Hochbeanspruchte Kleinquerschnitte aus Holz, wie beispielsweise Sport-, Spiel- und Therapiegeräte, Hälse von Musikinstrumenten, Leitern, Werkzeugstiele sowie Bauteile in Stabwerken verlangen nach einem hohen Widerstand gegen statische und dynamische Belastungen, wobei der Querschnitt möglichst geringe Dimensionen aufweisen sollte. Die Zielstellung des Forschungsvorhabens ist die Herstellung und Entwicklung eines Verbundwerkstoffs, bestehend aus Holz und Faser-Kunststoff-Verbunden, bei dem der Querschnittsanteil hauptsächlich aus Holz besteht. Der Fokus liegt dabei auf die Bewehrung von kleinen Holzquerschnitten, deren Abmessungen aufgrund höherer Beanspruchung nicht vergrößert werden können, da eine entsprechend sichere Handhabung nicht mehr gewährleistet ist. Zur Lösung der Aufgabenstellung soll eine neuartige technologische Verfahrensweise (Harzinfusion) im Prototypenmaßstab entwickelt werden, bei der die Verstärkung der Holzkleinquerschnitte in einem Einstufenverfahren erfolgt. Hierbei wird der Faser-Kunststoff-Verbund im/ am Holzquerschnitt hergestellt und gleichzeitig mit diesem verklebt. Der Werkstoffverbund bietet eine ökologische Alternative gegenüber Metallen und reinen Kunststoffen. Das Forschungsprojekt gliedert sich in drei wesentliche Hauptpunkte, die parallele und sich gegenseitig beeinflussende Untersuchungen erfordern: - Entwicklung einer Technologie zur Herstellung der Werkstoffverbunde auf der Basis von Holzquerschnitten und Faser-Kunststoff-Verbunden mithilfe des geplanten Einstufenverfahrens, - Entwicklung des Werkstoffverbunds hinsichtlich differenzierter Beanspruchungen speziell für statisch und dynamisch hochbeanspruchte Kleinquerschnitte aus Holz und Faser-Kunststoff-Verbunden, - Entwicklung eines numerischen Simulationsmodells zur Bemessung von Bauteilen entsprechend der Beanspruchungen im Einsatz, in Abhängigkeit von der eingesetzten Verstärkungsfaser (Kohlenstofffaser, Basaltfaser).
Im Projekt SOLGEL-PV soll der Einsatz von Sol-Gel-Materialien auf Solarzellenebene in der Silizium-Photovoltaik anhand dreier Anwendungsbeispiele evaluiert werden. Dabei handelt es sich um drei komplementäre Musteranwendungen: Eine in eine Sol-Gel-Schicht eingeprägte Struktur zur Optimierung der Lichteinkopplung in die Solarzelle; eine leitfähige Sol-Gel-Schicht zur Erhöhung der Spiegelgüte und Metallhaftung bei rückseitigen passivierten Kontakten und eine transparente, leitfähige Verklebung von Einzelsolarzellen zur Realisierung Silizium basierter Tandemsolarzellen. Der Aufbau von Anlagen- und Prozesstechnik mit der Zielstellung, starre Substrate mit widerstandsfähigen Oberflächen in einem industrietauglichen Prozess auszustatten, wird im Rahmen dieses Forschungsvorhabens realisiert. Dabei ist es entscheidend, dass die Härtungsprozesse der eingesetzten Sol-Gele so angepasst werden, dass sie zu einer industriellen Prozessführung passen. Ziel des Projektes ist es, eine effiziente, rollenbasierte kontinuierliche Fertigungstechnik aufzubauen, mit der Wafer parallel prozessiert werden können.
TP3a: Das Aufkommen von Laubholz wird in Zukunft aufgrund eines Waldumbaus stetig zunehmen. Die deutsche Sägeindustrie ist allerdings auf Nadelholz spezialisiert. Bei den Laubhölzern findet vor allem das hochwertige Stammholz von Wertlaubholz Absatz. Geringwertige Sortimente und Durchforstungsmaterial werden vor allem als Brennholz verkauft oder verbleiben im Wald. Das Teilprojekt soll sich auf die Wertschöpfungskette 'Stammholz-Holzprodukte' richten und hat als Ziel, geringwertiges Stammholz verschiedener Baumarten wie Eiche, Esche, Ahorn und Birke einer hochwertigen Nutzung zuzuführen. TP3b:Im Forschungsprojekt werden neue, innovative und marktfähige Dämmplatten auf Basis von bisher kaum genutzten Laubholzfasern (Buche, Esche, Birke) entwickelt bzw. in die bestehenden Produktionsprozesse integriert. Dazu werden vom Fraunhofer-Institut für Holzforschung (WKI) unter Variation der Aufschlussbedingungen erzeugte Fasern morphologisch charakterisiert und daraus Dämmplatten hergestellt sowie deren Eigenschaften untersucht. Ausgewählte Plattenvarianten werden mit Brandschutzmittel ausgerüstet und hinsichtlich ihrer Schimmelpilzresistenz getestet TP3a: Das Teilprojekt 3a ist in 5 Arbeitspakete unterteilt. Zu Beginn wird eine Wertschöpfungskettenanaylse durchgeführt auf die in den folgenden Arbeitspaketen Bezug genommen wird. Anschließend werden Teilelemente der Wertschöpfungsanaylse wie Einschnitt, Trocknung und Längsverklebung für die geringwertigen Laubholzsortimente genauer untersucht. TP3b:Vom WKI hergestellte Fasern werden untersucht und die Schüttdichte bestimmt. Im Anschluss werden Faserdämmplatten verschiedener Dichte aus Nadel- und Laubholzfasern mit verschiedener Bindemitteltypen und -mengen hergestellt und deren Eigenschaften bestimmt. Ausgewählte Plattenvarianten werden mit zwei wasserbasierten Brandschutzmitteln ausgerüstet und das Brandverhalten ermittelt. Außerdem wird die Resistenz gegen Schimmelpilzbefall evaluiert.
DFWind Phase 1 dient zur Vorbereitung der forschungstechnischen Ertüchtigung der vom Nds. MWK geförderten Basisinfrastruktur. Durch die angestrebte Ausstattung sowie die multidisziplinäre Erfahrung der beteiligten Partner soll eine in dieser Kombination bislang weltweit einzigartige Basis zur ganzheitlichen Erforschung und Weiterentwicklung der Windenergiegewinnung und -nutzung geschaffen werden. Ausarbeitung der forschungstechnischen Basisinstrumentierung der Windenergieanlagen und Spezifikation der experimentellen Anlagenregelung. Entwicklung einer Datenerfassung für das Verbundprojekt. Aufbau von Messgeräten zur Erfassung von Wind, Turbulenz, Temperatur und Feuchte (niederfrequente Profil- und Windfeldmessungen, hochfrequente Punktmessungen). Aufbau von akustischer Messtechnik. Vorbereitung eines Systems zur Überwachung der Herstellung der Rotorblätter. Aufbau eines Structural Health Monitoring Systems zur Schadenserkennung an Rotorblättern und Vorbereitung zu deren aerodynamischer Vermessung. Aufbau eines Subkomponentenprüfstands zum Vorbereiten der Gesamtstrukturtests und der strukturellen Bewertung der Klebschichten in Rotorblättern.
Gesamtziel des Vorhabens ist die Erforschung des Klebfügens metallischer Bipolarplatten für PEM-Brennstoffzellen unter den besonderen Anforderungen des automobilen Betriebs, um eine technologische und wirtschaftliche Alternative zum heute etablierten Laserschweißprozess aufzuzeigen. Das ifs erarbeitet und begleitet innerhalb des Projektes die Entwicklung und Untersuchung der Vorbehandlungs- bzw. Beschichtungstechnologie der Substrate, die Klebstoffformulierung und Klebstoffapplikation sowie alternative Schweißprozesse. Dabei fließen vor allem die umfangreichen Erfahrungen des Institutes hinsichtlich der Formulierung und Applikation von Klebstoffen unter Berücksichtigung der besonderen Ansprüche im Bereich der Elektromobilität in das Projekt mit ein. Durch intensive wissenschaftliche Arbeiten und langjährige Tätigkeiten in öffentlich geförderten sowie Industrieprojekten im Bereich Fügetechnologie besitzt das Institut eine Ausstattung, die zur Bearbeitung nahezu aller fügetechnischen Fragestellungen geeignet ist. Hierzu zählen umfassende Methoden zur Vorbehandlung, chemische und physikalische Analytik und Applikationstechnik sowie diverse Schweißanlagen. Das Institut wird neben dem Kleben alternative Schweißtechniken wie das Elektronenstrahlschweißen untersuchen, mit dem Laserschweißprozess vergleichen und so einen geeigneten Benchmark für das Klebfügen zu liefern.
Es soll ein geeignetes Fügeverfahren zur kostengünstigen stoffschlüssigen Verbindung elektrisch leitfähiger Bipolarplatten-Filz-Komponenten für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien entwickelt werden. Mit Hilfe wissenschaftlicher Methoden, ingenieurstechnischen Erfahrungswerten und der Expertise der beiden Komponentenhersteller werden geeignete Verfahren ausgewählt, analysiert und das vielversprechendste Verfahren zu einem industrietauglichen Herstellungsprozess weiterentwickelt und evaluiert. Zur Realisierung eines gezielten und fokussierten Auswahlprozess werden in einem ersten Schritt die erforderlichen Spezifikationen und Anforderungen in einem Lastenheft definiert. Mindestens zwei verschiedene stoffschlüssige Fügeverfahren sollen untersucht werden: Das Verkleben mit leitfähigem Klebstoff sowie das Fügen durch thermisches Verschmelzen. Die für die Umsetzung möglichen Prozessschritte und Methoden müssen in Hinblick auf ihre technische Machbarkeit und verfahrenstechnische Eignung hin getestet werden. Anschließend findet eine Auswahl jeweils einer Klebemethode sowie einer thermischen Fügemethode statt, welche bzgl. ihrer Prozessparameter untersucht und optimiert werden. Parallel dazu werden wichtige Parameter (Leitfähigkeit, Stabilität, Haftkraft etc.) charakterisiert. Die vielversprechendsten Verbundkomponenten werden in Stacks hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit und Stabilität im realen Redox-Flow-Batterie-Betrieb untersucht. Zudem werden parallel Konzepte entwickelt, wie die untersuchten Fügeverfahren in einem industriellen Fertigungsprozess umgesetzt werden könnten. Dazu werden neben verfahrenstechnischen Fragestellungen auch ökonomische Aspekte untersucht. Die Eignung der hergestellten Komponente für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien soll in einem Short-Stack über mindestens 500 Vollzyklen demonstriert werden. Zielmarke ist hierbei mindestens die Erreichung gleicher Performance- und Leistungsdaten klassisch verpresster Aufbauten.
Es soll ein geeignetes Fügeverfahren zur kostengünstigen stoffschlüssigen Verbindung elektrisch leitfähiger Bipolarplatten-Filz-Komponenten für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien entwickelt werden. Mit Hilfe wissenschaftlicher Methoden, ingenieurstechnischen Erfahrungswerten und der Expertise der beiden Komponentenhersteller werden geeignete Verfahren ausgewählt, analysiert und das vielversprechendste Verfahren zu einem industrietauglichen Herstellungsprozess weiterentwickelt und evaluiert. Zur Realisierung eines gezielten und fokussierten Auswahlprozess werden in einem ersten Schritt die erforderlichen Spezifikationen und Anforderungen in einem Lastenheft definiert. Mindestens zwei verschiedene stoffschlüssige Fügeverfahren sollen untersucht werden: Das Verkleben mit leitfähigem Klebstoff sowie das Fügen durch thermisches Verschmelzen. Die für die Umsetzung möglichen Prozessschritte und Methoden müssen in Hinblick auf ihre technische Machbarkeit und verfahrenstechnische Eignung hin getestet werden. Anschließend findet eine Auswahl jeweils einer Klebemethode sowie einer thermischen Fügemethode statt, welche bzgl. ihrer Prozessparameter untersucht und optimiert werden. Parallel dazu werden wichtige Parameter (Leitfähigkeit, Stabilität, Haftkraft etc.) charakterisiert. Die vielversprechendsten Verbundkomponenten werden in Stacks hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit und Stabilität im realen Redox-Flow-Batterie-Betrieb untersucht. Zudem werden parallel Konzepte entwickelt, wie die untersuchten Fügeverfahren in einem industriellen Fertigungsprozess umgesetzt werden könnten. Dazu werden neben verfahrenstechnischen Fragestellungen auch ökonomische Aspekte untersucht. Die Eignung der hergestellten Komponente für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien soll in einem Short-Stack über mindestens 500 Vollzyklen demonstriert werden. Zielmarke ist hierbei mindestens die Erreichung gleicher Performance- und Leistungsdaten klassisch verpresster Aufbauten.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 86 |
| Kommune | 2 |
| Land | 1 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 27 |
| Zivilgesellschaft | 9 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 85 |
| Text | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 1 |
| Offen | 85 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 82 |
| Englisch | 7 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 2 |
| Keine | 27 |
| Webseite | 58 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 56 |
| Lebewesen und Lebensräume | 42 |
| Luft | 51 |
| Mensch und Umwelt | 86 |
| Wasser | 34 |
| Weitere | 86 |