Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Oberflächentechnik durchgeführt. Das Ziel besteht in der Entwicklung und der Applikation eines neuen Werkstoffverbundsystems mit PVD-Verfahren auf den Komponenten der Plastifiziereinheit (Schnecke, Rückstromsperre), um die Umweltverträglichkeit bei der Verarbeitung von Spritzgießmaterialien optischer Qualität zu verbessern. Hierzu sollen Aspekte zur Prozess- und Reinigungstechnik, zur Abfallminderung sowie zum produktbezogenen Umweltschutz untersucht werden. Ausgehend von den Ergebnissen der Schadensanalyse konventioneller Komponenten, werden PVD-Prozesse für die Abscheidung abrasions- und korrosionsbeständiger, antiadhäsiver Schichtsysteme entwickelt. Anschließend sollen die Schichtsysteme auf Praxisbauteilen abgeschieden werden. Nach dem Praxistest erfolgt eine abschließende Schadensanalyse, um Veränderungen beschichteter Oberflächen durch den Einsatz bzw. Schäden untersuchen zu können. Die Projektergebnisse sollen in den industriellen Anwendungsbereich transferiert und dort in die industrielle Praxis umgesetzt werden. Hierzu werden die Ergebnisse in wichtigen anwendernahen Fachzeitschriften sowie auf nationalen und internationalen Konferenzen einem breiten Publikum vorgestellt.
Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk durchgeführt. Das Vorhabensziel besteht in der Entwicklung und der Applikation eines neuen Werkstoffverbundsystems mit PVD-Verfahren auf den Komponenten der Plastifiziereinheit, um die Umweltverträglichkeit bei der Verarbeitung von Spritzgießmaterialien optischer Qualität deutlich zu verbessern. Hierzu sollen Aspekte zur Prozess- und Reinigungstechnik, zur Abfallminderung sowie zum produktbezogenen Umweltschutz untersucht werden. Ausgangspunkt der Arbeiten bildet die Erfassung des Verschleiß- und Schadensbildes konventioneller Plastifizierkomponenten. Das Aufschmelz- und Zersetzungsverhalten der ausgewählten Kunststoffe wird ermittelt, und die Entwicklung der Beschichtungen wird durch die kunststoffspezifische Charakterisierung der Probekörper unterstützt. Im Praxistest erfolgt die Erprobung beschichteter Plastifizierkomponenten, wobei sowohl die Plastifizierkomponenten als auch die Formteilqualität analysiert werden. Die Entwicklung neuer Reinigungsstrategien erfolgt begleitend. Die Umsetzung der Ergebnisse in die industrielle Praxis erfolgt durch die Projektpartner, die Veröffentlichung in Fachzeitschriften und auf nationalen und internationalen Tagungen.
Das Projekt "PVD-Beschichtungen als Alternativen fuer konventionelle Zinkschichten (EU)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Physikalisch-Chemisches Institut durchgeführt. Zinkbeschichtungen sind Stand der Technik fuer den Korrosionsschutz von Automobilblechen. Die derzeitigen Beschichtungstechniken Schmelztauchen und galvanische Abscheidung haben aber oekologische Nachteile und sind nicht optimal fuer die Weiterverarbeitung der Bleche (Formen, Verbinden, Lackieren) geeignet. Daher soll eine geeignete Alternative erarbeitet werden, bei der Korrosionsschutz, Verschleissverhalten, Schweissbarkeit, Formbarkeit, Lackierbarkeit und Umweltfreundlichkeit gewaehrleistet sind. Die Verfahren sollen sich auf Zink und Zinklegierungen, die aus der Gasphase mittels PVD- Verfahren abgeschieden werden, beziehen. Unterschiedliche Verfahren werden von Beschichtungslabors entwickelt, zunaechst Abnahmetests unterworfen und dann in reduzierter Form anwendungsnah untersucht. Die ausgewaehlten besten Verfahren sollen schliesslich in einer experimentellen Bandbeschichtungsanlage bezueglich Produktionstechnik optimiert werden.
Das Projekt "Gradierte Schichten und Multibeschichtungen als Korrosions- und Oxidationsschutz durch innovative Hochtemperaturprozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schunk Kohlenstofftechnik GmbH durchgeführt. Die Besonderheit von CFC liegt darin, dass sowohl die Verstaerkungsfasern als auch die Matrix aus Kohlenstoff bestehen, der bis zu Temperaturen von ueber 2000 Grad Celsius formbestaendig bleibt, wenn eine sauerstofffreie Atmosphaere oder ein ausreichender Oxidationsschutz durch geeignete Schichten gewaehrleistet ist. Im Rahmen dieses Projekts werden Schutzschichten mit verschiedenen CVD-Verfahren hergestellt. Hervorzuheben sind insbesondere Mehrfachschichten mit einer oxidischen Decklage und weiteren Schichten zur Realisation ihrer chemischen Vertraeglichkeit. Eine Anpassung der Ausdehnungskoeffizienten wird durch gradierte Schichten bewerkstelligt. Eine Herstellung begleitender Charakterisierung der Schichten mittels REM, EDX, AES und XRD, letzteres fuer Eigenspannungen und Textur, gestattet eine Optimierung der Herstellparameter und eine Auswahl alternativer Verfahrenswege. Eine Qualifizierung der Beschichtungssysteme wird in anwendungsrelevanten Pruefungen durchgefuehrt und findet in Feldversuchen einen Abschluss. Eine Uebertragung der Ergebnisse auf einen Korrosionsschutz fuer metallische Komponenten wird bei der Projektabwicklung verfolgt.
Das Projekt "Teilprojekt: Galvanische Schichtentwicklung zur Energieeffizienzsteigerung beim Einsatz von Lagern unter tribokorrosiven Betriebsbedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung durchgeführt. Im Bereich der Lagertechnik, dies sind Maschinenelemente, die zum Führen von gegeneinander beweglichen Bauteilen dienen, muss nach dem aktuellen Stand der Technik beim Einsatz in korrosiven Medien eine Kapselung oder Abdichtung der Lagerung erfolgen. Die dabei notwendigen Dichtungssysteme führen zu Reibungsverlusten in Höhe von 30 Prozent. Dies führt wiederum zu einer reduzierten Energieeffizienz. Aktuell ist jedoch ein Verzicht auf die effizienzmindernde Dichtung beim Einsatz in korrosiven Medien nicht möglich, da keine Werkstoffe bzw. Beschichtungen zur Verfügung stehen, deren Eigenschaften dem Belastungskollektiv aus korrosiver und tribologischer Beanspruchung dauerhaft standhalten. Eine für die Zielerreichung des Vorhabens, die Steigerung der Energieeffizienz in industriell angewandten Produkten, unerlässliche Schlüsseltechnologie ist somit die Entwicklung von Lagerwerkstoffen, die für den Einsatz in korrosiven Medien geeignet sind und auf Abdichtungen verzichten. Zur Erreichung des Gesamtziels des Verbundvorhabens werden folgende Wege beschritten: - Die Entwicklung neuartiger metallischer Lagerwerkstoffe mit ausreichender Korrosions- und Verschleißbeständigkeit. - Die Beschichtung verfügbarer Lagerwerkstoffe, um die Korrosionsbeständigkeit bei wirkender tribologischer Beanspruchung zu gewährleisten. Als Beschichtungsverfahren kommen galvanische und PVD-Verfahren zum Einsatz. Diese beiden Technologien können sowohl einzeln als auch in Kombination eingesetzt werden. Am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) werden im Rahmen des Vorhabens die Entwicklungen galvanischer Beschichtungen als Komponente der Gesamtlösung durchgeführt. Ein wesentlicher Bestandteil ist hierbei die Schicht- und Verfahrensentwicklung. Dies umfasst die Entwicklung einer galvanischen Schicht, die dem Anforderungsprofil gerecht wird bis hin zur produktionstechnischen Umsetzung von Prüfstandlagern in einer Beschichtungsanlage, die auf das entwickelte Verfahren abgestimmt ist. Im Rahmen des Projektes sollen die zu entwickelnden Systeme Technologiereife erlangen. Als Demonstrator dient das Wälzlager für maritime Anwendungen, wie zum Beispiel Meerwasserkraftwerke, Pumpen oder Schleusensysteme. Die Verwendung des Demonstrators Wälzlager wird aus zwei Gründen gewählt: Zum einen stellt eine abdichtungsfreie tribologische Anwendung unter korrosiver Beanspruchung durch das umgebende Meerwasser eine anspruchsvolle Aufgabenstellung dar. Bei einer industriellen Umsetzung wird hierdurch die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft deutlich gestärkt und ein Beitrag zur Erhöhung der Energieeffizienz geliefert. Zum anderen existieren im Konsortium für derartige Anwendungen eine Vielzahl von Testmethoden bis hin zu Prüfständen, so dass im Rahmen des Projektes praxisrelevante Bauteilprüfungen durchgeführt werden können, um somit eine zielführende und effiziente Einführung in den Markt zu gewährleisten.
Das Projekt "Gasphasenabscheidung multikristalliner Silicium-Duennschicht-Systeme auf Fremdsubstraten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Angewandte Solarenergie - ASE GmbH durchgeführt. Mit einem bei NUKEM entwickelten modifizierten CDV-Verfahren soll ein Duennschichtsystem entwickelt werden, das aus einem Substrat, einem Rueckkontakt, einem Rueckseitenreflektor, einem Back-Surface-Field, und einer duennen multikristallinen P-Silicium-Schicht besteht. Mit diesem System sollen Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von 10 - 10 Prozent hergestellt werden. Zusaetzlich zum derzeit als Substrat eingesetzten Graphit sollen auch andere Low-Cost Silicium soll erprobt und die Moeglichkeit der Herstellung eines freitragenden Si untersucht werden.
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