Das Projekt "Teilvorhaben 1: Verbund- und Bauteilentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Fachbereich Maschinenbau, Institut für Werkstofftechnik, Kunststoff- und Recyclingtechnik durchgeführt. Der Einsatz von Naturfasern (Flachs, Hanf) soll auf faserverstärkte Kunststoffe (PU, PP) für höher belastbare, leichte Bauteile der Automobilindustrie ausgedehnt werden. Hierbei werden an die physikalischen Fasereigenschaften, die Faser-Matrix-Haftung und die Qualitätssicherung der Fasern erhöhte Anforderungen gestellt. Neben den Naturfasern Flachs und Hanf soll daher auch die Eignung technischer Celluloseregeneratfasern für diesen Einsatzzweck untersucht werden. Als Grundlage der Qualitätssicherung der Naturfasern werden Struktur-Eigenschaftsbeziehungen erarbeitet. Das Eigenschaftsprofil der Fasern sowie die Faser-Matrix-Haftung sollen durch geeignete Nachbehandlungen optimiert werden. Angestrebt werden ein stabiles Langzeitverhalten des Verbundes bei zyklischer Belastung sowie ein verbessertes Impactverhalten. Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit dem IAP der FhG in Teltow (97NR050) und der Becker Group Europe GmbH Grefrath (97NR051) bearbeitet. Die Akzo-Nobel Faser AG wird die Herstellung der Regeneratfasern übernehmen.Im Rahmen des Vorhabens wurden vom Partner (IAP) mercerisierte und oberflächenbehandelte acetylierte Hanf- und Flachsfasern zur Verfügung gestellt, die in Verbunde eingearbeitet und deren Eigenschaften aufgenommen wurden. Dabei kamen sowohl thermoplastische als auch duroplastische Matrices und entsprechende Herstellungsverfahren zu Anwendung. Die vorbehandelten Fasern wurden in Polypropylen als Vertreter der Thermoplaste undirektionale im Film-Stacking-Verfahren sowie im Spritzgussverfahren eingebettet. Durch eine optimierte Maleinsäureanhydrid-Polypropylen-Copolymer-Zugabe als Haftvermittler konnte eine wesentliche Erhöhung der statischen sowie dynamischen Festigkeits- und Steifigkeitswerte in Abhängigkeit von den Verarbeitungsverfahren erzielt werden. Bei den Naturfaser-Polyurethan-Verbunden konnte mit Hilfe einer gezielten Haftvermittlerapplikation bei unterschiedlichen Silan- bzw. Silicon-Konzentrationen eine gewünschte Festigkeit und Zähigkeit eingestellt und die dynamischen Eigenschaften verbessert werden. Durch die Kombination von Mercerisierung und Haftvermittler kam es zur Erhöhung der mechanischen Kennwerte. Die Acetylierung der Fasen verursachte eine deutliche Reduzierung der Feuchtigkeitsaufnahme in den Naturfaserverbunden. Die bisherigen bekannten Mängel der Naturfaserverbunde, wie z. B. relativ hohe Feuchtigkeitsaufnahme, nicht ausreichende Faserhaftung oder gar unzureichende Schlagzähigkeiten, konnten damit weitgehend beseitigt werden. Außerdem wurde eine neue Gruppe von Naturfaserverbundwerkstoffen entwickelt und untersucht. Es handelt sich dabei um naturfaserverstärkte Mikroschäume auf Basis Polyethylen bzw. Polyurethan. Solche Werkstoffe wurden in der Literatur bisher nicht beschrieben. Bei den mikrogeschäumten Faserverbundwerkstoffen konnte unter Beibehaltung der mechanischen Eigenschaften eine Dichte von ca. 0,80 g/ccm realisiert werden.
Das Projekt "Entwicklung eines energiesparenden Verfahrens zur Herstellung von Winkelriemchen ohne Trägerstein" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Klinkerwerk Feldhaus durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Zur einwandfreien Ausführung von Verklinkerungen werden neben flachen Riemchen in den verschiedenen Ausführungen (Farbe, Stärke und Oberflächengestaltung) auch entsprechende Winkelriemchen in großen Mengen benötigt. Die Herstellung der Winkelriemchen war bisher sehr aufwendig, da sie im Extrusionsverfahren nur als Teil eines Vollsteins hergestellt werden konnten. Das bedeutet aber, dass die anhängenden Vollsteine, etwa 85 Prozent dieser Produktion, als Ausschuss anfallen. Dies stellt eine erhebliche Vergeudung an Energie und Material dar und sollte aus ökologischen und ökonomischen Gründen verbessert werden. Ziel des Vorhabens war deshalb die Entwicklung eines Produktionsverfahrens, um die Winkelriemchen durch Extrudieren, ohne Trägerstein, herzustellen und dadurch den Energie- und Materialverbrauch entscheidend zu reduzieren. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Bereits bei den Vorarbeiten wurde erkannt, dass die optimale Abstimmung von Presskopf und Mundstück Vorbedingung für die Extrusion eines winkelförmigen Stranges ist. Der Presskopf ist das Verbindungsglied zwischen der Schnecke, dem Förderorgan der Extrusionspresse, und dem Formgebungsorgan, der Austrittsdüse. Diese wird fachlich als Mundstück bezeichnet. Der Presskopf verjüngt sich zum Mundstück hin und erhöht damit die Strömungsgeschwindigkeit des Tonstranges. Die durchgeführten Arbeitsschritte waren: Entwicklungsplanung, Entwicklung Presskopf, Entwicklung Mundstück, Entwicklung Transport, Besanden, Oberflächenbehandlung, Entwicklung Trenneinrichtung, Entwicklung Setzvorrichtungen Rohlinge auf Ofenwagen, Entwicklung der Temperaturkurven für Trockenen und Brennen, Entwicklung Entstapeln, Sichtkontrolle, Verpacken, Auftragsvergabe für die Investitionen, Investitions- und Erprobungsphase. Produktionsanlauf; Fehlerbeseitigung; Verbesserungen. Fazit: Mit die erfolgreichen Durchführung des Vorhabens wurde ein neuer Stand der Technik in der Herstellung unsymmetrischer Keramikprofile durch Strangpressen geschaffen. So könnte das Vorhaben z.B. den Anstoß dazu geben, winkelförmige Klinkersteine oder porosierte, winkelförmige Ziegel herzustellen. Dadurch würden im Neubau saubere Eckkanten entstehen und die Vorfertigung von Mauerwerkstafeln mittels Setzmaschinen aus Klinker- oder Ziegelsteinen erleichtert werden. Porosierte Winkelziegel könnten zudem die Wärmedämmung im Eckbereich der Bauten verbessern.
Das Projekt "Entwicklung bautechnisch zulassungsfähiger glasfaserverstärkter Bewehrungssysteme - 2. Phase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schöck Bauteile GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziel des Projektes war die Entwicklung eines praxistauglichen Bewehrungssystems für den Bereich der nicht vorgespannten Bewehrungen in der Bautechnik, das auf glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) basiert. Dieses Bewehrungssystem soll in Bereichen eingesetzt werden, in denen derzeit gerippter Betonstahl, insbesondere nicht rostender Edelstahl, verwendet werden muss. Mit dem neuen GFK-Bewehrungssystem waren wesentliche Vorteile für die Umwelt angestrebt, insbesondere durch eine extreme Reduzierung der Wärmeleitung (Niedrig-Energie-Bauweise), von Gewicht sowie durch Ressourcenschonung und Verbesserung der Korrosionseigenschaften. Im Rahmen der 2. Phase sollten Optimierungen des Bewehrungssystems und Herstellungsverfahrens umgesetzt werden sowie der Nachweis zum stationären Einsatz als nicht vorgespannte Bewehrung für Böden, Decken und Balkonanschlüssen erbracht werden. Ferner waren die umweltseitigen Vorteile und ein Erfüllen der Zulassungsvorschriften für diese Anwendungen nachzuweisen. Fazit: Im Rahmen des geförderten F&E-Projektes ist ein innovatives Bewehrungssystem entstanden, das einen maßgeblichen Beitrag zum Umweltschutz leisten kann, beispielsweise durch eine deutliche Reduzierung der Wärmeverluste an Balkonanschlüssen, Ressourcenschonung und Vermeidung von Korrosion. Entsprechende Vorteile wurden bei den im Projekt untersuchten Anwendungen nachgewiesen. Eine deutliche Überschreitung der bei Antragstellung geplanten Ziele der Umweltentlastung soll nach Projektabschluss durch eine Erweiterung der Anwendungsfälle und weitere Entwicklungsprojekte erreicht werden. Da die entwickelten GFK-Bewehrungssysteme außerdem im Vergleich zu derzeitigen Lösungen auch wirtschaftlich sind, ist von einer erfolgreichen Vermarktung auszugehen.
Das Projekt "Farbige, leitfähige Transport- und abschirmende Installationssysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DAIGLER Kunststoffspritzerei GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die sichere Handhabung einer steigenden Anzahl elektronischer Geräte und Komponenten sowie immer sensibler reagierender Bauteile, stellt die Industrie vor eine wachsende Herausforderung. Um diese Herausforderung zu meistern werden geeignete Transport- und Aufbewahrungssysteme benötigt, um Schäden durch ungewollte elektrostatische Entladungen zu vermeiden. Projektziel ist es, der Industrie leitfähige Transport- und abschirmende Installationssysteme aus recycelten Materialien zur Verfügung zu stellen. Gleichzeitig sollen diese Bauteile farbig frei gestaltbar sein. Fazit: Die wichtigsten Produkteigenschaften wie elektrische Ableitfähigkeit, Einfärbbarkeit und Stabilität gegenüber anwendungstypischen Reinigungsmitteln konnten erreicht werden. Darüber hinaus konnten die mechanischen Eigenschaften stark verbessert werden. Eine nachhaltige Umweltentlastung wird durch die ausschließliche Verwendung von Recycling- und aufgearbeiteten Materialien gewährleistet. Finanzielle Attraktivität und ein steigendes Interesse an dem entwickelten Recycling-Compound sind weitere positive Aspekte.
Das Projekt "Entwicklung einer Flachsdämmplatte auf Basis einer ganzheitlichen Pflanzenverwertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Flachshaus GmbH, Werk für Vliesstoffe durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziel des Projektes war die Entwicklung einer anwendungs- und fertigungstechnisch ausgereiften marktfähigen Dämmplatte vorzugsweise aus Flachsfasern und Flachsschäben, als auch aus anderen Faser-Schäben-Gemischen u.a. Holzfasern. Die bisherige Verarbeitungstechnik sollte so umgestellt werden, dass die direkte Nutzung der gesamten Flachspflanze ohne vorherige Trennung von Fasern und Schäben zur Herstellung von Flachsdämmplatten ermöglicht werden kann. Mit diesem Verfahren sollte die ganzheitliche Nutzung der Flachspflanze erreicht werden, verbunden mit der Herstellung eines technisch und ökologisch hochwertigen Dämmstoffes. Das Produkt soll sich durch niedrige Rohstoffkosten und erhöhten sommerlichen Wärmeschutz sowie besseren Schallschutz auszeichnen. Fazit: Die im Rahmen dieses Projektes entwickelte Faser-Schäbenplatte erfüllt die Anforderungen gem. der Projektzielstellung. Bei der Umsetzung in den Produktionsprozess traten unerwartete Schwierigkeiten auf, die die vorgesehene Fertigung einer Nullserie im Rahmen des Projektes nicht ermöglichten. Zukünftige Arbeiten, die auf den erreichten Ergebnissen aufbauen, zielen auf eine Produktionstechnische Umsetzung. Ein Fertigungsverfahren hierfür wurde konzipiert und im Labormaßstab erprobt.
Das Projekt "Reststofffrei rezyklierbares Sandwichelement aus nicht brennbaren, rein mineralischen Werkstoffen - CO2-Vermeidung und CO2-Sequestrierung in der Betonpraxis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Werkstoffe im Bauwesen durchgeführt.
Das Projekt "Verbundprojekt zur Entwicklung, Optimierung und Qualifizierung einer Technologie auf Basis Polysiloxanfolie zur kostengünstigen und umweltverträglichen Gestaltung elektronischer Baugruppen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KERAFOL Keramische Folien GmbH & Co. KG durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziel des Gesamtvorhabens war es, das Gefahrstoffpotential elektronischer Baugruppen durch Eliminierung der Flammschutzmittel und die Substitution der Schwermetalle drastisch zu reduzieren. Kostengünstige Verwertungsverfahren sollten ermöglicht werden. Bisher wurden elektronische Baugruppen überwiegend auf duroplastischen Leiterplatten aufgebaut, die halogenhaltige oder phosphorhaltige Flammhemmer enthalten. Im Bereich von Leistungsbaugruppen sollte aus ökologischen Gründen die duroplastische Leiterplatte durch Polysiloxanmaterial substituiert werden. Die erste Phase zielte verstärkt auf die Entwicklung der Werkstofftechnik und auf die Ermittlung und Adaption geeigneter Be- und Verarbeitungsverfahren. Die Teiltechnologien sollten mit Ziel einer Serientauglichkeit weiterentwickelt werden. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Zur Verbesserung und Qualifizierung der Folie wurden die Folienparameter Dimensionsstabilität, Biegefähigkeit, Reißfestigkeit, Wärmeleitfähigkeit sowie die Herstellungsverfahren der Folie, die Kupferstrukturierung, die chemische Beständigkeit und die Herstellung von Steckverbindungen aus der Folie untersucht. Die Messungen und Testreihen wurden in Zusammenarbeit der Industriepartner KERAFOL und KEW mit den Hochschulinstituten FAPS und TU Ilmenau durchgeführt. Zur Entwicklung eines geeigneten Pastensystems wurden Materialien und Prozessparameter für Druckpasten; für Leitpasten und Widerstandspasten optimiert. Untersuchungen zu Verdruckbarkeit, Schichteigenschaften der Pastensysteme, Aushärtetemperaturen und -zeiten sowie die Layoutherstellung von Widerständen wurden vom Projektpartner IKTS in enger Zusammenarbeit mit KERAFOL, Ritec und TU Ilmenau durchgeführt.Zur Ermittlung von geeigneten Fertigungsverfahren und Parametern wurden Bestückungsverfahren und Kontaktierungsverfahren auf flexibler, wärmeleitfähiger Polysiloxanfolie, Druckverfahren, Laserbearbeitung und Multilayertechnologie untersucht. Dies erfolgte in enger Kooperation der Partner Fritsch, Rehm und Ritec und Laser Systems mit den Hochschulinstituten, mit Projektführer Kerafol und dem Koordinator KEW. Das Applikationsbeispiel 'Hochfrequenzchirurgiegerät' wurde neu konzipiert. Ein Mustergerät mit optimiertem Folienlayout und konstruktiven Aufbau wurde angefertigt. Die Arbeiten in Teilprojekt 4 wurden von DMT (konstruktiver Aufbau entsprechend dem EPAC-Verfahren) und KEW (elektronische Baugruppe auf Polysiloxanfolie) unter wissenschaftlicher Begleitung von FAPS und TU Ilmenau durchgeführt. Die zuvor bearbeitete 1. Phase enthielt folgende Arbeitspakete: Stoffeigenschaften Polysiloxanfolie, Entwicklung Druckpastensysteme, Schutzlacke und Multilayer, beispielhafte Testapplikation.usw.
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