Das Projekt "EFAM - Energieeffiziente Formgedächtnisaktoren für Automobilanwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ACCESS e.V. durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, die serientaugliche Herstellung einkristalliner Formgedächtnis-Werkstoffe durch Erstarrung im Bridgman-Verfahren mit Flüssigmetallkühlung vorzubereiten. Das Vorhaben ist Teil des Verbundprojekts 'EFAM'. Es beinhaltet Untersuchungen der Erstarrung von Ni-Mn-Ga Legierungen und die Optimierung des Bridgman-Verfahrens mit Hilfe der numerischen Simulation. Es werden grundlegende Aspekte der Gefügebildung und Seigerung bei der Erstarrung untersucht und offene technische Fragen, z. B. die keramischen Formschalen betreffend, werden gelöst. Bei der Prozesssimulation werden nach einem Validierungsschritt umfassende Optimierungsrechnungen durchgeführt, um das zur Verfügung stehende Prozessfester zu definieren und die Prozesszeit zu verkürzen. Für Access bietet sich mit der Arbeit an magnetischen Formgedächtnislegierungen die Chance, ein neues Aufgabengebiet zu erschließen: Zusätzlich zu der erwiesenen Kompetenz im Bereich der Strukturwerkstoffe, kann hier entsprechendes Wissen im Bereich neuer, adaptiver Werkstoffe aufgebaut werden. Dadurch wird auch für die Zukunft sichergestellt, dass attraktive Forschungsprojekte ebenso wie Aufträge Dritter erfolgreich eingeworben werden können.
Das Projekt "EFAM - Energieeffiziente Formgedächtnisaktoren für Automobilanwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ALD Vacuum Technologies GmbH durchgeführt. Das vorliegende Vorhaben ist im Verbundprojekt EFAM 'Energieeffiziente Formgedächtnisaktoren für Automobilanwendungen' verankert. Die Verwendung voneinander unabhängiger Ventilaktoren ermöglicht eine hohe Effizienzsteigerung. Für diesen Anwendungsbereich werden unter anderem magnetische Formgedächtnislegierungen (Magnetic Shape Memory Alloy - MSMA) eingesetzt. Im Rahmen dieses Projektes werden Laborexperimente und Gießversuche an einer LMC Pilot-Vakuumschmelzanlage durchgeführt. Der Vakuum Induktions-Feingussofen Typ VIM IC 1 DS/SC LMC-BP ist als eine Pilot/Labor-Anlage konzipiert und basiert auf der Anwendung des Bridgman-Prozesses zur Herstellung von gerichtet erstarrten und monokristallinen Erzeugnissen. Der einzige Unterschied zu dem konventionellen Bridgman-Prozess besteht darin, dass das Abführen der Wärme während des Kristallisationsprozesses nicht durch Abstrahlung sondern durch Wärmeableitung in ein flüssiges Kühlmedium (Zinnbad) stattfindet. Die vorgeheizte keramische Form wird nach dem Abguss der Schmelze kontrolliert langsam in das Kühlmedium eingetaucht. Der Gießvorgang wird im Bodengussverfahren durchgeführt und kann sowohl bei Verwendung der Stopfenstangentechnik als auch der s. g. 'Pennytechnik' ablaufen. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Auswahl der Prozessvarianten, Materialien und grober Einstellung der Prozessparametern. Darauffolgende Arbeiten werden sich mit der Optimierung der verfahrenstechnischen Prozesse befassen. ALD ist an 2 von 5 Arbeitspaketen wesentlich beteiligt. Dies sind die Prozessentwicklung Materialherstellung (Modifikation des ETO-Ofens) sowie die Prozesssimulation (3D-Netz-Generierung für LMC-Laborofen und ETO-Ofen). Ergänzung und Komplettierung ALD's Anlagenangebotspalette. Erfahrung im Umgang mit MSMA Materialien und deren Charakteristika als Funktion des Herstellungsprozesses. Daraus resultiert Vervollständigung und Komplettierung vorhandener LMC Gießtechnologie.
Das Projekt "EFAM - Energieeffiziente Formgedächtnisaktoren für Automobilanwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ETO MAGNETIC GmbH durchgeführt. Ziele des Teilvorhabens sind: a) Großserientaugliche Herstellprozesse für einkristalline MSMA b) Verbesserung von Materialeigenschaften (niedrigerer Twinning Stress, höhere Einsatztemperatur) c) Prototypen energieeffizienter MSMA-Aktoren für Automobilanwendungen. ETO ist an drei der fünf Arbeitspakete des Gesamtvorhabens führend und wesentlich beteiligt. Dies sind die Prozessentwicklung und Materialherstellung, die Charakterisierung und Materialentwicklung sowie die Aktorentwicklung. Eingesetzt wird der zu beschaffende Bridgman-Ofen mit Flüssigmetallkühlung. Eingebracht wird umfangreiches Know-how zur Herstellung einkristalliner MSMA sowie zur Entwicklung von effizienten Aktoren für Automobilanwendungen. Es ist vorgesehen, innerhalb eines Jahres nach Projektende die Entwicklung von Serienaktoren zu beginnen. Zunächst stehen Nischenanwendungen im Vordergrund bevor später Großserienapplikationen in den Fokus rücken. Der Anlauf einer ersten Serienproduktion ist etwa 3 Jahre nach Projektende realistisch. Neben dem Einsatz von MSMA für eigene Aktoren wird zusätzlicher wirtschaftlicher Nutzen aus dem Vertrieb von Material sowie ggf. durch Lizenzvergabe an Schutzrechten angestrebt.
Das Projekt "EFAM-Energieeffiziente Formgedächtnisaktoren für Automobilanwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Materialphysik im Weltraum durchgeführt. Die Kenntnis der thermophysikalischen Daten ist Voraussetzung für eine erfolgreiche Prozesssimulation, insbesondere in Bezug auf Einkristallzucht. Für magnetische Formgedächtnislegierungen auf Ni-Mn-Ga-Basis liegen solche Daten praktisch nicht vor. Das Ziel dieses Vorhabens ist die Beschaffung der für die Simulation des Kristallzüchtungsvorgangs erforderlichen Stoffdaten. Dazu gehört neben einer Literaturrecherche die eigene experimentelle Bestimmung der erforderlichen Daten mit einer durch physikalische Modelle gestützten Extrapolation über den interessierenden Temperatur- und Konzentrationsbereich. Bei dem hier zu untersuchenden Legierungssystem stellen die unterschiedlichen Schmelzpunkte und unterschiedlichen Dampfdrucke der einzelnen Komponenten eine erhebliche experimentelle Schwierigkeit dar. Es wird daher darauf ankommen, den Einfluss des hohen Dampfdrucks und den spezifischen Massenverlust einzelner Legierungskomponenten durch geeignete Prozessführung zu minimieren. Im Einzelnen ist vorgesehen, folgende Größen experimentell zu bestimmen: Spezifische Wärme, Phasenübergangstemperaturen, Wärmeleitfähigkeit, Dichte, Oberflächenspannung, Viskosität. Für die Messung der spezifischen Wärme der festen Phase und der Übergangstemperaturen einschließlich der Liquidustemperatur wird die Differentialkalorimetrie eingesetzt. Die Wärmeleitfähigkeit bzw. die thermische Diffuisivität wird mit Hilfe einer Laser Flash Anlage für die feste Phase bestimmt. Viskosität, Dichte und Oberflächenspannung werden in der flüssigen Phase gemessen, erstere mit Hilfe eines Schwingtiegelviskosimeters, letztere berührungsfrei mit Hilfe des Schwebeschmelzverfahrens. Darüber hinaus soll ein kürzlich angeschafftes Röntgen-Nanotom eingesetzt werden, um eine dreidimensionale Analyse der Gefüge- und insbesondere der Zwillingsstruktur durchzuführen. Insgesamt sollen etwa 8 - 10 Proben verschiedener Zusammensetzung gemessen werden. Die Ergebnisse sollen nach Ablauf des Projekts veröffentlicht werden.