Das Projekt "Textile Träger für Photovoltaische Beschichtungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Textilforschungszentrum Nord-West e.V. (DTNW) durchgeführt. Solarzellen, die direkt Licht in Strom umwandeln, sind bereits bekannt. Ihr Wirkungsgrad ist bisher weit vom Optimalen entfernt, aber auch die Herstellungskosten liegen noch relativ hoch. Derartige Solarzellen basieren i.d.R. auf einem Mehrschichtaufbau auf einem Starren Träger (z.B. Glas) oder aus starren Siliziumkristallen, die zwischen Gläsern eingeschweißt sind. Als Halbleiter bietet sich überwiegend amorphes und kristallines Silizium an, jedoch gewinnen Halbleiter auf CuInSe2-Basis an Interesse. Solarzellen aus amorphem Silizium sind bereits auf flexiblen Substraten hergestellt worden. Allerdings ist Ihr Wirkungsgrad sehr gering. Deshalb soll in diesem Projekt der hochwertigere Halbleiter CuInSe2 verwendet werden. Er hat bessere Aussichten auf höhere Wirkungsgrade. Ziel des vorliegenden Projektes liegt darin, wissenschaftliche Grundlagen zu schaffen, inwieweit CuInSe2-Halbleiter auf textilem Träger in geeigneten Schichten abscheidbar sind. Hierzu ist denkbar, hochtemperaturfestes Textilmaterial (z.B. Aramid, Polimid, Glas- oder Kohlefaser) als Basis heranzuziehen, da Halbleiter i.D.R. - auch nach etwaigem galvanischen Abscheidungen - bei höheren Temperaturen getempert werden müssen bzw. da die Abscheidebedingungen oft hohe Temperaturen erfordern. Ebenso sollen Verschaltungskonzepte auf Textilen Trägern erarbeitet werden. Solche flexiblen 'Solarzellen' können auf Flächen installiert werden, die bisher für die starren Anlagen nicht zugänglich sind. Selbst die Gestaltung von Markiesen oder textilen Zeltdächern kann ins Auge gefasst werden. Als aussichtsreichster Ansatz wird zur Zeit die Beschichtung einer Glasfasertextilie mit einem Hochtemperaturlack als Zwischenschicht angesehen. Der Lack hat die Aufgabe die sehr raue Oberfläche der Textilien einzugeben. Der Lack soll dann als Grundlage für die Solarzellenbeschichtung dienen.
Das Projekt "Teilprojekt 5: Garnkonstruktionen zur Versagensvorankündigung und Formschlussfunktionalität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von thoenes Dichtungstechnik GmbH durchgeführt. Die zentralen Aufgaben des Teilvorhabens C3-V2.4-V sind die Entwicklung neuartiger anforderungsgerechter Garnkonstruktionen aus alternativen Fasermaterialien (Basalt, Aramid, u.a.) und Materialkombinationen (z.B. mit thermoplastischen Polymeren und Beschichtung) auf Basis des alternativen textilen Fertigungskonzepts Flechten. Außerdem sind die Weiterentwicklung einer neuen Flechtmaschinentechnik zur Funktionsintegration in Garnkonstruktionen (Versagensvorankündigung, Formschlussfunktionalität) und die Herstellung sowie Charakterisierung der neuartigen Garnkonstruktionen vorgesehen, die eine hohe Verbundwirkung ermöglichen und ein duktiles Materialverhalten gestatten. Der Arbeitsplan umfasst drei wesentliche Schritte: 1. Entwicklung neuartiger Garnkonstruktionen auf Basis der Flechttechnik (Arbeitspaket 2, Arbeitsschritt 2.2; Aktivität 2.2.1) Zur Entwicklung wird ein Variationsflechter der Firma Herzog genutzt. Hiermit lassen sich unterschiedlichste Bindungsarten austesten und neue Bindungen realisieren. Zudem soll ein materialspezifisches Vorlagegatter und eine angepasste Abzugseinheit entwickelt werden. Zur definierten Manipulation und Anpassung des Garngeflechtes soll ein (kollaborativer) Roboterarm in das Maschinenkonzept integriert werden. 2, Erprobung der neuartigen Flechtmaschinentechnik (Arbeitspaket 2; AS 2.3; Aktivität 2.3.4) Im zweiten Teil wird die Technik und deren Varianten ausführlich erprobt. Ein Handlingssystem in Form eines Roboterarms wird an die Maschine adaptiert um die Fertigungsmöglichkeiten hoch-flexibel zu erweitern. 3. Herstellung der neuartigen Garne auf Basis der Flechttechnik (Arbeitspaket 2; AS 2.4; Aktivität 2.4.2) Im dritten Schritt werden die Entwicklungen erprobt und iterativ verbessert. Der Schwerpunkt liegt auf der Verarbeitung der Hybridmaterialien und die Anpassung der Fadenführungselemente und der Prozesse. Die Muster werden den Projektpartnern zur Verfügung gestellt und die Verbesserungen in die Technologie eingearbeitet.
Das Projekt "Technische Konzipierung eines neuen umweltfreundlichen Verfahrens und Produktes für die Anwendung in verschleißfesten spritzgegossenen Bauteilen im Leichtbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Voigt Systemtechnik GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlaß des Vorhabens: Die von der OMPG unter Mitwirkung des Antragstellers bearbeitete Machbarkeitsstudie (Reg.-Nr.: DBU 22988-22/2) zeigte, dass para-Aramidfasern, die über Pull-Drill-Granulate in spritzgegossene Faserverbundwerkstoffe eingebracht wurden, zu umweltrelevanten Eigenschaften wie Leichtbau, Langlebigkeit und Verschleißfestigkeit im Endprodukt führten. Zielsetzung des Antrages war deshalb, die Anlagentechnik der Pull-Drill-Granulatherstellung so weiter zu entwickeln, dass neben den bisher als Matrixmaterialien eingesetzten Polyethylen und Polypropylen auch bei höheren Temperaturen schmelzbare Matrixmaterialien wie beispielsweise Polyamide, wie sie zunehmend für hochbeanspruchte, innovative Hochleistungskunststoffe verwendet werden, verarbeitbar sind. Dazu sollten a) die anlagentechnischen Voraussetzungen geschafft und optimiert, b) die technologischen Verfahrensparameter ausgelotet und c) die Serienproduktion für eine technisch hochwertige Anwendung angeschoben werden.
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Die Bearbeitung des Projektes erfolgte in folgenden Arbeitsschritten: 1. Schaffung der anlagentechnischen Voraussetzungen durch den Antragsteller 2. Durchführung von Betriebstests der neuen Anlage durch Antragsteller und OMPG 3. Erarbeitung der technologischen Parameter für die Produktionsanlage durch Antragsteller und OMPG 4. Verarbeitung von kleintechnischen Aramidfasermengen zu Mustergranulaten mit unterschiedlich hoch schmelzenden Bindefasermatrices durch die OMPG unter Nutzung industriell gefertigter Faserbänder und Lieferung von Mustermengen an den Compounder 5. Verarbeitungsversuche der Mustergranulate und Optimierung der Compoundierbedingungen durch den Compounder Opti-Polymers GmbH 6. Fertigung von spritzgießfähigen Mustergranulaten und Lieferung an den Spritzgießer 7. Verspritzen der Granulate zu einem Antriebsritzel aus aramidverstärktem Poyamid6 für den Ersatz ursprünglich eingesetzter Ritzel aus Grauguss durch die Krischke Kunststofftechnik GmbH 8. Darstellung und Test der gesamten Produktionskette von den Faserstofflieferanten bis zum Endanwender durch die OMPG als Grundlage für einen Produktionsstart mit der modifizierten, für den Antragsteller als vermarktbare Referenzanlage nutzbaren Pull-Drill-Prototypproduktionsanlage.
Fazit: Die Zielstellung des Projektes konnte erreicht werden. Mit der modifizierten Anlagentechnik und dem Aufbau einer ersten Vermarktungsschiene wurde begonnen, die verfahrensbedingten und aus den Produktanwendungen resultierenden umfangreichen Umwelteffekte freizusetzen. Für die Zukunft gilt es, die Anlagentechnik des Verfahrens weiter zu vermarkten und die Produktionsmengen an Aramidfasergranulaten für spritzgegossene Faserverbundwerkstoffe bei gleichzeitigem Erschließen weiterer Anwendungen zu erhöhen.