Das Projekt "Teilvorhaben Fraunhofer IWM: Werkstoffprüfung und -modellierung zur Auslegung sicherer Bauteile in Wasserstoff-Transportsystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik durchgeführt. Im Verbundvorhaben 2 'Sichere Infrastruktur' der ersten Phase von TransHyDE werden die Voraussetzungen für sichere zukünftige H2-Transport-Infrastrukturen angegangen. Im Vorhaben werden Methoden zur materialspezifischen Auslegung H2-geeigneter Bauteile sowie zur gasspezifischen Sensorik H2-geeigneter Anlagen entwickelt und erprobt. Eine Herausforderung für die großskalige Nutzung von Wasserstoff als Energieträger ist die Langzeitstabilität der Werkstoffe in Bauteilen im Kontakt mit Wasserstoff. Mittels werkstoffmechanischer Prüfungs- und Modellierungsmethoden (Experiment und Simulation) wird die H2-Eignung der Werkstoffe bewertet. Für einen sicheren Betrieb müssen Leitungen, Speicher und Anschlussstellen (Befüllung und Entnahme) mit geeigneter, stationärer oder mobiler Sensorik überwacht werden. Neben einer empfindlichen Erkennung von H2-Leckagen muss die Sensorik in der Lage sein, absolute Konzentrationen auch in rauen Umgebungen, für lange Zeit und mit sehr hoher Zuverlässigkeit zu ermitteln. Ebenso müssen unabsichtlich oder absichtlich im Wasserstoff vorhandene Spurengase zuverlässig detektiert werden. Die im Vorhaben gewonnenen Erkenntnisse werden abschließend bewertet und in eine Gesamtanalyse zur 'Sicheren Infrastruktur' einfließen, die für 'Skalierbare Lösungen' in der 2. Phase von TransHyDE die Grundlage bilden. Vom Fraunhofer IWM werden Methoden zur Prüfung und Modellierung sowie Kriterien zur Eignung von Werkstoffen für die Auslegung von schädigungsarmen und langlebigen Bauteilen in einer Wasserstoffumgebung entwickelt und bewertet. Anhand von zwei exemplarischen Baugruppen der H2-Infrastruktur, Gaspipelinekomponenten und Gaskraftwerkskomponenten, werden die seither verwendeten Auslegungsrichtlinien überprüft und um den Belastungsfall 'Wasserstoff' erweitert. Mithilfe der Ergebnisse wird die Eignung der Bauteile für Wasserstoffanwendungen und für einen dauerhaften Einsatz in einer realen H2-Transportinfrastruktur sichergestellt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Fertigungs- und Montagetechnologien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt SLV Berlin-Brandenburg, Zweigniederlassung der GSI-Gesellschaft für Schweißtechnik International mbH durchgeführt. Im Rahmen des Projekts wird systematisch ein neuartiger modularer Wagenkasten für Schienenfahrzeuge entwickelt, der hinsichtlich dessen Struktur und Architektur möglichst optimal an alternative Antriebssysteme (Batterie und Brennstoffzelle) angepasst ist. Aufgrund der damit einhergehenden Rahmenbedingungen kommt der optimierten und integrierten Positionierung von schweren Komponenten, der mechanischen Wagenkastenarchitektur und signifikant dem Leichtbau, unter der Voraussetzung der Kosteneffizienz, eine besondere Bedeutung zu, ebenso wie der Fertigung, der Instandhaltung und dem Recycling. Die SLV Berlin-Brandenburg wird in diesem Projekt alle bisher in der Literatur beschriebenen schweißtechnischen Anwendungen, die Ergebnisse aus anderen, ähnlich gestalteten Projekten mit entsprechenden Bauteilen und eigene Erfahrungen berücksichtigen. Im Wesentlichen wird das die Begutachtung der Konzepte der anderen Partner in fügetechnischer Hinsicht und Empfehlungen zum eigentlichen Fügeprozess mit den entsprechenden Randbedingungen und Prüfverfahren und Prüfungen der Bauteile beinhalten. Des Weiteren wird auf die Einhaltung der einschlägigen Normen geachtet und bei Notwendigkeit werden weitere Richtlinien erarbeitet. Das Hauptfügeverfahren wird das Rührreibschweißen sein. Hier besitzt die SLV Berlin-Brandenburg mehr als zwanzig Jahre Erfahrung. Für das Projekt werden Parameterstudien durchgeführt, neue bzw. auch neuartige Rührwerkzeuge konstruiert, gefertigt, getestet und optimiert. Weiterhin sind Tests bei den Projektpartnern an realen Bauteilen (Mockup-Fertigung bei Fa. Rausch) vorgesehen. Durch die auch für den späteren Einsatz geplanten Prüfverfahren mit entsprechenden Auswertungen werden sämtliche Fügestellen für die Serienproduktion qualifiziert. Das passiert in enger Zusammenarbeit mit Alstom, Hörmann und dem DLR.
Das Projekt "Teilvorhaben: Verifikation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist es, einen Phased-Array-Demonstrator mit Luftankopplung für die berührungslose Ultraschallprüfung für Leichtbaustrukturen zu entwickeln und aufzubauen. Alleinstellungsmerkmal des Verfahrens ist die koppelmittelfreie Prüfung mit Phased-Array Sensoren aus zellulärem Kunststoffmaterialien und mindestens acht Elementen. Die Arrays erlauben durch das Umschalten der Elemente ein elektronisches Scannen, elektronisches Schwenken des Einschallwinkels und elektronisches Fokussieren, was bisher nur mit der Phased-Array-Technik mit Koppelmittel möglich ist. Der Vorteil von luftgekoppelten Phased-Array-Technik gegenüber der herkömmlichen Phased-Array Technik mit Wasserankopplung ergibt sich daraus, dass die Anwendung von flüssigen Koppelmittel die Wartungskosten der Prüfanlagen erhöhen und dass Flüssigkeiten manche Bauteile beschädigen können. Eine luftgekoppelte Phased-Array-Technik würde im Gegensatz zur herkömmlichen luftgekoppelten Ultraschalltechnik die Steuerung des Schallfelds und dadurch neue Möglichkeiten für kontaktfreien Prüfung von Bauteilen mit einseitiger Zugänglichkeit ermöglichen. Die neue Technologie soll nach Projektende in eine branchenübergreifende Leichtbauanwendung überführt werden und leistet durch Reduzierung des Treibstoffverbrauchs einen Beitrag zu Klima- und Nachhaltigkeitszielen der Bundesregierung.
Das Projekt "Entwicklung einer Prüfnorm zur Bestimmung der winkelabhängigen solaren Strahlungstransmission von Bauteilen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VDI Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik durchgeführt. Abweichend von reinen Verglasungen weisen lichtdurchlässige Bauteile mit geometrischen Verschattungselementen (z.B. Lamellen, Gitter) sowie manche Sonderverglasungen (z.B. prismatische Gläser) eine starke Abhängigkeit des Transmissionsgrades von der Sonneneinfallsrichtung auf. Ziel des Fördervorhabens ist es, ein standardisiertes Verfahren zur Prüfung des winkelabhängigen Lichttransmissionsgrades von großflächigen Bauteilen (1-2 m2) auf Basis des D65-Normspektrums sowie entsprechende Messaufbauten zu entwickeln. Weiterhin soll die Erweiterbarkeit des Messverfahrens hinsichtlich der Bestimmung des solaren Transmissionsgrades und des Gesamtenergiedurchlassgrades geprüft werden. Es wird ein entsprechender Normentwurf in Form einer VDI-Expertenempfehlung erstellt. Vorhandene Normen bilden den Bedarf zur Berücksichtigung der Winkelabhängigkeit nicht (DIN-EN410) oder nur stark vereinfacht ab und sind zudem nur eingeschränkt anwendbar (DIN-EN-ISO-52022-3). Zur Realisierung der erforderlichen Messungen wird vorhandene Messtechnik (Flächendetektoren, Sonnensimulatoren) angepasst und ein standardisiertes Messverfahren entwickelt. Um die Bestimmung der winkelabhängigen Transmission mittels großflächiger Durchleuchtung von Bauteilen zu vereinfachen, soll im Projekt die bi-direktionale Verteilungsfunktion (BSDF) geeignet parametrisiert und diskretisiert werden. Vor dem Hintergrund gesetzlicher Vorgaben zur Energieeffizienz von Gebäuden besteht eine hohe praktische Relevanz, die winkelabhängige Strahlungs- und Energietransmission von großflächigen Bauteilen korrekt zu bestimmen. Es ergibt sich ein hohes Verwertungspotenzial für Hersteller von Mess- und Beleuchtungstechnik, die im Prüfverfahren zum Einsatz kommen könnte. Die Norm erhöht die Vermarktungschancen von Produkten mit innovativen Lichtführungskonzepten aus dem Gebäudebereich (Verschattung, Spezialverglasungen, BIPV-Solarmodule, Sichtschutz, Displays).
Das Projekt "Entwicklung einer Prüfnorm zur Bestimmung der winkelabhängigen solaren Strahlungstransmission von Bauteilen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wavelabs Solar Metrology Systems GmbH durchgeführt. Abweichend von reinen Verglasungen weisen lichtdurchlässige Bauteile mit geometrischen Verschattungselementen (z.B. Lamellen, Gitter) sowie manche Sonderverglasungen (z.B. prismatische Gläser) eine starke Abhängigkeit des Transmissionsgrades von der Sonneneinfallsrichtung auf. Ziel des Fördervorhabens ist es, ein standardisiertes Verfahren zur Prüfung des winkelabhängigen Lichttransmissionsgrades von großflächigen Bauteilen (1-2 m2) auf Basis des D65-Normspektrums sowie entsprechende Messaufbauten zu entwickeln. Weiterhin soll die Erweiterbarkeit des Messverfahrens hinsichtlich der Bestimmung des solaren Transmissionsgrades und des Gesamtenergiedurchlassgrades geprüft werden. Es wird ein entsprechender Normentwurf in Form einer VDI-Expertenempfehlung erstellt. Vorhandene Normen bilden den Bedarf zur Berücksichtigung der Winkelabhängigkeit nicht (DIN-EN410) oder nur stark vereinfacht ab und sind zudem nur eingeschränkt anwendbar (DIN-EN-ISO-52022-3). Zur Realisierung der erforderlichen Messungen wird vorhandene Messtechnik (Flächendetektoren, Sonnensimulatoren) angepasst und ein standardisiertes Messverfahren entwickelt. Um die Bestimmung der winkelabhängigen Transmission mittels großflächiger Durchleuchtung von Bau-teilen zu vereinfachen, soll im Projekt die bi-direktionale Verteilungsfunktion (BSDF) geeignet parametrisiert und diskretisiert werden. Vor dem Hintergrund gesetzlicher Vorgaben zur Energieeffizienz von Gebäuden besteht eine ho-he praktische Relevanz, die winkelabhängige Strahlungs- und Energietransmission von großflächigen Bauteilen korrekt zu bestimmen. Es ergibt sich ein hohes Verwertungspotenzial für Her-steller von Mess- und Beleuchtungstechnik, die im Prüfverfahren zum Einsatz kommen könnte. Die Norm erhöht die Vermarktungschancen von Produkten mit innovativen Lichtführungskonzepten aus dem Gebäudebereich (Verschattung, Spezialverglasungen, BIPV-Solarmodule, Sichtschutz, Displays).
Das Projekt "Entwicklung einer Prüfnorm zur Bestimmung der winkelabhängigen solaren Strahlungstransmission von Bauteilen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachgebiet Gebäudesysteme und Gebäudetechnik durchgeführt. Abweichend von reinen Verglasungen weisen lichtdurchlässige Bauteile mit geometrischen Verschattungselementen (z.B. Lamellen, Gitter) sowie manche Sonderverglasungen (z.B. prismatische Gläser) eine starke Abhängigkeit des Transmissionsgrades von der Sonneneinfallsrichtung auf. Ziel des Fördervorhabens ist es, ein standardisiertes Verfahren zur Prüfung des winkelabhängigen Lichttransmissionsgrades von großflächigen Bauteilen (1-2 m2) auf Basis des D65-Normspektrums sowie entsprechende Messaufbauten zu entwickeln. Weiterhin soll die Erweiterbarkeit des Messverfahrens hinsichtlich der Bestimmung des solaren Transmissionsgrades und des Gesamtenergiedurchlassgrades geprüft werden. Es wird ein entsprechender Normentwurf in Form einer VDI-Expertenempfehlung erstellt. Vorhandene Normen bilden den Bedarf zur Berücksichtigung der Winkelabhängigkeit nicht (DIN-EN410) oder nur stark vereinfacht ab und sind zudem nur eingeschränkt anwendbar (DIN-EN-ISO-52022-3). Zur Realisierung der erforderlichen Messungen wird vorhandene Messtechnik (Flächendetektoren, Sonnensimulatoren) angepasst und ein standardisiertes Messverfahren entwickelt. Um die Bestimmung der winkelabhängigen Transmission mittels großflächiger Durchleuchtung von Bau-teilen zu vereinfachen, soll im Projekt die bi-direktionale Verteilungsfunktion (BSDF) geeignet parametrisiert und diskretisiert werden. Vor dem Hintergrund gesetzlicher Vorgaben zur Energieeffizienz von Gebäuden besteht eine hohe praktische Relevanz, die winkelabhängige Strahlungs- und Energietransmission von groß-flächigen Bauteilen korrekt zu bestimmen. Es ergibt sich ein hohes Verwertungspotenzial für Hersteller von Mess- und Beleuchtungstechnik, die im Prüfverfahren zum Einsatz kommen könnte. Die Norm erhöht die Vermarktungschancen von Produkten mit innovativen Lichtführungskonzepten aus dem Gebäudebereich (Verschattung, Spezialverglasungen, BIPV-Solarmodule, Sichtschutz, Displays).
Das Projekt "Entwicklung einer Prüfnorm zur Bestimmung der winkelabhängigen solaren Strahlungstransmission von Bauteilen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen durchgeführt. Abweichend von reinen Verglasungen weisen lichtdurchlässige Bauteile mit geometrischen Verschattungselementen (z.B. Lamellen, Gitter) sowie manche Sonderverglasungen (z.B. prismatische Gläser) eine starke Abhängigkeit des Transmissionsgrades von der Sonneneinfallsrichtung auf. Ziel des Fördervorhabens ist es, ein standardisiertes Verfahren zur Prüfung des winkelabhängigen Lichttransmissionsgrades von großflächigen Bauteilen (1-2 m2) auf Basis des D65-Normspektrums sowie entsprechende Messaufbauten zu entwickeln. Weiterhin soll die Erweiterbarkeit des Messverfahrens hinsichtlich der Bestimmung des solaren Transmissionsgrades und des Gesamtenergiedurchlassgrades geprüft werden. Es wird ein entsprechender Normentwurf in Form einer VDI-Expertenempfehlung erstellt. Vorhandene Normen bilden den Bedarf zur Berücksichtigung der Winkelabhängigkeit nicht (DIN-EN410) oder nur stark vereinfacht ab und sind zudem nur eingeschränkt anwendbar (DIN-EN-ISO-52022-3). Zur Realisierung der erforderlichen Messungen wird vorhandene Messtechnik (Flächendetektoren, Sonnensimulatoren) angepasst und ein standardisiertes Messverfahren entwickelt. Um die Bestimmung der winkelabhängigen Transmission mittels großflächiger Durchleuchtung von Bauteilen zu vereinfachen, soll im Projekt die bi-direktionale Verteilungsfunktion (BSDF) geeignet parametrisiert und diskretisiert werden. Vor dem Hintergrund gesetzlicher Vorgaben zur Energieeffizienz von Gebäuden besteht eine hohe praktische Relevanz, die winkelabhängige Strahlungs- und Energietransmission von großflächigen Bauteilen korrekt zu bestimmen. Es ergibt sich ein hohes Verwertungspotenzial für Hersteller von Mess- und Beleuchtungstechnik, die im Prüfverfahren zum Einsatz kommen könnte. Die Norm erhöht die Vermarktungschancen von Produkten mit innovativen Lichtführungskonzepten aus dem Gebäudebereich (Verschattung, Spezialverglasungen, BIPV-Solarmodule, Sichtschutz, Displays).
Das Projekt "Teilvorhaben: Bildverarbeitende Verfahren auf mobilen AR-Endgeräten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BIBA - Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH durchgeführt. Der sichere und zuverlässige Betrieb von Windenergieanlagen (WEA) wird durch eine regelmäßige Instandhaltung sichergestellt. Ein zentraler Bestandteil diese Instandhaltungstätigkeiten ist die Einschätzung des Zustands einzelner Bauteile mittels einer Sichtprüfung und dessen Dokumentation. Insbesondere die Bewertung von Veränderungen an einzelnen Bauteilen ist dabei herausfordernd, da diese wie z.B. im Fall von Rissen manuell vermessen und im Nachgang mit zuvor aufgenommenen Messdaten verglichen werden müssen. Bei kritischen Bauteilen spielt die Zustandsüberwachung eine entscheidende Rolle, da deren Ausfall zum Stillstand einer WEA oder sogar ganzer Windparks führen kann. Die Veränderung an den Bauteilen schreitet jedoch sehr langsam voran und ist somit schwer festzustellen. Beispiele für derartige Anwendungsfälle sind die Prüfung von Bauteilen der WEA auf Risse, die Prüfung kritischer Kabelanschlusspunkte in WEA oder eine Temperaturkontrolle von Lagern, Umrichtern und Kabelsystemen durch Wärmebildtechnik. Im geplanten Förderprojekt 'compARe' soll ein AR-basiertes technisches Assistenzsystem entwickelt werden, welches auf bildverarbeitende Verfahren zurückgreift. Die AR-Technologie bietet die Möglichkeit, im Sichtfeld der ServicetechnikerInnen kontextabhängig virtuelle Zusatzinformationen einzublenden. In Kombination mit KI-basierten Bildverarbeitungsverfahren kann so die Erkennung, Klassifizierung und Auswertung von Defekten durch einen Abgleich zwischen aktuellem und einem zuvor dokumentierten Zustand unterstützt werden. Diese Verfahren sind jedoch sehr rechenintensiv und ihre Umsetzung auf einem mobilen Assistenzsystem herausfordernd. Insgesamt sollen durch das Projektvorhaben vorrangig folgende Zielstellungen erreicht werden: Unterstützung der Defekterkennung, Bewertung der Defektentwicklung und der Unterstützung der Dokumentation.
Das Projekt "Teilvorhaben: Ganzheitliche Dokumentation und Analyse von Anlagenzuständen mit Felddaten und bildverarbeitenden Verfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RoSch Industrieservice GmbH durchgeführt. Der sichere und zuverlässige Betrieb von Windenergieanlagen (WEA) wird durch eine regelmäßige Instandhaltung sichergestellt. Ein zentraler Bestandteil diese Instandhaltungstätigkeiten ist die Einschätzung des Zustands einzelner Bauteile mittels einer Sichtprüfung und dessen Dokumentation. Insbesondere die Bewertung von Veränderungen an einzelnen Bauteilen ist dabei herausfordernd, da diese wie z.B. im Fall von Rissen manuell vermessen und im Nachgang mit zuvor aufgenommenen Messdaten verglichen werden müssen. Bei kritischen Bauteilen spielt die Zustandsüberwachung eine entscheidende Rolle, da deren Ausfall zum Stillstand einer WEA oder sogar ganzer Windparks führen kann. Die Veränderung an den Bauteilen schreitet jedoch sehr langsam voran und ist somit schwer festzustellen. Beispiele für derartige Anwendungsfälle sind die Prüfung von Bauteilen der WEA auf Risse, die Prüfung kritischer Kabelanschlusspunkte in WEA oder eine Temperaturkontrolle von Lagern, Umrichtern und Kabelsystemen durch Wärmebildtechnik. Im geplanten Förderprojekt 'compARe' soll ein AR-basiertes technisches Assistenzsystem entwickelt werden, welches auf bildverarbeitende Verfahren zurückgreift. Die AR-Technologie bietet die Möglichkeit, im Sichtfeld der ServicetechnikerInnen kontextabhängig virtuelle Zusatzinformationen einzublenden. In Kombination mit KI-basierten Bildverarbeitungsverfahren kann so die Erkennung, Klassifizierung und Auswertung von Defekten durch einen Abgleich zwischen aktuellem und einem zuvor dokumentierten Zustand unterstützt werden. Diese Verfahren sind jedoch sehr rechenintensiv und ihre Umsetzung auf einem mobilen Assistenzsystem herausfordernd. Insgesamt sollen durch das Projektvorhaben vorrangig folgende Zielstellungen erreicht werden: Unterstützung der Defekterkennung, Bewertung der Defektentwicklung und der Unterstützung der Dokumentation.
Das Projekt "Musashis Geschäftsmodell ist stark vom Verbrennungsmotor abhängig, die Produktionsprozesse sind primär manueller Natur. Kegelräder, die in Hybrid-/E-Antrieben verbaut werden, werden manuell geprüft. Durch Investition in eine vollautomatisierte Prüfung dieser Teile wird die Zukunftsfähigkeit sichergestellt." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Musashi Leinefelde Machining GmbH & Co. KG durchgeführt. Als Automobilzulieferer für Schmiedeteile ist Musashis Geschäftsmodell unmittelbar von der Elektrifizierung der Antriebe betroffen. Etwa 40% des derzeitigen Produktportfolios werden durch die neue Antriebstechnologie in den kommenden Jahren nicht mehr benötigt. Die Corona-Pandemie hat diesen Wandel zusätzlich beschleunigt. Zur Bewältigung der Transformation sind Investitionen in zukunftsfähige Produkte und neue Wertschöpfungsschritte mit hohem Automationsgrad erforderlich. Die Investition in eine vollautomatisierte Produktionsanlage zur Prüfung von Kegelrädern als Teil der 'FAAR' (Front-Antriebs-Architektur) soll dieser Transformation Rechnung tragen. Geschmiedete Kegelräder sind ein Beispiel für Bauteile, die auch in Zukunft Verwendung in E-Antrieben finden. Für Musashi ist dieses Zukunftsprodukt neu und wird zudem mit hoher Wertschöpfungstiefe als einbaufertiges Teil angeboten, sodass zusätzliche Umsätze zur Beschäftigungssicherung generiert werden. Prozessbedingt sind an einzelnen Bauteilen Fehlstellen beim Schmieden unvermeidbar. Daher müssen vor Lieferung alle Teile geprüft werden. Die Prüfung erfolgt derzeit manuell und ist dadurch fehleranfällig. Um sich dem Wandel zu stellen, die Prozesse effektiver zu gestalten und damit die Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen, soll zukünftig auf eine automatisierte Prüfung von in E-Antrieben verwenden Bauteilen umgestellt werden. Die visuelle Überprüfung der Teile läuft mit digitalen Kameras und Auswertesystemen, ein Roboter und entsprechende Sensorik platzieren das Teil automatisch. Mitarbeiter, die bisher monotone Prüftätigkeiten ausgeführt haben, werden stattdessen weiterqualifiziert, um künftig Prüfprozesse zu planen, Maschinen zu überwachen und zu bedienen. Durch die maschinelle Prüfung wird eine korrekte Identifizierung fehlerhafter Teile sichergestellt. Damit führt die Automatisierung der Endkontrolle damit zu einer nachhaltigen Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit und Sicherung des Standortes und seiner Belegschaft.
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