Erforscht wird die Dynamik feuchter Granulate, etwa feuchter Sand oder feuchte Böden. Es wird mit experimentellen, analytisch-theoretischen und numerischen Methoden versucht, die elementaren Mechanismen zu verstehen, die hinter Erdrutschen und Dünenwanderung, aber auch Wasserhaltefähigkeit von sandigen Böden, am Werk sind.
Partikeldämpfer sind einfach zu bauende passive Dämpfungselemente. Hierbei werden Behältnisse mit granularen Partikel befüllt und an die schwingende Struktur angebracht oder darin integriert. Aufgrund der Schwingungen werden die Partikel in Bewegung versetzt und durch Reib- und Stoßvorgängen zwischen den Partikeln wird Energie dissipiert. Dies sind nichtlineare Effekte die zu einem hoch nichtlinearen Verhalten der Partikeldämpfer führen können. Partikeldämpfer sind einfach anzuwenden, auch bei schon existierenden Maschinen. Es konnte gezeigt werden, dass diese Dämpfer mindestens so effektiv wie andere Dämpfungsmethoden sein können. Die Mechanismen der Energiedissipation sind nicht auf eine einzelne Frequenz beschränkt sondern wirken über einen breiteren Frequenzbereich. Darüber hinaus sind Partikeldämpfer sehr anpassungsfähig, beispielsweise durch verschiedene Formen und Größen des Dämpferbehältnisses, der Anzahl der Partikel oder durch verschiedene Materialien. Die numerischen und experimentellen Analysen aus der ersten Projektphase haben gezeigt, dass der Großteil der dissipierten Energie durch Partikelstöße entsteht. Deshalb sollte die Stoßzahl so klein wie möglich sein, damit eine möglichst große Menge an Energie dissipiert. Um eine möglichst große Übertragung von kinetischer Energie der schwingenden Struktur auf die Partikel zu ermöglichen, sind schwere, metallische Partikel wie Stahl, Messing oder Wolfram zu bevorzugen. Für diese Materialien haben FE Simulationen gezeigt, dass die Stoßzahl für Partikel-Partikel Stöße recht hoch ist und somit die Menge an dissipierter Energie limitiert ist. Ein Weiterer großer Nachteil bei der Benutzung von metallischen Partikeln für Partikeldämpfer ist die Erzeugung von nicht unerheblichem Lärm durch die Partikelstöße. Es gibt bereits erste Versuche von Partikeldämpfern mit polymeren Granulaten. Allerdings wird aufgrund der geringeren Partikelmasse eine geringere Dämpfung der Struktur erzielt. Das Forschungsziel ist die Weiterentwicklung einer simulationsbasierten Entwicklungsmethode von verteilten Partikeldämpfern für die passive Schwingungsdämpfung von Leichtbaustrukturen und -maschinen. Dieses Projekt hat dabei das Ziel komplett neue hybride Partikeldämpfer zu entwickeln und zu bewerten. Dadurch werden weitere Freiheitsgrade bezüglich des Designs geschaffen, indem verschiedene Materialien verwendet werden und somit die Masse der Partikel und die Stoßzahl einzelner Partikelkollisionen teilweise entkoppelt voneinander sind. Hierbei sollte ein schweres metallisches Partikel mit einem viskoelastischen Material mit hoher Dämpfung gepaart werden. Durch diesen Ansatz entsteht eine komplett neue Designphilosophie, um kleine Partikeldämpfer zu erhalten, welche deutlich mehr Energie dissipieren als vergleichbare homogen Partikeldämpfer mit ähnlicher Masse. Als Nebeneffekt wird zudem erwartet, dass diese hybriden Partikeldämpfer deutlich geräuschärmer als die klassischen Partikeldämpfer sind.
Das Gesamtziel dieses Projektes besteht im Aufbau einer Pilotanlage zur Herstellung von Dämmstoffen auf Basis von Buchenholz sowie der begleitenden Forschungsaktivitäten. In der geplanten Anlage sollen aus Buchenholzfasern flexible Dämmstoffe (Dämmstoffmatten und Holzschäume bzw. Granulate) als Füllstoff für Hohlziegel (lochbildabhängig und lochbildunabhängig) hergestellt werden.
Die NL4P Compounding GmbH wurde im Februar 2014 zum Recycling von Kunststoffprodukten gegründet. Bei der Produktion von Klebefolien fallen jährlich tausende Tonnen Kunststoffreste an. Diese konnten bisher auf Grund des hohen Klebstoffanteils nur thermisch verwertet (Stand der Technik) und nicht stofflich wiederaufbereitet werden. Ziel des Vorhabens ist es, im Recyclingprozess den Klebstoff von den Kunststoffresten zu separieren und ein homogenes Granulat zu erhalten, welches erneut in die Kunststoffproduktion eingebracht werden kann. Die technische Innovation des Projekts besteht darin, mehr als 20 verschiedene mechanische, werkstoffliche und thermische Prozessschritte erstmalig miteinander zu kombinieren. Zunächst werden die Folienreste zerkleinert. Danach wird auf die porösen Materialklumpen ein Klebkraft reduzierender Stoff aufgetragen. Die Folienklumpen werden erhitzt. Der Kleber beginnt sich aufzuspalten (cracken) und zu entgasen. Die sich dabei bildenden Agglomerate werden abgekühlt und durch Gebläse von Feingut und Staub befreit. Im Extruder wird das Agglomerat vollständig aufgeschmolzen und homogenisiert. Zum Schluss wird der geschmolzene Kunststoff kontinuierlich durch eine Lochmatritze gepresst und von rotierenden Messern abgeschnitten. Das Re-Granulat wird zuerst im Wasserbad, danach im Luftstrom gekühlt und in Big-Bags verpackt. Dieses Verfahren soll für die Kunststoffe Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyethylenterephtalat (PET) eingesetzt werden. Mit dem Vorhaben werden 4.500 Tonnen Kunststofffolien nicht in die Verbrennung gegeben, sondern einer stofflichen Verwertung zugeführt. Im Vergleich zum Stand der Technik reduzieren sich die CO 2 -Emissionen dadurch um nahezu 85 Prozent. Die absolute CO 2 -Reduzierung beträgt 3.870 Tonnen pro Jahr. Das innovative Verfahren könnte bei erfolgreichem Projektverlauf für Klebefolien aller Art Anwendung finden. Das Vorhaben trägt zur stofflichen Verwertung von klebestoffhaltigen Folienresten und damit zum Ressourcen- und Klimaschutz bei.
Branche: Chemische und pharmazeutische Erzeugnisse, Gummi- und Kunststoffwaren
Umweltbereich: Klimaschutz
Fördernehmer: NL4P Compounding GmbH
Bundesland: Nordrhein-Westfalen
Laufzeit: seit 2016
Status: Laufend
Das Gesamtziel dieses Projektes besteht im Aufbau einer Pilotanlage zur Herstellung von Dämmstoffen auf Basis von Buchenholz sowie der begleitenden Forschungsaktivitäten. In der geplanten Anlage sollen aus Buchenholzfasern flexible Dämmstoffe (Dämmstoffmatten und Holzschäume bzw. Granulate) als Füllstoff für Hohlziegel (lochbildabhängig und lochbildunabhängig) hergestellt werden.