Das Projekt "Minimierung der Umweltbelastung durch optimierte Lenkung der Reststofffluesse in der Schweisstechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Fachbereich Maschinenbau, Institut für Werkstoffkunde durchgeführt. Auf dem gesamten Gebiet der Schweißtechnik - allgemein der Füge- und vor allem der Trennverfahren - fällt eine Vielzahl von Prozeßnebenprodukten an. Um Betrieben die Unsicherheiten hinsichtlich der Behandlung der Prozeßnebenprodukte und Abfälle zu nehmen, haben sich wissenschaftliche Institute mit unterschiedlichen Forschungsschwerpunkten in der Schweißtechnik und Werkstoffkunde für die Durchführung dieses Verbundforschungsprojekts zusammengeschlossen. Im Rahmen dieses Verbundprojektes sollten verfahrensbezogene Umweltleitfäden zur Lenkung betrieblicher Abfallströme erstellt werden. Zu Beginn des Projekts erfolgte eine Vereinbarung über angemessene Wege und Verfahren der empirischen Datengewinnung. Eine erste Entscheidung lautete, daß es für einige technische Verfahren (wie z.B. Schweißen) nicht sinnvoll ist, den Versuch einer schriftlichen Erhebung durchzuführen, da die Grundgesamtheit der Anwenderbetriebe nicht bekannt und somit auch keine statistisch gesicherte Repräsentativität erzielbar ist. Andere wie die Lasermaterialbearbeitung hatten hingegen die Chance, in einem überschaubaren Teilmarkt mit Hilfe der Befragung zu repräsentativen Ergebnissen zu gelangen. Deshalb wurde die schriftliche Befragung nicht zum verpflichtenden Standardinstrument bestimmt. Für alle Teilprojekte galt, daß im Sinne eines Methoden-Mix die empirische Datengewinnung auf fünf Wegen erfolgen sollte: Auswertung von Fachliteratur und Sekundäranalyse vorhandener Datenbestände (Entsorger, Umweltministerien o.ä.); mündliche oder fernmündliche Expertengespräche; betriebliche Expertengespräche und Fallstudien incl. betrieblicher Datenanalyse; ggf. Unterstützung durch einen Fragebogen; evtl. zusätzliche Laboranalysen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Leichtbau-Reisekabine für Fahrzeuge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stefan Decker FIFTYTEN durchgeführt. Fiftyten stellt Wohnkabinen für Extremreisen her. Sie werden weltweit verkauft und eingesetzt. Insbesondere Outdoor- und Naturfreunde nutzen diese Art des individuellen Reisens. Um das zu schützen, was wir lieben, möchten wir unsere Produkte umweltfreundlicher machen. Wir haben das Ziel, sie mit einem deutlich geringeren Carbon-Footprint herzustellen und durch Leichtbau eine wesentliche Kraftstoff-/ Energie-Einsparung im Betrieb zu erreichen. Unser Ziel in diesem Förderprojekt ist die marktreife Entwicklung einer Leichtbau-Wohnkabine aus einem hohen Anteil an nachwachsenden Rohstoffen. Der Leichtbau soll durch verschiedene Faktoren erreicht werden. Zum einen erlaubt das SEAM-Herstellverfahren eine neue Art des Designs. Bei herkömmlichen Lösungen ist die Innenausstattung in der Kabine eingebaut, erfüllt allerdings nur die Funktion des Mobiliars. Die neue Herangehensweise macht es möglich, die Inneneinbauten als tragende Teile zu integrieren. Hierdurch übernehmen sie eine Doppelfunktion und die Wandstrukturen können somit in leichterer Bauart gefertigt werden. Ein weiterer Faktor zur Erreichung eines geringeren Gewichts ist die individuell ausgestaltete Bauweise mit dem SEAM-Verfahren. Es erlaubt, Material dort aufzubringen, wo es benötigt wird und dort, wo nur wenig Material (zum Beispiel Wandstärke) benötigt wird, dies auch so zu realisieren. Wichtig ist, mindestens die gleichen Haltbarkeits- und Stabilitätswerte zu erreichen, wie im bisherigen Herstellungsverfahren. Wir werden dies durch umfangreiche Tests mit Musterteilen oder der fertigen Kabine überprüfen. Belastungstest, Rüttelfahrten, Verwindungstests und ausführliche Fahrtests werden durchgeführt. Des Weiteren werden die Bauteile unterschiedlichen klimatischen Zonen ausgesetzt - dies reicht von Polar- bis zu Wüstengebieten, um deren Verhalten zu überprüfen. Diese Tests werden fotografisch und videotechnisch begleitet, um für die spätere Vermarktung Belegmaterial zur Verfügung zu haben.
Das Projekt "Teilvorhaben: ECO2-LInE - SEAM - Digitale CAD-CAM-Prozesskette" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von S.K.M. Informatik GmbH durchgeführt. In diesem Projekt werden unter dem Einsatz des high-speed Additive-Manufacturing-Verfahrens SEAM (Screw Extrusion Additive Manufacturing), in Kombination mit für das Verfahren nachhaltigen naturfaserverstärkten Kunststoffen, Großbauteile für unterschiedliche branchenübergreifende Anwendungen entwickelt. Dabei handelt es sich um Übergangssysteme für Züge, individuell gestaltete Pickup-Aufsätze und Spezialsitze. Um dabei das Leichtbaupotenzial bestmöglich auszuschöpfen, erfolgt die Auslegung unter Berücksichtigung der prozessabhängigen Material- und Bauteileigenschaften. Dabei wird der Aspekt der CO2-Einsparung nicht nur durch die angestrebte Gewichtsreduzierung mittels des Einsatzes nachhaltiger Leichtbauwerkstoffe in neuen Konstruktionen erreicht, sondern auch durch eine systematische Betrachtung und Anpassung der gesamten Fertigungskette, unter den Aspekten der Ressourceneffizienz und der Treibhausgasemissionsminimierung. Die Zielstellungen in diesem Projekt sind: - Nachhaltigkeit & Ressourcenschonung - Entwicklung von naturfaserverstärkten Granulaten für die optimale Verarbeitung im SEAM-Verfahren - Durchführung der ökologischen Bilanzierungen für die einzelnen Anwendungsfelder, zum Nachweis der Treibhausgasreduzierung mittels dieser Entwicklungen - Leichtbau und Festigkeit durch Ausnutzung der Faserorientierung für die CAM-gerechte Bauteilauslegung & Optimierung der CAM-Parameter - Automatisierung & Digitale Vernetzung - Digitale Prozesskette für hybride SEAM-Szenarien (additiv, subtraktiv) - Automatische Bahnplanungsstrategien für anspruchsvolle Bauteile - Schnittstellen & prozessbegleitendes Monitoring & CAM-Adaptionskonzepte - Wirtschaftlichkeit & Produktivitätssteigerung - Wissensbasis & Technologiedatenbank & CAD-Design-Guides - CAM-Simulation und Optimierung der Bahnplanung - Einzelprozessentwicklung & Multiprozessverknüpfung - Transfergrundlagen für industrielle Fertigung - Industrietaugliche Qualifizierung des additiven SEAM-Verfahrens.
Das Projekt "Qualifizierung des Elektronenstrahlschweißens im Dickblechbereich für Anwendungen im Windenergieanlagenbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Eisenhüttenkunde - IEHK durchgeführt. Due to ecological reasons and because of the need to remain independent from foreign energy suppliers, the power generation in offshore wind parks becomes more and more important in Germany. It is therefore planned to build up approximately 1,300 new offshore wind power plants with a capacity of 6,500 MW near the German coastline until 2020. The structures are installed on the ground of the sea in a water depth that might in some cases reach 50 m. The mechanical loading situation for these structures is characterised by an enormous weight combined with high cyclic stresses resulting from the service loads and the tide. Hence, hot rolled steels with a yield strength of 355 MPa are employed in a maximum thickness of 100 mm. Until now, the required toughness properties for these structural steels and their welds are 40 J at -20 C. However, in a plate thickness of 100 mm, only the submerged arc welding (SAW) process can be used to guarantee such toughness properties, but especially in these heavy plates, submerged arc welding is rather time consuming and consequently more uneconomic compared to other welding techniques. Due to these disadvantages, it can even be expected that only part of the planned power plants will be built up in time as the high welding time of several hours per m causes too many delays. From the point of structural integrity, it can be argued wether a Charpy impact toughness of 40 J is really required, as this criterion is only set based on experiences of mechanical and civil engineers. Thus, it can be concluded that different welding techniques should be regarded as alternatives to SAW in case that the 'real' toughness requirements are less than 40 J at -20 C. Electron beam welding would be a favourable welding process for such heavy plates as even 100 m thick plates can be welded in one single step, but until now the toughness requirements of 40 J have not yet been met. It is therefore the aim of the research project to reinforce the electron beam welding process for the application to heavy plates in offshore wind power plants. To reach this aim, the following tasks are be carried out: - improvement of the electron beam welding process in order to achieve better toughness properties of the welds, - application of reliable fracture mechanics concepts in order to calculate realisitc toughness requirements. With regard to the process, already a this stage of the project an enormous improvement of the toughness properties of EB weld seams could be demonstrated based on optimisation of the welding process. Furthermore, it could be shown that by establishing the leakage before breakage criterion combined with regular inspections, the toughness requirements can be significantly reduced. Thus, the EB welding can be applied to offshore wind energy installations even if steels of higher yield strength (e.g. S460Q) are selected.
Das Projekt "Teilvorhaben: ECO2-LinE- Entwicklung von nachhaltigen Leichtbausitzen für Freizeitfahrzeuge und E-Mobile" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hermann Schnierle GmbH durchgeführt. Entwicklung einer nachhaltigen Sitzliegebank für den Einsatz in Freizeitmobilen und eines nachhaltigen Leichtbausitzes für den Einsatz in Elektromobilen mit dem SEAM-Verfahren.
Das Projekt "Einsatz von historischem Material angepassten Fugen- und Putzmoerteln fuer umweltgeschaedigtes Ziegelmauerwerks der Westwerkfassade der Klosterkirche Jerichow (Sachsen-Anhalt)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Förderverein 'Erhaltet Kloster Jerichow' durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Anlass: Das Westwerk der Klosterkirche zu Jerichow ist durch Mörtelauswaschungen, Ziegelzerfall und andere Schadensphänomene im Bestand bedroht und wegen der dadurch herrschenden Absturzgefahr für Besichtigungen gesperrt. Die Ursachen hierfür liegen zweifellos auch in der Einwirkung von aggressiven Luftschadstoffen. Zielsetzung: Bei den jetzt notwendigen Sicherungsarbeiten sollen durch die Auswahl geeigneter Mörtelrezepturen und einer möglichst optimalen Abstimmung auf die hier vorhandene Umweltproblematik Langzeiterfahrungen gewonnen werden, die anderen ähnlich belasteten Objekten der Region modellhaft dienen können. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Die reine Sicherung der Westfassade hat eindeutig Vorrang vor ästhetischen und denkmalpflegerischen Maßnahmen, muss aber auf Grund der herausragenden historischen und denkmalpflegerischen Bedeutung dieses Bauwerkes solche Gesichtspunkte im erhöhten Umfang berücksichtigen. Arbeitsschritte: In enger Abstimmung mit dem LfD und dem IDK wurden folgende Arbeitsschritte festgelegt: Lose Ziegel sind neu zu vermörteln, stark schadhafte oder fehlende Ziegel oder Formsteine sind zu ergänzen, die Putzspiegel sind zu überarbeiten, mittelalterliche Putzreste von schädlichen Zementputzen freizulegen, die Fassadenverfugung ist so zu überarbeiten, dass eine Wasserableitung gewährleistet ist. Das schadhafte Dach des Zwischenbaues soll zur Gefahrenabwehr umgedeckt bzw. repariert werden. Methoden: Die fehlenden Ziegel sind im alten Format neu herzustellen, Steinergänzungen werden mit noch festzulegendem Ersatzmaterial, alle Putz- und Mörtelergänzungen mit Reinkalkmörtel auf Sumpfkalkbasis und rötlichen Sanden nach Musterflächen vorgenommen. Schlämmungen sind mit Sumpfkalk und Quarkzugabe auszuführen. Es kommen vorzugsweise althergebrachte Handwerkstechniken zum Einsatz, die sowohl vom LfD als auch vom IDK festgelegt und dokumentiert sowie einer Langzeitbeobachtung unterzogen werden. Zielstellung ist eine zuverlässige Feststellung der Auswirkungen von Umweltverschmutzungen auf die eingesetzten klassischen Baustoffe. Als innovativer Nebeneffekt wird die weitgehende Wiederherstellung des mittelalterlichen Erscheinungsbildes der Fassadenflächen angestrebt. Hierzu trägt auch die Ergänzung der Fehlstellen in der Dachhaut mit mittelalterlichen Biberschwanzziegeln aus Zweitverwendung bei. Fazit: Obgleich noch keine aussagekräftige Ergebnisse vorliegen, kann doch schon heute davon ausgegangen werden, dass die gewählte Vorgehensweise für das historische Bauwerk angemessen ist und die Langzeitergebnisse mit berechtigtem Optimismus abgewartet werden können.
Das Projekt "Teilvorhaben: Materialentwicklung und -auslegung sowie Bauteil- und Prozessauslegung für den 3D-Druck" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Standort Kranichstein durchgeführt. Es werden unter Einsatz des Additive-Manufacturing-Verfahrens SEAM (Screw Extrusion Additive Manufacturing), in Kombination mit für das Verfahren nachhaltigen naturfaserverstärkten Kunststoffen, Großbauteile für Übergangssysteme für Züge, Pickup-Aufsätze und Spezialsitze entwickelt. Um dabei das Leichtbaupotenzial auszuschöpfen, erfolgt die Auslegung unter Berücksichtigung der prozessabhängigen Material- und Bauteileigenschaften. Dabei wird der Aspekt der CO2-Einsparung durch die angestrebte Gewichtsreduzierung, durch den Einsatz nachhaltiger Leichtbauwerkstoffe und durch eine systematische Betrachtung der Fertigungskette, unter den Aspekten der Ressourceneffizienz und Treibhausgasemissionsminimierung erzielt. Teilziele der Fraunhofer-Institute sind: - Materialentwicklung und Charakterisierung der naturfaserverstärkten Kunststoffcompounds für das SEAM-Verfahren - Entwicklung von Additivierungen für die minimierte Feuchteaufnahme und den integrierten Brandschutz der naturfaserverstärkten Kunststoffe - Prozessentwicklung zum Drucken nachhaltiger Materialien - Modellentwicklung - Entwicklung einer beheizten Bauplattform - Extrusionsschneckenentwicklung - Optimierung des Bypassmoduls für optimalen Einzug und Verarbeitung von Naturfasermaterialien - Herstellung von Testmustern, Prototypen und Demonstratoren und deren Prüfung.
Das Projekt "Teilvorhaben Entwicklung eines nachhaltig hergestellten Rahmensystems für Übergangssysteme." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hübner GmbH & Co. KG durchgeführt. Substitution von Aluminiumkomponenten durch 3D-gedruckte Naturfasermaterialien. In marküblichen Übergangssystemen werden beschichtete Stoffe in Wellenform an Rahmen aus extrudierten Aluminiumprofilen befestigt. Die Formen der Übergangssysteme werden an jedes Projekt angepasst, eine Produktion aus Standardteilen ist nicht möglich. Der Individualisierungsgrad ist bei Übergangssystemen sehr hoch. Die Produktion von Aluminiumprofilen ist aufgrund des hohen Energieverbrauchs mit sehr hohen CO2-Emissionen verbunden. Das SEAM-Verfahren ermöglicht die Fertigung großer Bauteile im 3D-Druck. In dem Projekt ECO2-Line sollen diese Balgrahmen aus Aluminiumprofilen gegen 3D-gedruckte Bauteile aus nachhaltigen Naturfasern substituiert werden.
Das Projekt "Wasserdurchlässigkeit von kunststoffgebundenen Pflasterfugenmörteln in Abhängigkeit von der Bettung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau, Abteilung Landespflege durchgeführt. Der Praxis werden eine Vielzahl von ein- und mehrkomponentigen kunststoffgebundenen Fugenmörteln angeboten, die von den Herstellern als wasserdurchlässig beschrieben werden. In einem 2002 begonnenen Versuch mit drei epoxidharzgebundenen Fugenmörteln wurden bei gleichen Mörteln unterschiedliche Wasserdurchlässigkeiten festgestellt. Im Versuch soll die Wasserdurchlässigkeit des Systems Fugenmörtel / zementgebundene Bettungsschicht im Vergleich zu einer ungebundenen Splittbettung untersucht werden.
Das Projekt "Wasserdurchlässigkeit von kunststoffgebundenen Pflasterfugenmörteln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau, Abteilung Landespflege durchgeführt. Der Praxis werden eine Vielzahl von ein- und mehrkomponentigen kunststoffgebundenen Fugenmörteln angeboten, die von den Herstellern als wasserdurchlässig beschrieben werden. In einem 2002 begonnenen Versuch mit drei epoxidharzgebundenen Fugenmörteln wurden bei gleichen Mörteln unterschiedliche Wasserdurchlässigkeiten festgestellt. Im Versuch soll die Wasserdurchlässigkeit der am häufigsten verwendeten kunststoffgebundenen Fugenmörtel sowohl an Probekörpern als auch Pflasterflächen untersucht werden. Ferner soll untersucht werden, inwieweit es durch Bewitterung/Alterung zu Änderungen der Durchlässigkeit zur Folge haben.
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