Das Projekt "Substitution von Polystyrol durch Staerkeschaeume oder andere alternative Materialien als Modellwerkstoff beim Vollformgiessen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Maschinenbau, Lehrstuhl für Hütten-, Gießerei- und Umformmaschinen durchgeführt. Das Vollformgießen stellt ein neues innovatives Gießverfahren dar, das in Zukunft zunehmend die klassischen Gießverfahren verdrängen wird. Es bietet Verbesserungen für die Arbeitsbedingungen der Angestellten und ist bis zu 40Prozent kostengünstiger als die herkömmlichen Gießverfahren. Bei dem zur Anwendung kommenden Gießverfahren wird üblich ein Polystyrolschaumstoffmodell durch eine flüssige Schmelze vergast. Das Metall nimmt den Platz des Schaumstoffmodells ein und ist ein originales Ebenbild des Modells. Bei der Modellzersetzung entstehen aus dem Polystyrolschaumstoffmodell große Mengen Pyrolyseprodukte. Da bei der Verbrennung oder Vergasung nachwachsender Rohstoffe keine umweltbelastenden Verbindungen entstehen, sollen Schäume aus Stärke oder anderen nachwachsenden Rohstoffen als Modellwerkstoff für das Vollformgießen untersucht werden. Der heimischen Landwirtschaft wird mit dem Einsatz der Stärkeschäume ein neues Absatzfeld erschlossen.Im ersten Bearbeitungsjahr wurde untersucht, ob kommerziell erhältliche Stärkeschäume und andere Schaumstrukturen aus nachwachsenden Rohstoffen (z. B. Mischungen aus Altpapier und Stärke) für das Vollformgießen geeignet sind. Es konnte festgestellt werden, dass sich die verwendeten Stärkeschäume grundsätzlich als Ausgangsprodukt für Modelle verwenden lassen und sowohl mittels Schwerkraft- als auch Niederdruckguss verarbeiten werden können. Beim Niederdruckgießverfahren kann aufgrund der steuerbaren Formfüllung wesentlich besser auf Schwankungen der Modellqualität reagiert werden. Die Untersuchungen haben aber auch gezeigt, dass aus Stärkeschäumen nach dem heutigen Stand der Technik keine komplizierten Formteile hergestellt werden können, die sich für das Vollformgießen eignen. In den weiteren Arbeiten wurde daher in Anlehnung an die Technologie der Polystyrolschaumerzeugung versucht, Stärkegranulate zu erzeugen und sie zu schäumen. Im Vorhaben konnten verschiedenste, mit Treibmitteln versetzte Stärkegranulate über eine Sprühtrocknung in einer Wirbelschicht (Wirbelschichtanlage Alpine 100 im FhG-IKTS) gewonnen werden. Erhebliche Probleme traten dann allerdings schon beim Vorschäumen dieser Granulate auf. Bei den Aufschäumversuchen im Autoklaven nahm die Partikelgröße um ca. 20 Prozent zu. Es konnten Formteile ausgebildet werden, bei denen die Granulate nur gering verbacken sind. Das Partikelgrößenwachstum ist aber für eine angestrebte Kommerzialisierung noch zu gering (die Dichte zu groß). Weitere Aufschäumversuche über die Nutzung von mit Wasserdampf durchströmten Modellen oder in der Mirkowelle ergaben hinsichtlich einer späteren Umsetzung ebenfalls keine positiven Effekte. Ein Ersatz der Polystyrolmodelle durch solche auf Basis nachwachsender Rohstoffe für das Verfahren des Vollformgießens ist nicht möglich. Der Zuwendungsempfänger will seinen Ansatz der Stärkeschaumerzeugung mit Mitteln der Industrie weiterverfolgen.
Das Projekt "Laserreinigung von historischen Glasmalereien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Silicatforschung Würzburg, Außenstelle Bronnbach durchgeführt. An historischen Glasmalereien ist ein breites Spektrum an Schadensphaenomenen festzustellen. Korrosionsbedingte Krustenbildung (Wetterstein), Russ, Staub oder durch Mikroorganismen verursachte Ablagerungen koennen Glasgemaelde so veraendern, dass ihre Lesbarkeit fuer den Betrachter verlorengeht und ihr Fortbestand existentiell gefaehrdet ist. Bei der Auswahl der bei der Restaurierung anzuwendenden Methoden muessen nicht nur der gewuenschte Reinigungseffekt in Betracht gezogen werden, sondern auch die potentiellen Folgen fuer das Kunstwerk, die oft erst nach Jahren zu beurteilen sind. Fuer spezielle Reinigungsprobleme (zB Entfernung von Wetterstein) bietet sich der Einsatz von Excimer-Lasern an, da mit ihnen Oberflaechenschichten photochemisch (ohne Waermebelastung) Schritt fuer Schritt abgetragen werden koennen. In einer Vorstudie konnte bereits gezeigt werden, dass durch eine geeignete Wahl der Laserparameter (Energiedichte, Pulszahl) der Abtrag von Krusten prinzipiell moeglich ist. Im Rahmen eines Verbundprojektes sollen jetzt systematische Versuche durchgefuehrt werden, um Schwellenwerte und Prozessparameter zu ermitteln, die eine selektive Entfernung von Verschmutzungen ermoeglichen ohne die Gelschicht oder das Glas zu schaedigen. Fuer die vergleichenden Untersuchungen werden Modellglaeser verwendet, auf denen Reinigungsprobleme simuliert werden. Im ISC werden diese Modellwerkstoffe charakterisiert, um Aussagen ueber die Wirksamkeit, aber auch das Schaedigungspotential der Laserbehandlung zu treffen. Nach Abschluss der Laborarbeiten werden zu Projektende exemplarische Probereinigungen an Originalglaesern aus Koeln und Erfurt durchgefuehrt.