Das Projekt "Teilprojekt 3: Untersuchung der Lauwarmumformbarkeit geschmiedeter und gezielt aus der Schmiedehitze wärmebehandelter Werkstücke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Umformtechnik durchgeführt. Problemstellung: Bei der Herstellung von typischen Serienteilen von Kraftfahrzeugen wie z.B. Achsschenkeln oder Getriebewellen durch Verfahren der Massivumformung und anschließendem Zerspanen entfallen ca. 40-70 Prozent der gesamten Stückkosten auf die mechanische Nachbearbeitung. Oben angedeutetes Potential liegt gerade bei heutzutage immer stärker nachgefragten Hochleistungsbauteilen zum einen in der technologischen Verbesserung spanabhebender Fertigungsverfahren selbst und zum anderen in der Minimierung der kostenintensiven Zerspanung. Die Kombination aus Warm- und Kaltformgebung ist in modernen Schmiedebetrieben bereits Stand der Technik und ermöglicht die Herstellung technisch anspruchsvoller Bauteile mit geringer spanender Nacharbeit. Es sind Bauteile mit verbesserten Maß- und Formgenauigkeiten als durch alleinige Warmumformung herstellbar. Durch die Kaltumformung lassen sich darüber hinaus weitere funktionelle Bauteileigenschaften verbessern, die gerade heutzutage Gegenstand zahlreicher Forschungsarbeiten sind. Die Verfahrensgrenze einer dem Schmiedeprozess nachgeschalteten Kaltumformung wird häufig durch die mechanischen Werkzeugbelastungen aufgrund der hohen und durch Entwicklung neuartiger Stahlgüten immer höher werdenden Werkstofffestigkeiten festgelegt. In modernen Schmiedeprozessketten findet aus energetischen und damit wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten eine Wärmebehandlung zur Einstellung bestimmter Werkstoffeigenschaften direkt aus der Schmiedehitze statt. Die letzte Wärmebehandlungsstufe entspricht bei modernen Legierungskonzepten einer isothermen Haltestufe zur ferritisch-perlitischen oder auch bainitischen Gefügeumwandlung. Neueste Entwicklungen auf dem Gebiet der Sensorik ermöglichen eine intelligente thermomechanische Prozessführung aus Schmieden und definierter Wärmebehandlung direkt aus der Schmiedehitze, wie sie im Rahmen der AiF-Leittechnologie 'Schmieden 2020 - Ressourceneffiziente Prozessketten für Hochleistungsbauteile' entwickelt werden soll. Die ganzheitliche Prozessbetrachtung zeigt, dass in thermomechanisch behandelten Werkstücken nicht nur gezielt funktionelles Gebrauchsgefüge, sondern auch auf eine weitere Verarbeitung (z.B. durch Umformung) technologisch optimierte Verarbeitungsgefüge eingestellt werden könnten. Es fehlt jedoch an wissenschaftlichen Erkenntnissen über günstige Gefügezustände für eine anschließende Kaltumformung oder eine Lauwarmumformung aus der Schmiedehitze im technologischen und funktionellen Sinn. Dies gilt erst recht für mikrolegierte ausscheidungshärtende ferritisch-perlitische und hochfeste duktile bainitische Hochleistungsstähle. Das Potential der Lauwarmumformung im Temperaturbereich zwischen Kaltumformung und industrieller Halbwarmumformung typischer Fließpressstähle an sich, konnte durch neuere Forschungsarbeiten am Institut für Umformtechnik (IFU) der Universität Stuttgart bereits aufgezeigt werden. usw.
Das Projekt "Green Industrial Hydrogen via Reversible High-Temperature Electrolysis (GrInHy)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH durchgeführt.
Das Projekt "An innovative process for the regeneration of acids used in the steel pickling process (REGMAX)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SUSTEC GmbH durchgeführt.
Das Projekt "NT MultiJoint - Entwicklung eines neuartigen energie- und ressourceneffizienten Längswellengelenks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Amtek Tekfor Holding GmbH durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung eines funktionsintegrierten Leichtbau-Gleichlauf-Verschiebegelenks für Längswellen von z.B. Pkw. Ein neues Konstruktionsprinzip soll erstmalig die Funktionsintegration von Beuge- und Verschiebefunktion in einem Gelenk mit einem längswellenspezifischen Leistungsprofil ermöglichen. Weiterhin soll durch dieses Konstruktionsprinzip erstmalig die umformtechnische Herstellung eines Gleichlauf-Verschiebegelenks realisierbar werden. Ziel ist es durch Konstruktionsprinzip, Funktionsintegration und umformtechnische Herstellung signifikante Leichtbaueffekte (50 Prozent Gewichtseinsparung pro Einheit Beugen/Verschieben) und eine deutliche Steigerung der Material- / Energieeffizienz in der Produktion zu erreichen. Das Unternehmen erwartet bei einer angestrebten Produktionsmenge von 3 Mio. Gelenken ab 2018 allein im Kfz-Bereich pro Jahr 6.000 t Stahl, rd. 50 GWh Energie und rd. 14.000 t CO2 -Ausstoß einzusparen. Zusätzlich ermöglichen diese Leichtbaueffekte (bei typischen Fahrzeuglebenszyklus) in Deutschland eine Einsparung von rd. 100 Mio. Liter Kraftstoff und rd. 250.000 t CO2 -Ausstoß. AP 1) Konzeption, Modellierung und Entwicklung Gelenk, AP 2) Herstellung, Analyse und Absicherung eines zerspanend gefertigten Referenzgelenks, AP 3) Konzeption, Entwicklung und Simulation des Umformprozesses, AP 4) Herstellung (Sonder-)Umformwerkzeuge, AP 5) Umformtechnische Herstellung von Musterbauteilen, AP 6) Überprüfung und Validierung des umformtechnisch hergestellten Mustergelenks
Das Projekt "Umweltfreundliche Prozessketten in der Kaltmassivumformung von Abschnitten durch den Verzicht auf nasschemisch aufgebrachte Konversionsschichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von LS Mechanik GmbH durchgeführt. In der Kaltmassivumformung gelten, seit Singers Patent im Jahr 1934, hochbelast-bare Schmierstoffträgerschichten auf Basis von Zinkphosphat in Kombination mit reaktiven Seifen als Stand der Technik. Diese werden, insbesondere bei der Umformung von Abschnitten, für hoch anspruchsvolle Prozesse mit großen Oberflächen-vergrößerungen, Kontaktnormalspannungen, Temperaturen eingesetzt. Trotz zahl-reicher Weiterentwicklungen in den vergangenen Jahren sind die Aufbringung dieser Schmierstoffe auf Bauteile und deren Reinigung nach dem Umformen noch immer mit Nachteilen behaftet. Charakteristisch für die Aufbringung von nasschemischen Systemen ist ein hoher Wasser- und Chemikalienverbrauch sowie die Bildung von umweltschädlichen Phosphatierschlämmen. Darüber hinaus müssen die Bauteile mehrere Bäder durchlaufen. Aufgrund der Bauteilabmessungen und der Menge an Bauteilen, die beschichtet werden müssen, geschieht die Applikation des Schmier-stoffsystems in batches, die anschließend zwischengelagert werden müssen. Heutige Prozessketten sind nicht mehr allein auf Produktivität ausgelegt. Ebenso müssen Umweltstandards erfüllt werden. Insbesondere seit der Einführung der europäischen Chemikalienordnung REACH gilt es, einen übermäßigen Chemikalienverbrauch zu reduzieren. Abhilfe können sogenannte Einschichtschmierstoffe schaffen. Bisher wurden diese aufgrund ihrer, im Vergleich zu Zinkphosphat + Seife, geringeren Leistungsfähigkeit jedoch nur für Prozesse mit geringeren Belastungen eingesetzt. Im Rahmen des hier vorgestellten Projekts sind Schmierstoffe auf Basis von Molybdändisulfid, Polymer und Salz-Wachs entwickelt worden, die auch höchsten Belastungen Stand halten. In einem Demonstratorprozess wurden die Schmierstoffe für eine dreistufige Umformung verwendet. Dabei hat sich gezeigt, dass Molybdändisulfid eine durchgängig fehlerfreie Umformung ermöglicht hat. Bei Salz-Wachs und Polymer haben Laboruntersuchungen gezeigt, dass die Schmierstoffe zwar sehr hohen Belastungen in einem einstufigen Prozess standhalten können, jedoch bei mehr-stufigen Operationen noch nicht durchgängig eine fehlerfreie Produktion garantieren können. Hier besteht noch weiteres Verbesserungspotential. Die entwickelten Einschichtschmierstoffe werden direkt auf eine gestrahlte Bauteil-oberfläche appliziert. Dies ermöglicht die Beschichtung von Halbzeugen im Pressen-takt. Eine im Projekt entwickelte Inline-Beschichtungsanlage hat gezeigt, dass so-wohl Molybdändisulfid, Salz-Wachs und Polymer bei einer Taktzahl von 30 Teilen pro Minute allseitig und homogen beschichtet werden können. Durch die Verwendung phosphatfreier Schmierstoffe, die mittels inline-Beschichtungsanlage appliziert wer-den ergeben sich im Vergleich zu herkömmlichen Beschichtungssystemen viele Vorteile wie der Verzicht auf einen hohen Wasser- und Chemikalienverbrauch, Zwischenlagerungen und die aufwändige Entsorgung von Phosphatierschlämmen.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Prüfstandsversuche, Modellierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Magdeburg, Institut für Maschinenkonstruktion, Lehrstuhl für Maschinenelemente und Tribologie durchgeführt. Ziel des geplanten Projektes ist die Erarbeitung eines neuen Lagerungskonzeptes für hoch beanspruchte fettgeschmierte Wälzlager im Grenzreibungsgebiet. Neben einer deutlichen Standzeitverlängerung sollen eine Senkung des Schmierfettbedarfs und des Energieverbrauchs erreicht werden. Weiter soll für diese Bedingungen eine Verbesserung der Lebensdauerberechnung erreicht werden. Das Ziel soll durch eine Kombination aus konstruktiver / werkstofftechnischer Optimierung des Lager- / Dichtungssystems mit einem an die Beanspruchung angepassten Schmierstoffkonzept erreicht werden. Dieses erfolgt nach dem Prinzip der tribologischen Prüfkette durch Modellprüfungen, bauteilähnliche Prüfungen und einem Betriebsversuch. Zur Verbesserung der Lebensdauerberechnung werden ein Kontakt- sowie ein Schmierstoffmodell zur Berücksichtigung des Einflusses von Wasser entwickelt. Die Umsetzung der Ergebnisse erfolgt unmittelbar nach Projektende in Stranggießanlagen und kurzfristig in weiteren Produktionsbereichen der Stahlindustrie. Die beteiligten KMU und der Schmierstoffhersteller beabsichtigen die erzielten Ergebnisse schnellstmöglich zur Optimierung ihrer Produktpaletten für andere Anwendungen zu verwenden.
Das Projekt "Neue keramische Werkstoffe für Form- und Profilwalzen und andere Komponenten der Walzwerkstechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TE-KO-WE Joachim Kozlowski GmbH durchgeführt. Ziel der Arbeiten ist die Entwicklung neuer Profilierungs- und Verbindungstechniken für Form- und Profilwalzen. Dadurch sollen die Effizienz und die Prozesssicherheit bei der Hartbearbeitung von Profilen gesteigert werden. Wesentliche Arbeitsschwerpunkte sind: Festlegung und Anwendung der Bearbeitungsparameter zur Profilierung der Diamantschleifscheiben in der Schleifmaschine. Realisierung einer Auswahl repräsentativer Profile von verschiedenen Walzentypen mit Profilradien von 0,2 bis 38 mm. Untersuchung der Kantenstabilität und des Abtrageverhaltens der Schleifscheiben. Ermittlung geeigneter Schleifscheibentopografien für die Herstellung geforderter Oberflächenrauhigkeiten und Randschichteigenschaften der Keramikwalzen. Konstruktion und Gestaltung von Stahl-Keramik-Verbundwerkzeugen für dünnwandige Keramikeinsätze. Begleitung und Auswertung von Einsatzversuchen bei ausgewählten Anwendern. Präsentation der Projektergebnisse auf Fachmessen, Anwendungsseminaren und in Fachzeitschriften z ur Gewinnung neuer Kunden.
Das Projekt "Teilvorhaben 7: Strukturierte DLC-Schichten für die Verarbeitung von Aluminium und Edelstahl" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Verschleiß Schutz Technik Dr. Keller durchgeführt. Optimierung von strukturierten DLC-Schichten für den Einsatz von Werkzeugen der Aluminium- und Edelstahlverarbeitung. Übertragung der Prozesse von erfolgversprechenden, strukturierten DLC-Schichten (Projektteil FhG-IWM) auf die bestehende PECVD-Anlage. Erprobung von strukturierten und nicht strukturierten DLC-Schichten bei der Aluminium- und Edelstahlverarbeitung (Aluminiumdruckgusswerkzeuge, Werkzeuge für das Tiefziehen und Schneiden von Aluminium- und Edelstahlfeinblechen). Analyse der Ausfallursachen von Werkzeugen und Optimierung von Schichtsystemen für Werkzeuge der Aluminum- und Edelstahlverarbeitung. Pflichtenheft, Herstellung von Probekörpern, Probenpäparation, Referenzbeschichtungen, Anlagenerweiterung, Beschichtungen, Ergebnisinterpretation. Die anwendungsrelevanten Projektergebnisse werden auf Messen, Seminaren und direkt durch die technischen Außendienstmitarbeiter verbreitet. Parallel dazu wird die Beschichtungsanlage gemäß der im Projekt gewonnenen Erkenntnisse modifiziert und für serientaugliche Beschichtungen optimiert. Die Leistungsfähigkeit der Neuentwicklungen wird zunächst durch Zusammenarbeit mit key account Kunden sichergestellt und anschließend breit vermarktet.
Das Projekt "Aktive Umsetzung der vorgeschlagenen EU-Richtlinie zu Endenergieeffizienz und Energiedienstleistungen (AID-EE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH durchgeführt. Das AID-EE-Projekt entwickelte Empfehlungen zur systematischen Evaluation und zum Design von Politikinstrumenten zur Steigerung der Endenergieeffizienz. Diese Leitlinien wurden abgeleitet aus 20 Ex-post-Evaluationen von Politikinstrumenten, bei denen ein sogenannter 'Theorie-basierter Evaluationsansatz erprobt wurde. Die Studie wurde von Ecofys (NL) im Auftrag der Europäischen Kommission koordiniert. Die Arbeit des Wuppertal Instituts im AID-EE-Projekt wurde vom Land Nordrhein-Westfalen finanziell unterstützt. Im Rahmen der 20 Fallstudien wurde deutlich, dass die Ex-post-Evaluation von Politikinstrumenten in vielen Fällen schon allein dadurch erschwert wird, dass nachprüfbare Zielsetzungen und ein laufendes Monitoring relevanter Daten fehlen. Zudem werden Interaktionen zwischen Politikinstrumenten meist nur unzureichend berücksichtigt. In der Regel ist ein Bündel von Politikinstrumenten erforderlich, um die Hemmnisse und Barrieren gegenüber Energieeffizienzsteigerungen zu überwinden, vor denen die verschiedenen Marktakteure stehen. Gestalter von Politikinstrumenten sollten sich daher von vorne herein ein genaues Bild von der erwarteten Wirkungsweise der geplanten Politikinstrumente im gesamten 'Policy-Mix machen ('Politiktheorie). Das AID-EE-Projekt konnte aufzeigen, dass die gesetzten Energieeffizienz-Ziele auf europäischer Ebene mit einem umfassenden Mix an Politikinstrumenten prinzipiell erreichbar sind und hat konkrete Schritte zur Zielerreichung und zur Gestaltung eines adäquaten 'Policy-Mix vorgeschlagen.
Das Projekt "MARCKO-Dampfturbine Teilvorhaben: Einfluss der Mehrachsigkeit der Beanspruchung auf das Verformungs- und Versagensverhalten bei 600 Grad Celsius-Staehle fuer Wellen und Gehaeuse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Staatliche Materialprüfungsanstalt durchgeführt. Der Wirkungsgrad von Dampfturbinen koennte durch Anhebung der Dampfparameter von derzeit 540 Grad Celsius auf 600 Grad Celsius und 185 bar auf 300 bar um ca 8 Prozent gesteigert werden. Die CO2-Emission liesse sich durch diese Massnahme um ca 20 Prozent vermindern. Um diese Ziele umsetzen zu koennen, muessen in bestimmten Bauteilen neue hochwarmfeste Materialien eingesetzt werden. Der Schmiedestahl X 20 CrMo (W) VNbN 10 1 und der Gussstahl G-X 12 CrMo (W) VNbN 10 1 1 sind aussichtsreiche Materialien fuer diese Anforderungen. In diesem Verbundvorhaben sollen durch die Partner TH Darmstadt lfW, MPA Stuttgart, Fh-IWM Freiburg, Universitaet Erlangen IWM, Fa's ABB, GEC ALSTHOM und Siemens Langzeiteigenschaften dieser Staehle genauer untersucht und bestimmt werden. Im einzelnen handelt es sich um die Kriterien Kriechverhalten, Ermuedungsverhalten, Mikrogefuege, Verformungs- und Versagensverhalten unter mehrachsiger statischer und zyklischer Beanspruchung. Die Ergebnisse fliessen in Festigkeitshypothesen und numerische Werkstoffmodelle ein, die die Grundlage der Auslegungsberechnungen fuer die verschiedenen Dampfturbinen-Bauteile bilden.
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