Das Projekt "Teilaufgabe: Entwicklung von Schleifscheiben für das Trocken- und MMS-Schleifen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Diamant-Gesellschaft Tesch durchgeführt. 1. Vorhabenziel Gesamtziel des Vorhabens ist die markante Verbesserung der Energieeffizienz des Schleifprozesses für die spanende Bearbeitung mit geometrisch unbestimmter Schneide einschließlich der Ver- und Entsorgung mit Kühlschmierstoffen um ca. 50 Prozent. Im Rahmen des Teilvorhabens steht die Entwicklung neuer Schleifmaterialien für den Einsatz in einer Minimalmengen-Kühlschmierung und ggf. bis hin zur Realisierung eines gänzlich trockenen, kühlschmiermittelfreien Prozesses im Mittelpunkt. 2. Arbeitsplanung Die Werkzeugentwicklung im Rahmen des geplanten Verbundprojektes zielt darauf ab den erfolgreichen Einsatz der Minimalmengenschmierung dadurch zu ermöglichen, dass durch die Schleifscheibe weniger Reibungswärme in den Prozess eingebracht wird und durch die abgetragenen Späne mehr Wärme abgeführt wird. Zu diesem Zweck werden CBN-Schleifscheiben mit laserstrukturierten Belägen weiterentwickelt, Scheiben mit hochporösen Belägen und Belägen mit Festschmierstoffen ausgestattet und in der Anwendung untersucht.
Das Projekt "Innovatives Seilschleifkonzept für die Bearbeitung von Stahl" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen durchgeführt. Das Trennschleifverfahren Seilschleifen wird aufgrund seiner Flexibilität im Hinblick auf Bauteilgeometrie und -zusammensetzung zunehmend im Rückbau kerntechnischer Anlagen eingesetzt. Der Einsatz an metallischen Strukturen stellt das neueste Anwendungsgebiet dieser Zerlegetechnologie dar. Im konventionellen Einsatz werden Seilschleifprozesse mit Wasser gekühlt. Aufgrund der komplexeren Werkstückstruktur und großen Schnitttiefen findet beim Rückbau von Kernkraftanlagen zumindest ein Teil des Schnittes trocken statt. Da bei der Bearbeitung von Metall außerdem keine Selbstschärfung der auf dem Seil angebrachten Schleifperlen erfolgt, werden beim Seilschleifen von Metallen konventionell ausschließlich einschichtige Schleifperlen eingesetzt. Im Gegensatz zu den mehrschichtigen Schleifperlen liegt hier nur eine Lage an Schleifkörnern in der Bindung vor. Ist diese verschlissen, muss das komplette Seil ausgetauscht werden, was hohe laufende Kosten zur Folge hat. In Kombination mit hohen thermischen Werkzeugbeanspruchungen aufgrund der fehlenden Wasserkühlung ist die Standzeit der Seilschleifwerkzeuge gering. In dem hier beantragten Projekt soll das verwendete Seilschleifwerkzeug für Stahl durch verschiedene Ansätze verbessert werden. Neben der Identifikation einer idealen Schleifbelagskomposition für die Bearbeitung von Stahl unter Verwendung von CBN-Schleifkörnern soll das konventionell als Vergussmasse eingesetzte Gummi weiterentwickelt werden. Dafür werden verschiedene hochtemperaturstabile Materialalternativen analysiert und ein entsprechender Applikationsprozess identifiziert. Als Ergebnis dieses Projektes entsteht ein Demonstrator, dessen Leistungsdaten, die der kommerziell erhältlichen Seilschleifsysteme zur Bearbeitung von Stahl deutlich übertreffen.
Das Projekt "Entwicklung und Anwendung neuartiger, bleifreier Nickeldispersionsschichten mit Silber- und hBN-Nanopartikeln für Gleitlageranwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von STOHRER IPT AG durchgeführt. Ziel des Projektes war die kontrollierte Einbettung von Festschmierstoffen wie Silber und hexagonalem Bornitrid (hBN) in chemisch oder galvanisch abgeschiedenen Nickel- oder galvanisch abgeschiedenen Kupferschichten im Hinblick auf deren Verwendung als Gleitlager. Die neue Beschichtung sollte durch einen reduzierten Reibwert die CO2-Emission deutlich senken und durch eine hohe Verschleißfestigkeit die Standzeit der Gleitlager erhöhen. Durch den Ersatz von aufwändigen Sputterlagern wird ebenfalls eine signifikante Umweltentlastung erwartet. Die strukturierte Oberfläche hat zu einer Verbesserung der tribologischen Eigenschaften gegenüber den heute verwendeten Lagerwerkstoffen geführt. Der Reibwert und auch die Verschleißrate konnten deutlich reduziert werden. In den bisherigen Prüfläufen konnte der Reibwert um bis zu 50 Prozent am Ende des Laufes gegenüber den unbeschichteten Gleitlagerlegierungen verringert werden. Der Verschleiß war in den tribologischen Untersuchungen nicht messbar. Weitere Verbesserungsmöglichkeiten bestehen in der Optimierung der Größe, Einbaurate und dem Überstand der Siliciumdioxid-Partikel. Hierzu sind weitere Untersuchungen notwendig. Nach jetzigem Kenntnisstand hat die Kupfer-hBN-Schicht auf die tribologischen Eigenschaften nur einen geringen Einfluss. In weiteren Untersuchungen sollte geklärt werden, ob mit anderen Deckschichten eine weitere Verbesserung zu erzielen ist. Nach neueren Erkenntnissen scheint Borcarbid mit einer mittleren Korngröße von kleiner als 0,5 Mikro m hierfür besonders geeignet zu sein.
Das Projekt "ProSysEasy - Innovative Werkstoffe zur Prozess- und Systemvereinfachung der Li-Ionen-Batterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ESK Ceramics GmbH & Co. KG durchgeführt. Ziel des Gesamtvorhabens ist die Erforschung der werkstofflichen, fertigungstechnischen und konstruktiven Grundlagen zur Entwicklung eines hochintegrativen Modulgehäuses für Li-Ionen-Zellen aus wärmeleitendem, gefüllten Kunststoff. Im Rahmen der Teilaufgabe sollen neuartige Füllstoffe und Füllstoffmodifikationen auf Basis von hexagonalem Bornitrid entwickelt werden. Die Teilaufgabe beinhaltet Arbeiten (1) zur Entwicklung von Füllstoffen und Füllstoffmodifikationen auf Basis von hexagonalem Borntrid, die im nachfolgenden Spritzgießprozess (a) fehlerfrei verarbeitbar sind, (b) im Thermoplast eine gute Matrixanbindung besitzen, (c) verbesserte Wärmeleitpfade ausbilden und (d) eine verbesserte Ausnutzung der anisotropen Eigenschaften des BN ermöglichen; (2) zur Verifizierung eines prototypischen Herstellprozesses für derartige Füllstoffe und Füllstoffmodifikationen sowie (3) zur Bereitstellung von Versuchsmustern und prototypischen Versuchschargen für die weiterführenden Arbeiten der Projektpartner.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Boridische und silizidische Trockenschmierstoffschichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik durchgeführt. Das Fraunhofer-Institut fuer Schicht- und Oberflaechentechnik untersucht die Systeme B-C-N und B-N-Me (Me= Uebergangsmetall, insbesondere Titan). Ueber diese Systeme ist hinsichtlich ihrer tribologischen Eignung bisher wenig bekannt. Es werden verschiedene Targets im DC-Magnetron- bzw. im HF-Sputterprozess eingesetzt. Im System B-C-N sollen Mischungen der harten Phase B4C mit Modifikationen von BN hergestellt werden. Dabei sollen sich das gute Reibungsverhalten von Bornitrid und die hohe Temperaturbestaendigkeit von Borcarbid ergaenzen, so dass eine fuer die Trockenbearbeitung optimale Werkzeugbeschichtung entwickelt wird. Durch Veraenderung der Gaszusammensetzung und anderer Prozessparameter ergibt sich eine grosse Anzahl von Schichtvariationen. Analoge Untersuchungen werden mit Mischtargets aus BN/MeB2 vorgenommen, wobei die Schichtzusammensetzung auch durch Zugabe von Stickstoffgas modifiziert werden soll, so dass Metallnitrid bzw. groessere BN-Anteile entstehen. Systematische Untersuchungen des Schichtaufbaus und der tribologischen Eigenschaften begleiten die Entwicklung. Schliesslich sollen verschiedene, reale Werkzeuge beschichtet und bei den Projektpartnern eingesetzt werden.