Für lineare und rotatorische Bewegungen sind verschiedene Antriebstechnologien verfügbar, deren wirtschaftlicher Einsatz von Faktoren wie Investitions- und Betriebskosten abhängt. Vor dem Hintergrund der Herausforderungen des Klimawandels gewinnt die Energieeffizienz darüber hinaus aus ökologischer Perspektive an Bedeutung. Hydraulische und Pneumatische Aktoren, in der Gesamtheit als fluidtechnische Antriebe bezeichnet, sind weitverbreitet und setzen große Mengen Energie um. Anzahl und Nutzung hydraulischer und pneumatischer Antriebssysteme sowie ihr Energieumsatz in Deutschland sind bislang nicht bekannt. Die Studie analysiert Verbreitung und Nutzung fluidtechnischer Antriebe und liefert eine Einschätzung des deutschlandweiten Energiebedarfs für die drei Bereiche Drucklufttechnik, Mobilhydraulik und Stationärhydraulik. Mit der Entwicklung immer leistungsfähigerer mechanischer Aktoren stellt sich die Frage in welchen Applikationen und unter welchen Randbedingungen ein Ersatz von Hydraulik- und Pneumatikaktoren durch elektrisch-mechanische Aktoren technisch möglich und energetisch vorteilhaft sein könnte. Die Studie analysiert die Nutzung der Technologien nach Wirtschaftsbereichen aus Literatur- und Wirtschaftsdaten und nimmt eine Schätzung des Energiebedarfs für stationäre und mobile Hydraulikanwendungen sowie für die Drucklufttechnik und die pneumatische Antriebstechnik als Teilgebiet für den Bilanzraum Deutschland vor. Aufbauend darauf stellt die Technologiestudie Einsparpotentiale in den Bereichen Steuerungs- und Regelungstechnik, Technologieupdate und -substitution vor und analysiert darauf aufbauend energetisch wichtige Industrieanwendungen auf ihr Einsparpotential. Die Ergebnisse zeigen erhebliche Einsparpotentiale, für deren Umsetzung Maßnamenvorschläge entwickelt werden. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "Teilprojekt: Charakterisierung und Modellierung benetzungsrelevanter Nano- und Mikrostrukturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alicona GmbH durchgeführt. Ziel des beantragten Vorhabens ist die Abbildung sämtlicher nötiger Schritte für die Auslegung und Herstellung funktionaler Mikrostrukturen an hoch belasteten Bauteilen aus den Bereichen Motorentechnik, Dichtungstechnik und Fluidtechnik zur Reduzierung des Verbrauchs, der Reibung und des Verschleißes. Im Teilvorhaben geht es um die 3D topographische Charakterisierung dieser Oberflächen und die Korrelation der gemessenen Eigenschaften mit diesen Topographien. Dazu sollen verschiedene 3D Oberflächenmessverfahren bzw. auch Streulichtsensorik miteinander verglichen und gegebenenfalls kombiniert werden. Alicona entwickelt zur Messung dieser Oberflächen die Fokusvariationstechnologie weiter um mit den speziellen Anforderungen (steile Flanken, unterschiedliche Reflexionen) umgehen zu können (z.B. adaptive Beleuchtung).
Das Projekt "Teilprojekt: Messtechnische Automatisierung einer Streulichtsensorik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ACT Smartware GmbH durchgeführt. Ziel des beantragten Vorhabens ist die Abbildung sämtlicher nötiger Schritte für die Auslegung und Herstellung funktionaler Mikrostrukturen an hoch belasteten Bauteilen aus den Bereichen Motorentechnik, Dichtungstechnik und Fluidtechnik zur Reduzierung des Verbrauchs, der Reibung und des Verschleißes. Im Teilvorhaben der ACT Smartware 'Messtechnische Automatisierung einer Streulichtsensorik' ist ein Ziel, die Anforderungen und Einsatzbedingungen an einen Streulicht-Demonstrator im industriellen Einsatz zu konzeptionieren und beim Aufbau mitzuwirken. Darauf aufbauend besteht das zweite Ziel darin, diesen Streulichtsensor-Demonstrator in einem prozesstechnischen Ablauf zu integrieren und zu automatisieren. Aufbauend auf den Laboraufbau einer Streulichtsensorik, mit dem topografische und funktionale Eigenschaften korreliert werden, und der damit eine berührungslose, prozessintegrierbare Oberflächencharakterisierung ermöglichen soll, wird dieser Laboraufbau anschließend an einem ausgesuchten industriellen Prozess in die Fertigungspraxis überführt. Hierzu ist sowohl das mechanische, als auch automatisierungstechnische und softwaretechnische Zusammenspiel aller beteiligten Teilsysteme erfolgreich umzusetzen. Dies beinhaltet u.a. die Konzeption und Umsetzung der Schnittstellen der Systeme zueinander, Design und Realisierung der Auswertungs- und Visualisierungs-Software und ein mechanischer Aufbau bzw. Integration.
Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung und Evaluierung eines Laserstrukturierverfahrens zur Reduzierung von Reibung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Robert Bosch GmbH durchgeführt. Ziel des beantragten Vorhabens ist die Abbildung sämtlicher nötiger Schritte für die Auslegung und Herstellung funktionaler Mikrostrukturen an hoch belasteten Bauteilen aus den Bereichen Motorentechnik, Dichtungstechnik und Fluidtechnik zur Reduzierung des Verbrauchs, der Reibung und des Verschleißes. Im Teilvorhaben 'Entwicklung und Evaluierung eines Laserstrukturierverfahrens zur Reduzierung von Reibung und Verschleiß' wird ein Bearbeitungsverfahren entwickelt, bei dem mit Hilfe von Ultrakurzpuls-Lasersystemen metallische Oberflächen mit dem Ziel der Reibung- und Verschleißminimierung strukturiert werden. In einem ersten Schritt wird ein Bearbeitungsverfahren entwickelt, welches ermöglicht, die durch die Simulation des Projektpartners iST - GmbH entwickelten Oberflächenstrukturen herzustellen. Neben der Genauigkeit der Strukturierung soll insbesondere auch die Bearbeitungsgeschwindigkeit im Vergleich zu Stand der Technik gesteigert werden. Außerdem soll mit Hilfe von Reib- und Verschleißprüfungen der Erfolg der Strukturierung evaluiert werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Laserstrukturierungstechnik und Charakterisierung von Nano- und Mikrostrukturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik durchgeführt. Ziel des beantragten Vorhabens ist die Abbildung sämtlicher nötiger Schritte für die Auslegung und Herstellung funktionaler Mikrostrukturen an hoch belasteten Bauteilen aus den Bereichen Motorentechnik, Dichtungstechnik und Fluidtechnik zur Reduzierung des Verbrauchs, der Reibung und des Verschleißes. Im Teilvorhaben 'Charakterisierung und Modellierung benetzungsrelevanter Nano- und Mikrostrukturen' werden Werkzeuge zur Modellierung der Oberflächen erarbeitet, Korrelationen zwischen Rauheitsstruktur und Benetzung untersucht und Schlussfolgerungen zum Design aussichtsreicher nichtdeterministischer Strukturen gezogen. Im Teilvorhaben 'Entwicklung Hochgeschwindigkeits-Laserstrukturierungstechnik' werden mit neuartigen Ultrakurzpuls-Lasersystemen Abtragstechniken entwickelt, die einen schnellen und hochgenauen Abtrag der Mikrostrukturen ohne Notwendigkeit der Nachbearbeitung ermöglichen. einsam werden daraus Struktur-Eigenschafts-Beziehungen erstellt. Darauf aufbauend erfolgt der Laboraufbau einer Streulichtsensorik, die mit den topografischen und funktionalen Eigenschaften korreliert wird, und damit eine berührungslose, prozessintegrierbare Oberflächencharakterisierung ermöglichen soll. Zur Herstellung der funktionalen Oberflächenstrukturen im Mikrometerbereich wird im Rahmen des Projektes eine Hochgeschwindigkeitsabtragstechnik durch Laserstrukturieren mit ultrakurzen Laserpulsen mit Pulsdauern von 10 ps entwickelt und auf ihre Eignung für dreidimensionale Bauteile untersucht.