Das Projekt "TP 2: Entwicklung und Produktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Produktentwicklung und Gerätebau durchgeführt. Die digitale Transformation des Maschinen- und Anlagenbaus ist durch einen hohen Innovationsdruck gekennzeichnet. So ist die technologische Durchdringung von Produkten in Form von Sensorik und Aktuatorik, aber auch die Einführung innovativer Servicekonzepte Gegenstand vieler Forschungs- und Entwicklungsprojekte und schreitet stetig voran. Während die kundenzentrierte Verbesserung von Erbringungsgeschwindigkeit und -qualität wesentliche Zielgrößen darstellen, liegt die Ressourceneffizienz bislang weniger im Mittelpunkt der Betrachtung. So wird für die Verringerung von Ausfallzeiten beispielsweise das Vorhalten eines Sicherheitsbestands an Ersatzteilen vorausgesetzt, der Verschleißfortschritt von Teilen beobachtet und teilverschlissene Komponenten vor Ausfall ausgetauscht (vgl. 'Predictive Maintenance'). RePARE setzt sich zum Ziel, diese zukunftsweisenden Ansätze durch Additive-Repair-Verfahren zu komplementieren und so die systematische Regeneration von bereits eingesetzten Teilen zu ermöglichen, indem Repare- und Refurbishment-Strategien situationsspezifisch auf Basis der predictive Maintenance Informationen abgestimmt werden. Damit können verschlissene Teile aufgewertet und im Sinne eines Kreislaufs in Maschinen und Anlagen zurückgeführt werden. Die gezielte Aufbereitung von Verschleißteilen hilft notwendige Lagerbestände zu reduzieren und die Lebensdauer einzelner Teile zu erweitern und so die bei der Herstellung eingesetzten Ressourcen besser zu nutzen. Dafür analysiert das Konsortium typische Austausch- und Verschleißteile und wendet unterschiedliche additive Fertigungsverfahren zu deren Regeneration an. Dieses wird sowohl in ein technisches Rahmenwerk als auch in konkrete Servicekonzepte überführt. Im Ergebnis soll RePARE dazu beitragen, dass Ersatz- und Verschleißteilbedarfe im Maschinen- und Anlagenbau zukünftig nicht nur durch den Einsatz von neuen Komponenten, sondern auch durch bedarfsgerechte Wiederaufbereitung erfüllt werden können.
Das Projekt "Teilprojekt 8 (BUW-NF): Implementierung der BUW National Facility" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wuppertal, Fachgruppe Physik, Institut für Atmosphären- und Umweltforschung durchgeführt. Das kürzlich gegründete Institut für Atmosphären- und Umweltforschung (IAU) der Universität Wuppertal (BUW) verfügt über mehr als 35 Jahre Fachwissen in der Untersuchung atmosphärischer Photooxidationsprozesse (atmosphärische Chemie) und Fernerkundungstechniken (atmosphärische Physik). QUAREC-ASC des IAU arbeitet unter genau definierten Druck-, Temperatur- und Photolysebedingungen und ermöglicht eingehende Untersuchungen homogener Gasphasenreaktionssysteme. Die Anlage ermöglicht qualitativ hochwertige Untersuchungen der Kinetik und der Mechanismen der Reaktionen der wichtigsten troposphärischen Oxidationsmittel (OH, NO3, O3, Halogenatome) mit flüchtigen organischen Verbindungen. Teile der QUAREC-Anlage wurden bereits erneuert und die QUAREC-ASC war daher zwischenzeitlich außer Betrieb. Um zu vermeiden, dass die Kammer über längere Zeiträume nicht verfügbar ist, soll der spätere Entwurf und Bau eines verbesserten Temperaturregelungssystems (TRS) ab 2021 beginnen. Darüber hinaus ist die Instrumentierung für die Überwachung und Steuerung wichtiger physikalischer Parameter wie relative Luftfeuchtigkeit, Druck und Temperatur mit neuen Sensoren geplant. Zur besseren Ausschöpfung des Potenzials der QUAREC-Anlage wird der vorhandene Pool an analytischen Instrumenten erweitert bzw. erweitert. Dies betrifft die Anschaffung von drei hochmodernen Massenspektrometern sowie den Entwurf und die Konstruktion eines CEAS-Systems (Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy). Darüber hinaus werden die Messgeräte für NO und H2O2 (Peroxide) durch neue, hochempfindliche Nachfolgemodelle ersetzt. Die BUW plant, die QUAREC-Anlage durch die Entwicklung einer großvolumigen (30 m3) Teflonkammer mit dem Namen WUTASC (Wuppertal Teflon Atmospheric Simulation Chamber) zu erweitern und zu verbessern.
Das Projekt "Natürliche Radionuklide in Trinkwasser in der Bundesrepublik Deutschland - Erfassung und Evaluierung der im Kontext der Richtlinie 2013/51/Euratom erhobenen TrinkwV Anlage 3a-Daten." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Am 22. Oktober 2013 wurde die Richtlinie 2013/51/Euratom zur Festlegung von Anforderungen an den Schutz der Gesundheit der Bevölkerung hinsichtlich radioaktiver Stoffe in Wasser für den menschlichen Gebrauch erlassen., Die nationale Umsetzung erfolgte im Rahmen der geänderten Trinkwasserverordnung (TrinkwV). Mit Inkrafttreten dieser Änderungsverordnung am 26. November 2015 sind Inhaber von Wasserversorgungsanlagen in Abhängigkeit Ihrer Versorgungsgröße verpflichtet Erstuntersuchungen des Trinkwassers auf Radionuklide natürlichen Ursprungs durchzuführen. Für alle bestehende Wasserversorgungsanlagen müssen Untersuchungen bis spätestens 26. November 2019 abgeschlossen sein und die Ergebnisse den zuständigen Behörden der Länder gemeldet werden. Ziel dieses Projektes ist es, diesen umfangreichen nach TrinkwV Anlage 3a erhobenen Datensatz im Rahmen der Informationspflicht nach § 21 Absatz 1 TrinkwV in einer Datenbank zentral zu erfassen und zu validieren. Diese würde eine geographische Auswertung in Karten und eine aktualisierte Ermittlung der Strahlenbelastung der Bevölkerung in Deutschland durch natürliche Radionuklide im Trinkwasser ermöglichen. Zusätzlich sollte die Datenbank ergänzt werden durch Informationen zu dem Grundwasserleiter (Stratigraphie, Lithologie, Durchlässigkeit), eingesetzte Aufbereitungsschritte im Wasserwerk und zeitgleich zu den Anlage 3a-Daten erhobenen chemischen Parametern (TrinkwV Anlage 2, Anlage 3 Teil I). Unter Anwendung multivariater Statistik könnten dann Zusammenhänge zwischen den natürlichen Radionuklidgehalten und chemischen Parametern des Trinkwassers und der Geologie sowie der angewandten Aufbereitungsverfahren in der Wasserversorgungsanlage eruiert werden.
Das Projekt "TP 1: Additive Repair Strategien für innovative Services" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH durchgeführt. Die digitale Transformation des Maschinen- und Anlagenbaus ist durch einen hohen Innovationsdruck gekennzeichnet. So ist die technologische Durchdringung von Produkten in Form von Sensorik und Aktuatorik, aber auch die Einführung innovativer Servicekonzepte Gegenstand vieler Forschungs- und Entwicklungsprojekte und schreitet stetig voran. Während die kundenzentrierte Verbesserung von Erbringungsgeschwindigkeit und -qualität wesentliche Zielgrößen darstellen, liegt die Ressourceneffizienz bislang weniger im Mittelpunkt der Betrachtung. So wird für die Verringerung von Ausfallzeiten beispielsweise das Vorhalten eines Sicherheitsbestands an Ersatzteilen vorausgesetzt, der Verschleißfortschritt von Teilen beobachtet und teilverschlissene Komponenten vor Ausfall ausgetauscht (vgl. 'Predictive Maintenance'). RePARE setzt sich zum Ziel, diese zukunftsweisenden Ansätze durch Additive-Repair-Verfahren zu komplementieren und so die systematische Regeneration von bereits eingesetzten Teilen zu ermöglichen, indem Repare- und Refurbishment-Strategien situationsspezifisch auf Basis der predictive Maintenance Informationen abgestimmt werden. Damit können verschlissene Teile aufgewertet und im Sinne eines Kreislaufs in Maschinen und Anlagen zurückgeführt werden. Die gezielte Aufbereitung von Verschleißteilen hilft notwendige Lagerbestände zu reduzieren und die Lebensdauer einzelner Teile zu erweitern und so die bei der Herstellung eingesetzten Ressourcen besser zu nutzen. Dafür analysiert das Konsortium typische Austausch- und Verschleißteile und wendet unterschiedliche additive Fertigungsverfahren zu deren Regeneration an. Dieses wird sowohl in ein technisches Rahmenwerk als auch in konkrete Servicekonzepte überführt. Im Ergebnis soll RePARE dazu beitragen, dass Ersatz- und Verschleißteilbedarfe im Maschinen- und Anlagenbau zukünftig nicht nur durch den Einsatz von neuen Komponenten, sondern auch durch bedarfsgerechte Wiederaufbereitung erfüllt werden können.
Das Projekt "TP 4: Additive-Repair-Strategien in weltweiten Ersatzteilketten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DMG MORI Spare Parts GmbH durchgeführt. Die digitale Transformation des Maschinen- und Anlagenbaus ist durch einen hohen Innovationsdruck gekennzeichnet. So ist die technologische Durchdringung von Produkten in Form von Sensorik und Aktuatorik, aber auch die Einführung innovativer Servicekonzepte Gegenstand vieler Forschungs- und Entwicklungsprojekte und schreitet stetig voran. Während die kundenzentrierte Verbesserung von Erbringungsgeschwindigkeit und -qualität wesentliche Zielgrößen darstellen, liegt die Ressourceneffizienz bislang weniger im Mittelpunkt der Betrachtung. So wird für die Verringerung von Ausfallzeiten beispielsweise das Vorhalten eines Sicherheitsbestands an Ersatzteilen vorausgesetzt, der Verschleißfortschritt von Teilen beobachtet und teilverschlissene Komponenten vor Ausfall ausgetauscht (vgl. 'Predictive Maintenance'). RePARE setzt sich zum Ziel, diese zukunftsweisenden Ansätze durch Additive-Repair-Verfahren zu komplementieren und so die systematische Regeneration von bereits eingesetzten Teilen zu ermöglichen, indem Repare- und Refurbishment-Strategien situationsspezifisch auf Basis der predictive Maintenance Informationen abgestimmt werden. Damit können verschlissene Teile aufgewertet und im Sinne eines Kreislaufs in Maschinen und Anlagen zurückgeführt werden. Die gezielte Aufbereitung von Verschleißteilen hilft notwendige Lagerbestände zu reduzieren und die Lebensdauer einzelner Teile zu erweitern und so die bei der Herstellung eingesetzten Ressourcen besser zu nutzen. Dafür analysiert das Konsortium typische Austausch- und Verschleißteile und wendet unterschiedliche additive Fertigungsverfahren zu deren Regeneration an. Dieses wird sowohl in ein technisches Rahmenwerk als auch in konkrete Servicekonzepte überführt. Im Ergebnis soll RePARE dazu beitragen, dass Ersatz- und Verschleißteilbedarfe im Maschinen- und Anlagenbau zukünftig nicht nur durch den Einsatz von neuen Komponenten, sondern auch durch bedarfsgerechte Wiederaufbereitung erfüllt werden können.
Das Projekt "Vertical distribution and spatial variability of physical properties of tropospheric aerosol in the Arctic and Antarctic from in situ measurements by aircraft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Physik der Atmosphäre Oberpfaffenhofen durchgeführt. Um das Verständnis von Haushalt, Lebenszyklus und Klimawirkung des troposphärischen Aerosols in den Polarregionen zu verbessern, werden für die Jahre 2004 bis 2007 vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) vier Flugzeug-Messkampagnen in der Arktis und Antarktis als internationale Kooperation von Forschungsgruppen unter anderem aus Deutschland, Japan und Schweden geplant. Das Hauptziel ist die in situ Messung der Vertikalverteilung von mikrophysikalischen, chemischen und optischen Eigenschaften des Aerosols in der unteren und mittleren polaren Troposphäre. Zu diesem übergeordneten Projekt will das Institut für Physik der Atmosphäre des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit den in diesem Antrag vorgeschlagenen Arbeiten einen Beitrag leisten. Das DLR wird einen substantiellen Teil der Flugzeuginstrumentierung zur Charakterisierung der mikrophysikalischen Aerosoleigenschaften beisteuern. Durch eine Kombination verschiedener Instrumente soll die räumliche und insbesondere vertikale Verteilung der Aerosolanzahlkonzentration und -größenverteilung im Größenbereich von 0.004 bis 100 Mikrometer gemessen werden. Hinzu kommen Messungen der thermischen Partikelflüchtigkeit und des Brechungsindex. In der Antarktis werden die geplanten Messungen die bisher umfassendsten Informationen über Vertikalprofile des troposphärischen Aerosols erbringen, was zu einem verbesserten Verständnis der Transportwege des antarktischen Aerosols führen soll. Daten zu den optische Eigenschaften der troposphärischen Aerosolsäule, abgeleitet aus den mikrophysikalischen Messungen, sollen für Zwecke der Validierung von Satellitensensoren (CALIPSO) und als Eingabedaten für Klimamodelle der Arktis und Antarktis bereitgestellt werden.
Das Projekt "TP 3: Additive Repair für Traditionsunternehmen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Windmöller & Hölscher KG Maschinenfabrik durchgeführt. Die digitale Transformation des Maschinen- und Anlagenbaus ist durch einen hohen Innovationsdruck gekennzeichnet. So ist die technologische Durchdringung von Produkten in Form von Sensorik und Aktuatorik, aber auch die Einführung innovativer Servicekonzepte Gegenstand vieler Forschungs- und Entwicklungsprojekte und schreitet stetig voran. Während die kundenzentrierte Verbesserung von Erbringungsgeschwindigkeit und -qualität wesentliche Zielgrößen darstellen, liegt die Ressourceneffizienz bislang weniger im Mittelpunkt der Betrachtung. So wird für die Verringerung von Ausfallzeiten beispielsweise das Vorhalten eines Sicherheitsbestands an Ersatzteilen vorausgesetzt, der Verschleißfortschritt von Teilen beobachtet und teilverschlissene Komponenten vor Ausfall ausgetauscht (vgl. 'Predictive Maintenance'). RePARE setzt sich zum Ziel, diese zukunftsweisenden Ansätze durch Additive-Repair-Verfahren zu komplementieren und so die systematische Regeneration von bereits eingesetzten Teilen zu ermöglichen, indem Repare- und Refurbishment-Strategien situationsspezifisch auf Basis der predictive Maintenance Informationen abgestimmt werden. Damit können verschlissene Teile aufgewertet und im Sinne eines Kreislaufs in Maschinen und Anlagen zurückgeführt werden. Die gezielte Aufbereitung von Verschleißteilen hilft notwendige Lagerbestände zu reduzieren und die Lebensdauer einzelner Teile zu erweitern und so die bei der Herstellung eingesetzten Ressourcen besser zu nutzen. Dafür analysiert das Konsortium typische Austausch- und Verschleißteile und wendet unterschiedliche additive Fertigungsverfahren zu deren Regeneration an. Dieses wird sowohl in ein technisches Rahmenwerk als auch in konkrete Servicekonzepte überführt. Im Ergebnis soll RePARE dazu beitragen, dass Ersatz- und Verschleißteilbedarfe im Maschinen- und Anlagenbau zukünftig nicht nur durch den Einsatz von neuen Komponenten, sondern auch durch bedarfsgerechte Wiederaufbereitung erfüllt werden können.
Das Projekt "Teilprojekt G - Umsetzungsphase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Provadis School of International Management and Technology AG durchgeführt. Die biotechnologische Nutzung land- und forstwirtschaftlicher Restströme mit komplexen Polymerstrukturen verlangt zunächst einen Abbau mit chemischen oder biotechnologischen Verfahren, an die sich weitere Schritte anschließen. Neben der Optimierung einzelner Verfahrensschritte stellt hier vor allem die Verzahnung verschiedener Prozesse eine enorme Herausforderung dar. Gleichzeitig bieten integrierte Prozessketten und eine gemeinsame Entwicklung verzahnter Prozessschritte aber auch erhebliche Vorteile, da die Vermeidung von Aufreinigungsschritten zu deutlichen ökonomischen Einsparungen führen kann. Zu berücksichtigen sind dazu neben der Übergabe der Stoffströme entlang der Kaskadenwertschöpfungskette auch die Akkumulation von Verunreinigungen durch Rückführung z.B. von Wasser. Eine weitere Herausforderung ist, dass sich vor allem zwischen biotechnologischen und chemischen Verfahren Temperaturniveaus, verwendete Lösungsmittel/Arbeitsmedien, Reinheitsanforderungen, mögliche Katalysatorgifte und Produktkonzentrationen teilweise deutlich unterscheiden und kaum auf Erfahrungs-werte zurückgegriffen werden kann. Insbesondere bei biotechnologischen Prozessen sind teil-weise hohe Anforderungen an die Reinheit von Substraten gegeben und Anlagen mit gentechnisch veränderten oder unveränderten Organismen zu unterscheiden. Das Gesamtziel des Verbundvorhabens SynBioTech ist es, für die Bioökonomie das Potential einer synergistischen Verfahrensentwicklung aufzuzeigen, welche biotechnologische und chemische Verfahren gemeinsam betrachtet. Hierfür wird biogenes CO2 aus dezentral anfallendem Biogas genutzt, welches in einem chemischen Verfahrensschritt zum Intermediat Methanol hydriert und anschließend in zwei Produktionsvarianten einerseits zur Synthese von Biomasseprotein für die Futtermittelindustrie durch Nutzung gentechnisch unveränderter Organismen und anderseits zur Synthese verzweigter Säurederivate mit gentechnisch veränderten Organismen, weiterverwendet wird.
Das Projekt "Vorhaben: Hochspannungsschalter, Hochspannungswandler und Steckvorrichtung für die Demonstrationsanlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HVP High Voltage Products GmbH durchgeführt. Die Vorteile von Druckneutralen Hochspannungsanlagen ohne mechanische Schaltkontakte unter Wasser sind in der Gesamtvorhabensbeschreibung dargestellt Als Teil dieser Anlage sind Hochspannungstransformatoren, Drosseln und Hochspannungsgleichrichter ein unverzichtbarer Teil. Die Firma HVP hat im Bereich der weichmagnetischen Kerne aus Metallbändern eine große Erfahrung. Sie definiert und entwickelt die Kerne, die dann bei Dienstleistern gefertigt werden. Außerdem konzipiert und entwickelt HVP Hochspannungsgleichrichterschaltungen insbesondere als Kaskaden HVP wird im Rahmen dieses Antrags einerseits an der Entwicklung der induktiven Bauelemente in enger Zusammenarbeit mit der Hochschule Rhein-Main beteiligt sein. Bauteile sind: Hochspannungstrafo für das Versorgungsnetzteil des Testaufbaus Multilevel-Trafo für den Multilevel DC/DC Wandler (10 kV und 60 kV) Ansteuertrafos für den Multilevel DC/DC Wandler (10 kV und 60 kV) Schwingdrosseln für den Resonanzwandler Speicherdrosseln für Ausgangsglättung Ansteuertrafos für den Hochspannungsschalter Die besondere Problematik ist hier die Änderung der Induktivität und der Kernspalte unter hohen Drücken Außerdem wird sich HVP an der Sekundärseitigen Gleichrichtung der 60 kV Hochspannungserzeugung der HS-Netzteils in der Versuchsanlage beteiligen.
Das Projekt "Dübelbefestigungen in kerntechnischen Anlagen - Auslegung und Alterungseffekte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Materialprüfungs- und Forschungsanstalt durchgeführt. Dübelverbindungen stellen ein wichtiges Element zur nachträglichen Befestigung von Bau- und Anlagenteilen an bestehende Betonkonstruktionen dar. Da sie auch zur Befestigung sicherheitstechnisch wichtiger Bau- und Anlagenteile dienen, werden an derartige Verbindungen besondere Anforderungen gestellt. Es soll die Tragfähigkeit eines Einzeldübels sowie die Tragfähigkeit von Dübelgruppen einschließlich Dübelplatte und Anschlusskonstruktion, unter nichtruhenden Lasten betrachtet werden. Ziel ist es, dem planenden Ingenieur und den zuständigen Aufsichtsbehörden Handlungssicherheit bei der Berechnung und Bewertung vorhandener und neu zu errichtender Dübelverbindungen zu geben. Das Arbeitsprogramm teilt sich in drei Arbeitsschwerpunkte. Im ersten Arbeitsschwerpunkt soll die aktuelle Auslegungspraxis zunächst mittels numerischer Simulationen überprüft werden. Ausgehend von den in der Praxis verwendeten vereinfachten Bemessungsverfahren soll das tatsächliche Verhalten von Dübelbefestigungen in wirklichkeitsnahen Einbausituationen bei zyklischer Anregung unter Berücksichtigung von Montagetoleranzen theoretisch untersucht werden. Im zweiten Arbeitsschwerpunkt liegt der Fokus auf dem Verhalten der Materialien und ihrem direkten Einfluss auf die Dübeltragwirkung während im dritten Arbeitsschwerpunkt ausführliche experimentelle Untersuchungen im Hinblick auf das Dübelverhalten unter nichtruhenden Lasten durchgeführt werden
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