Effiziente Funktionalisierung von 3D-geformten Dünngläsern, Teilvorhaben: Entwicklung von Glasumform- und Laserstrukturierprozessen

Description: Ziel des Verbundvorhabens EffF3D ist die Entwicklung einer effizienten Prozesskette zur Massenfertigung von komplex geformten und funktionalisierten Dünngläsern (Glasdicke kleiner als 3 mm) basierend auf nicht-isothermen Umformprozessen. Im Vergleich mit den etablierten Prozessketten ist die vorgeschlagene in der Lage, den Energieeinsatz um 67% und dadurch anteilig den CO2-Ausstoß um 63% zu reduzieren. Durch die hohe Marktdurchdringung des Dünnglases wurde allein in der Unterhaltungsbranche 2019 ein Marktvolumen von 1,37 Milliarden Dünngläsern (Absatz Smartphones weltweit) adressiert. Dazu kommen weitere 75 Millionen Dünngläser im Jahr 2019 aus dem Automobilbau, Sensorik und Architektur. Von diesen Dünngläsern sind etwa 70% mit Funktionsschichten oder -strukturen (Haptik, Hydrophobie, Antireflexion, etc.) versehen. Die Funktionalisierung wird heutzutage entweder über Ätzverfahren mit umweltgefährdenden Stoffen oder durch strukturierte Formeinsätzen mit geringer Werkzeugstandzeit eingebracht. Das Verbundvorhaben ‘EffF3D’ erforscht die vorgelagerte Funktionalisierung der Glasrohlinge durch Laserstrukturierung mit anschließendem nicht-isothermen Glasumformprozess. Die nicht-isotherme Glasumformung steigert, aufgrund hoher Werkzeugstand- und Taktzeiten die Material- und Ressourceneffizienz gegenüber konkurrierenden Formgebungsverfahren. In einer ersten Abschätzung der neuartigen Prozesskette wird der Massenmarkt mit einem prognostizierten Stückpreis zwischen 3 € und 4 € erreicht, bei der oben genannten Erhöhung der ökologischen Verträglichkeit.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Smartphone ? CO2-Emission ? Fahrzeugbau ? Umweltchemikalien ? Architektur ? Energieverbrauch ? Sensorische Bestimmung ? Umweltverträglichkeit ? Ressourceneffizienz ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2022-09-01 - 2025-08-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Development of glass forming and laser structuring processes
  Description: The aim of the EffF3D joint project is to develop an efficient process chain for the mass production of complexly shaped and functionalized thin glasses (glass thickness < 3 mm) based on non-isothermal forming processes. Compared to established process chains, the proposed one is able to reduce energy use by 67% and thereby proportionally reduce CO2 emissions by 63%. Due to the high market penetration of thin glass, a market volume of 1.37 billion thin glasses (sales of smartphones worldwide) was addressed in the entertainment industry alone in 2019. This is in addition to another 75 million thin glasses in 2019 from the automotive, sensor, and architecture sectors. Of these thin glasses, about 70% have functional layers or structures (haptics, hydrophobicity, anti-reflectivity, etc.). Nowadays, the functionalization is introduced either by etching processes with environmentally hazardous substances or by structured mold inserts with low tool life. The joint project 'EffF3D' investigates the upstream functionalization of glass blanks by laser structuring followed by a non-isothermal glass forming process. Non-isothermal glass forming increases material and resource efficiency compared to competing forming processes due to high tool life and cycle times. In a first estimation of the novel process chain, the mass market is reached with a predicted unit price between 3 € and 4 €, with the above mentioned increase in ecological compatibility. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1126218

Status

Aktiv

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