiteten Menge ist die Prozesskette Aluminiumdruckguss gießereiintern für Emissionen in Höhe von ca. 1 Mio. t CO2-Äquivalente verantwortlich. Auch aufgrund der ökonomischen Relevanz besteht ein hoher Bedarf, die Nutzungseffizienz für Energie und Ressourcen im Aluminiumdruckguss zu steigern. Die Erfassung und Optimierung der Energie- und Stoffströme in den Einzelprozessen sowie die Abbildung von dynamischen Wechselwirkungen und Abhängigkeiten zwischen den Prozessen stellt eine entscheidende Grundlage für die Analyse und Bewertung von technischen und organisatorischen Maßnahmen zur Steigerung der energetischen und stofflichen Nutzungseffizienz im Aluminiumdruckguss dar. Hier setzt das Verbundvorhaben ProGRess an, in dem die Energie- und Ressourceneffizienz nicht nur auf Einzelprozessebene sondern über die gesamte Prozesskette nach technologischen, ökonomischen und ökologischen Kriterien optimiert wird. Ziel ist dabei die Erhöhung der Energieeffizienz um bis zu 15 %. Neben einem Maßnahmenkatalog wird ein Simulationsmodell zur Ableitung von Handlungsfeldern entwickelt, mit dem ökonomische und ökologische Auswirkungen innovativer Verbesserungsmaßnahmen zur Effizienzsteigerung integrativ analysiert und im Sinne einer ganzheitlichen Entscheidungsunterstützung bewertet werden können, angefangen bei der Auslegung des Einzelprozesses bis zur Gestaltung und Steuerung der Prozesskette.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erhöhung der Energieeffizienz im Aluminiumdruckguss durch optimierten Trennstoffeinsatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Chem-Trend (Deutschland) GmbH durchgeführt. Das Gesamtziel von ProGRess ist die Erhöhung der Nutzungseffizienz von Energie und Ressourcen in den Prozessen der gesamten Prozesskette des Aluminiumdruckguss vom Ausgangsmaterial bis hin zum endbearbeiteten Bauteil. Ziel des Verbundprojektes ist es, die Kreislaufmenge von Aluminium und den Energieeintrag beim Gießen zu reduzieren (Erhöhung der Nutzungseffizienz von Energie und Ressourcen). Im Rahmen des Vorhabens wird die Chem-Trend (Deutschland) GmbH insbesondere durch die Entwicklung von neuen Trenn- und Kolbenschmierstoffen an einer Steigerung der Energieeffizienz in der Prozesskette Aluminiumdruckguss mitwirken. Die Schwerpunkte der Arbeiten von Chem-Trend (Deutschland) GmbH liegen in der Entwicklung eines intelligenten Anfahrprozesses, der Trennstoffentwicklung in Hinblick auf einen breiten Temperatureinsatz und einer einhergehenden Reduzierung der Temperierkosten. Die Optimierung des Trennstoffeinsatzes im Gießprozess erfordert folgende Arbeiten: Analyse der Prozess- und Qualitätsparameter; Entwicklung und Serienfertigung eines Dosiergerätes inklusive Schmierstoff für die Kolbenschmierung sowie von Trennstoffen für einen intelligenten Anfahrprozess beim Gießen. Für die Trennstoffentwicklung werden neben den Erfahrungen der Chem-Trend auch neue simultane Verfahren zum Einsatz kommen.
Das Projekt "Integrierter Umweltschutz in der Giessereiindustrie - Oekologisch und oekonomisch optimierter Trennstoffeinsatz beim Aluminiumdruckguss" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Schweißtechnik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, zu einem optimalen Formtrennstoffeinsatz beim Aluminiumdruckguss zu gelangen. Damit wird die wesentliche Quelle fuer schaedliche Emissionen bei einem weit verbreiteten Giessverfahren reduziert. Dieses Ziel soll zum einen durch eine intelligente, sparsame Auftragetechnik und zum anderen durch eine Optimierung der Trennstoffkomponenten unter oekologischen Aspekten erreicht werden. Die zu entwickelnde Auftragetechnik soll die Formtrennstoffapplikation verbessern. Das Druckgiesslabor des Instituts fuer Schweisstechnik verfuegt bis auf eine Thermokamera ueber eine umfassende Ausstattung fuer diese Untersuchungen. Die beim Druckgiessprozess entstehenden Emissionen in gasfoermiger und fluessiger Form werden analysiert und die Ergebnisse mit verwandten Applikationstechniken und alternativen Trennstoffen verschiedener Hersteller verglichen. Ein Praxistest in einer Druckgiesserei schliesst das Vorhaben ab. Eine direkte Verwertung der Vorhabensergebnisse geschieht durch die am Projekt beteiligten Hersteller von Formtrennstoffen und Applikationstechniken. Druckgiessereibetriebe profitieren von geringeren gasfoermigen und fluessigen Emissionen, einem reduzierten Energiebedarf sowie von geringeren Produktionskosten beim Giessprozess.
Das Projekt "Teilvorhaben: Optimierung von Schmelzprozessen im Hinblick auf einen effizienten Energieeinsatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Martinrea Honsel Germany GmbH durchgeführt. Das Gesamtziel von ProGRess ist die Erhöhung der Nutzungseffizienz von Energie und Ressourcen in den Prozessen der gesamten Prozesskette des Aluminiumdruckguss vom Ausgangsmaterial bis hin zum endbearbeiteten Bauteil. Die Teilziele der Honsel AG liegen in der Einsparung von Prozessenergie im Aluminiumdruckguss, der Entwicklung von Ansätzen zur Reduktion von Kreislaufmaterial sowie der Erhöhung der Gesamteffizienz des Verfahrens Druckgießen. Die Entwicklungsarbeiten der Honsel AG umfassen insbesondere die Datenerfassung (Energie und Rohstoffe) für Druckgießmaschinen von 3000 bis 4000t, sowie die Aufnahme von Verbrauchs- und Emmissionsprofilen für die vorliegenden Einzelprozesse. Dies erfordert die energetische Analyse mittels Leistungsmessgeräten sowie Auswertung und Analyse. Anschließend werden Verbesserungsvorschläge zum energieeffizienteren Betrieb der Gießprozesse erarbeitet. Ein wichtiger Aspekt der Entwicklungsarbeiten liegt in der Untersuchung zur Abgasproblematik bei Schmelzöfen / Schmelzbehandlung. Abschließend werden die abgeleiteten Maßnahmen in prototypischer Anwendung realisiert und hinsichtlich der ökonomischen, energetischen und qualitativen Potentiale bewertet.
Das Projekt "Teilvorhaben: Energetische Optimierung durch Einzelprozesssimulation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MAGMA Gießereitechnologie Gesellschaft für Gießerei-, Simulations- und Regeltechnik mbH durchgeführt. Das Gesamtziel von ProGRess ist die Erhöhung der Nutzungseffizienz von Energie und Ressourcen in den Prozessen der gesamten Prozesskette des Aluminiumdruckguss vom Ausgangsmaterial bis hin zum endbearbeiteten Bauteil. Ziel der MAGMA ist es die hohen Wärmeverluste beim Druckgießprozess zu reduzieren. Mit der Simulation des Druckgießprozesses werden entscheidende Maßnahmen zur Erhöhung der Nutzungseffizienz von Energie und Ressourcen ermittelt und überprüft. Die Schwerpunkte der Arbeiten von MAGMA liegen in der Optimierung von Einzelsimulationen des Gießprozesses und der anschließenden Wärmebehandlung. Beim Gießprozess wird zunächst eine vollständige Beschreibung aller Prozessgrößen und -zeiten im Gießzyklus erfolgen. Weiterhin werden versuchsbegleitende Prozessimulationen durchgeführt. Für die Durchführung der Simulation müssen die Wärmeübergangskoeffizienten insbesondere beim Sprühen mittels Einsatz von inverser Optimierung bestimmt werden. Die Prozessführung bei der Wärmebehandlung wird insbesondere hinsichtlich der Entstehung von Eigenspannungen bewertet.
Das Projekt "Teilvorhaben: Legierungsentwicklung und Recycling" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TRIMET Aluminium SE durchgeführt. Das Gesamtziel von ProGRess ist die Erhöhung der Nutzungseffizienz von Energie und Ressourcen in den Prozessen der gesamten Prozesskette des Aluminiumdruckguss vom Ausgangsmaterial bis hin zum endbearbeiteten Bauteil. Erste Ziele der TRIMET ALUMINIUM AG bestehen in der Erarbeitung eines Anforderungskatalogs zu projektrelevanten Legierungen und Bauteilen sowie der Optimierung von Recyclingstrategien. Ergebnis der Hauptentwicklungsaktivitäten ist das Auffinden neuartiger Aluminiumdruckgusslegierungen, die keine bzw. nur vereinfachte Wärmebehandlungen ohne Lösungsglühen benötigen, um die geforderte Eigenschaftskombination zu erfüllen. Weitere Ergebnisse stellen quantitative Aussagen zur Wirkung von Störelementen sowie mögliche Kompensationsmaßnahmen dar. Optimierte Wärmebehandlungen in Bezug auf Energie- und Verzugsminimierung ergänzen die Arbeitsziele. Aufbauend auf der Datenerhebung zu projektrelevanten Legierungen und Bauteilen setzt die Legierungsentwicklung bei der TRIMET ALUMINIUM AG ein. Die Identifikation erfolgversprechender Legierungskombinationen erfolgt mittels thermodynamischer Berechnungen. Zur Validierung sind Versuchsschmelzen anzufertigen, Probekörper zu gießen und die mechanischen Eigenschaften zu prüfen. Analog wird bei der Einflussanalyse zu Störelementen verfahren. Zur Modellierung von Wärmebehandlungen werden Temperaturkurven aufgezeichnet und Verzugsmessungen durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Identifikation, Initiierung und Bewertung von Prozessen unter Berücksichtigung ökonomischer, energetischer und qualitativer Aspekte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KSM Castings GmbH durchgeführt. Das Gesamtziel von ProGRess ist die Erhöhung der Nutzungseffizienz von Energie und Ressourcen in den Prozessen der gesamten Prozesskette des Aluminiumdruckguss vom Ausgangsmaterial bis hin zum endbearbeiteten Bauteil. Ziel der KSM Castings GmbH ist es, durch die Erarbeitung von Optimierungsmaßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz den Energieeinsatz pro Tonnage Material um 7 Prozent zu senken. Die Entwicklungsarbeiten der KSM Castings GmbH umfassen insbesondere die Aufnahme von Ist-Energieverbräuchen im Bereich Druckguss und Mechanische Bearbeitung sowie die Bewertung einzelner Prozessschritte hinsichtlich der Energieeffizienz. Dies erfordert die energetische Analyse verschiedener Fahrweisen in der Schmelzerei (Flüssig- und Block- sowie Kreislaufmaterial) sowie die Erarbeitung von Verbesserungsvorschlägen zur energieeffizienteren Fahrweise beim Gießen und Bearbeiten. Abschließend werden die abgeleiteten Maßnahmen in prototypischen Anwendung realisiert und hinsichtlich der ökonomischen, energetischen und qualitativen Potentiale bewertet.
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