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Anforderungen an die Behandlung spezifischer Elektroaltgeräte unter Ressourcen- und Schadstoffaspekten

Am 24.10.2015 trat das novellierte ElektroG 2 in Kraft. Mit dem § 24 (2) wurde die Bundesregierung ermächtigt, weitergehende Anforderungen an die Behandlung von Elektroaltgeräten festzulegen. Zur Schaffung einer Grundlage für eine solche Verordnung hat das Umweltbundesamt die vorliegende Studie in Auftrag gegeben. Gegenstand dieser Studie ist die Betrachtung verschiedener Geräte, Bauteile und Stoffe, namentlich sind dieses Leiterplatten, Flachbildschirme, Kunststoffe und Photovoltaikmodule. Die Effektivität der aktuellen Behandlungsverfahren hinsichtlich Ressourcen- und Schadstoffaspekten soll untersucht werden. Dazu werden in erster Linie Literaturrecherchen und -auswertungen sowie Interviews mit verschiedenen Unternehmen entlang der Entsorgungskette durchgeführt. Bei Bedarf wird diese Vorgehensweise durch technische Untersuchungen und chemische Analysen ergänzt. Insgesamt sollen die Ergebnisse die Ableitung spezifischer konkreter Behandlungsempfehlungen ermöglichen. Quelle: Forschungsbericht

Stoffstroeme bei der Herstellung von Leiterplatten

Das Projekt "Stoffstroeme bei der Herstellung von Leiterplatten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt, Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) durchgeführt. Ziel des Vorhabens war die Aufklaerung der Stoffstroeme bei der Herstellung von Leiterplatten, insbesondere die mengenmaessige Erfassung der Einsatzstoffe, die prozessbedingten Stoffumwandlungen sowie der Verbleib dieser Stoffe bei den einzelnen Produktionsschritten. Der Stofffluss des eingesetzten Kupfers wurde dabei genauer untersucht. Fuer das Jahr 1993 konnten detaillierte Mengenangaben entwickelt werden. Fuer die Herstellung von 4,7 Mio m2 fertigen Leiterplatten wurden 15.000 t Basismaterial und 5000 t Kupfer eingesetzt. Auf den fertigen Platten verbleiben nur 30-40 Prozent des eingesetzten Kupfermaterials. Wichtigster Abfallstrom sind die kupferhaltigen Aetzloesungen (ca. 45 Prozent des eingesetzten Kupfers). Internes Recycling findet nicht statt, da die Qualitaet des elektrolytisch zurueckgewonnenen Kupfers nicht hoch genug ist fuer einen Wiedereinsatz.

Innovatives Kreislaufverfahren zum Ätzen von Leiterplatten

Das Projekt "Innovatives Kreislaufverfahren zum Ätzen von Leiterplatten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EUT Eilenburger Elektrolyse- und Umwelttechnik GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Bei der Fertigung von Leiterplatten werden die Strukturen mittels geeigneter Ätzlösungen aus dem kupferbeschichteten Basismaterial herausgeätzt. Bei Verwendung einer Kupferchlorid-Salzsäure-Ätzlösung bestehen Defizite hinsichtlich einer umweltfreundlichen und rentablen Recyling-Technik. Außerdem geht der Trend in der Leiterplattentechnik zu immer feineren Strukturen (Mikrofeinstleiter), die mit der Kupferchlorid-Ätztechnik nicht mehr wirtschaftlich herstellbar sind. Deshalb bestehen für das neu zu entwickelnde Recycling-Ätzverfahren die folgenden Zielstellungen: - Durch höhere erreichbare Ätzgeschwindigkeiten bei verbesserter Flankensteilheit sollen besonders feine Leiterplattenstrukturen rationeller und in besserer Qualität herstellbar sein - Im geschlossenen Kreislauf soll das eingelöste Kupfer elektrolytisch rückgewonnen und das Ätzmittel reoxidiert werden, so dass Abfälle vermieden und Chemikalien eingespart werden können. Fazit Die in der Aufgabenstellung vorgesehene Zielstellung für das Projekt wurde in allen wesentlichen Punkten erfüllt. Darüber hinaus wurden neue innovative Lösungen für die Regenerations-Elektrolyse entwickelt und erprobt sowie Vorschläge zur ökologischen und ökonomischen Weiterentwicklung gemacht. Für eine künftige Markteinführung ist es erforderlich, die Erprobung unter Produktionsbedingungen in einer beim Projektpartner ILFA zu errichtenden Pilotanlage durchzuführen. Diese Pilotanlage könnte gleichzeitig als Referenzanlage für die künftige Markteinführung genutzt werden.

Recycling von Leiterplattenmaterialien

Das Projekt "Recycling von Leiterplattenmaterialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Maschinen- und Anlagenbau Leipzig, Niederlassung Eilenburg durchgeführt. Es sollen kostenguenstige Behandlungsverfahren fuer verschiedene Leiterplattenmaterialien entwickelt werden. Zielstellung im Hinblick auf das Kreislaufwirtschaftsgesetz ist die weitestgehende stoffliche Wiederverwertung der im Ergebnis der Behandlung entmetallisierten Leiterplattenmaterialien. Fuer das recycelte Leiterplattenmaterial werden in Abhaengigkeit vom moeglichen Anwendungsgebiet Anforderungen erarbeitet. Mit bestimmtem Leiterplattenmaterial wurden durch spezifische Behandlung und Einsatz von Modifikatoren bei der Compoundierung mit Polymeren Festigkeitssteigerungen nachgewiesen.

Forschungsschwerpunkt Elektromagnetische Vertraeglichkeit

Das Projekt "Forschungsschwerpunkt Elektromagnetische Vertraeglichkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Oldenburg,Ostfriesland,Wilhelmshaven, Fachbereich Elektrotechnik durchgeführt. Zielsetzung: Ziel des Forschungsvorhabens war es unter anderem, fuer Stoeremissionsmessungen und Stoerfestigkeitspruefungen die offene unsymmetrische Streifenleitung und die geschlossene TEM-Zelle fuer ihren Einsatz entsprechend den heutigen EMV-Anforderungen weiter zu entwickeln und zu optimieren. Weiterhin sollte fuer die lokale Erfassung der Stoeremission, insbesondere von Leiterplatten, ein geeignetes Messverfahren entwickelt und Designregeln zum Entwurf von Leiterplattenlayouts erstellt werden. Auf dem Gebiet der leitungsgebundenen Stoergroessen war es das Ziel Netzrueckwirkungen von elektrischen/elektronischen Verbrauchern zu erfassen und zu klassifizieren und ihre Wirkung an unterschiedlichen Netzimpedanzen aufzuzeigen. Ferner sollte vor allem das Stoerverhalten von Lasten bei Speisung mit steilflankigen pulsweitenmodulierten Spannungspulsen untersucht werden. Forschungsergebnis: Durch verschiedene Massnahmen, insbesondere das Einbringen von Absorbern, konnte das Feld innerhalb der Streifenleitung so homogenisiert werden, dass eine Erweiterung des nutzbaren Frequenzenbereichs bis ueber 1 GHz ermoeglicht wurde. Gleichzeitig konnte bewiesen werden, dass die Streifenleitung auch fuer Stoeremissionsmessungen kleiner Prueflinge geeignet ist und dass sich eine gute Korrelation gegenueber dem im Normmessverfahren (Freifeld) erzielten Messwerten ergibt. Bei der TEM-Zelle fuehrte der alleinige Einsatz von Pyramidenabsorbern im Knickbereich der Zelle zu einer Erweiterung des nutzbaren Frequenzenbereichs bis 1 GHz. Weiterhin wurde das rechnergesteuerte Messsystem 'ES 200' zur Erfassung von Stoerquellen auf Leiterplatten und der Leckstrahlung von Geraetegehaeusen entwickelt. Nach einer Voruntersuchung, bei der das Stoerspektrum breitbandig in der offenen Streifenleitung oder der TEM-Zelle aufgenommen wurde, wird eine rasterfoermige Abtastung des Messobjektes mit einer Nahfeldsonde durchgefuehrt. Die von der Sonde erfassten Stoersignale werden einem Messempfaenger oder Spektrumanalysator zugefuehrt. Ein Steuerrechner regelt sowohl die Sondenfuehrung als auch die Verarbeitung und Speicherung der Messwerte. Die Netzrueckwirkungen wurden getrennt nach Oberschwingungsbeanspruchung und Spannungsschwankungen (Flicker) untersucht. In diesem Zusammenhang wurde massgeblich an der Erarbeitung der Netzvertraeglichkeitsrichtlinie fuer Winterenergieanlagen mitgewirkt. Fuer die Erfassung von Oberschwingungsanteilen in Strom und Spannung wurde ein auch mobil einsetzbares, ein- und dreiphasiges, PC gestuetztes Messsystem entwickelt. Fuer die messtechnische Langzeituntersuchung an Windenergieanlagen wurde eine spezielle Auswerte- und Darstellungssoftware unter LabWindows erarbeitet. Weiterhin konnte in dem Forschungsvorhaben das Auftreten von zwischenharmonischen Frequenzanteilen im Netzstrom theoretisch begruendet und praktisch nachgewiesen werden.

Teilvorhaben 2: Entwicklung von Schaeumungsmitteln und Blends

Das Projekt "Teilvorhaben 2: Entwicklung von Schaeumungsmitteln und Blends" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Lehmann & Voss & Co. KG durchgeführt. Chemische Treibmittel erlauben die Herstellung von Schaeumen aus einer Vielzahl von Polymeren. Fuer die Verschaeumung von Hochtemperaturthermoplasten werden neue chemische Treibmittel benoetigt, deren Zersetzungs- bzw. Verarbeitungstemperatur hoch genug liegt, um vorzeitige Zersetzung in der Einzugszone des Extruders zu vermeiden. Dazu ist der Einsatz von bisher wenig oder gar nicht als Treibmittel verwendeten Substanzen zu pruefen und eine geeignete Form der Dosierung, etwa als Masterbatch, zu entwickeln. Hierfuer sind geeignete Traegermaterialien zu untersuchen. Da eine extrem starke Gewichtsreduzierung (auf 10 Prozent) angestrebt wird, werden auch physikalische Verschaeumungsmethoden geprueft. Sie erlauben oftmals staerkere Dichtereduzierung, erfordern aber in der Regel Nucleierungsmittel, um eine feine Schaumstruktur zu erzielen. Neben feinteiligen Substanzen (z.B. Talkum) sind chemische Treibmittel besonders gut als Nucleierungsmittel geeignet. Das vorliegende Teilprojekt umfasst die Entwicklung von chemischen Treibmitteln, die entweder allein oder als Nucleierungsmittel fuer physikalische Treibmittel fuer die Verschaeumung von Hochtemperaturthermoplasten geeignet sind.

Regenerierung von ammoniakalischen Ätzlösungen

Das Projekt "Regenerierung von ammoniakalischen Ätzlösungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ruwel GmbH, Werk Geldern durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens der Ruwel AG aus dem nordrhein-westfälischen Geldern werden Platinen emissionsfrei und in einem geschlossenen Kreislauf durch Ätzen von Kupfer befreit. In der Leiterplattenherstellung ist das Ätzen ein zentraler Fertigungsschritt. Bislang reicherte sich das von der Platine abgelöste Kupfer in der Ätzlösung an. Ab einem bestimmten Punkt war die Lösung unbrauchbar und musste erneuert werden. Das entfällt künftig ebenso wie die aufwändige Aufbereitung dieser Lösung durch spezialisierte Verwertungsbetriebe, die lediglich den Kupferanteil zurückgewonnen haben. Die übrigen Komponenten, darunter insbesondere Ammoniak, mussten umweltbelastend entsorgt werden. Die hiermit verbundenen Gefahrguttransporte sind künftig nicht mehr erforderlich. Ziel des Vorhabens ist es, Spülwasser und Abluft in die Kreislaufführung zu integrieren, um Schadstoffemissionen zu vermeiden und zugleich die Wertstoffe wieder nutzbar zu machen. Daneben erhöht das neue Verfahren die Prozessstabilität und damit die Qualität der Leiterplatten. Zugleich sinken die Fertigungskosten. Das bedeutet einen erheblichen Wettbewerbsvorteil.

Halogenfreie, flammgeschützte Materialien für die Elektronik der Zukunft: Entwicklung von thermoplastischen Leiterplatten als Beitrag zur Kreislaufwirtschaft - Teilvorhaben 2: Schäumungs- und Treibmittel

Das Projekt "Halogenfreie, flammgeschützte Materialien für die Elektronik der Zukunft: Entwicklung von thermoplastischen Leiterplatten als Beitrag zur Kreislaufwirtschaft - Teilvorhaben 2: Schäumungs- und Treibmittel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Lehmann & Voss & Co. KG, Betrieb Hamburg-Wandsbek, Produkentwicklung Treibmittel durchgeführt. Ziel ist die Weiterentwicklung von chemischen Treibmitteln und Nukleierungsmitteln für die Verschäumung von Hochtemperaturthermoplasten. Ausgehend von den in der Vorbereitungsphase erreichten Ergebnissen steht in der jetzt beantragten Qualifizierungsphase die Verringerung der durchschnittlichen Porengröße des PEI-Schaumextrudats von ca. 30-50mym auf möglichst 10mym im Mittelpunkt. Die geplanten Arbeiten können in drei Arbeitspakete unterteilt werden: 1.) Auswahl feinster Nukleierungsmittel und Bereitstellung in Masterbatchform; 2.) Optimierung des Trägermaterials von LUVOPOR 9623 für die Verwendung in PEI und ggf. in PES und PPS; 3.) Kombination von Treib- und Nukleierungsmittel in einem Masterbatch, ggf. in unterschiedlichen Zusammensetzungen Die Erfolgsaussichten werden in der gemeinsamen Vorhabensbeschreibung der Verbundpartner beschrieben.

Teilvorhaben 7: Aufbau und Test von elektronischen Musterschaltungen

Das Projekt "Teilvorhaben 7: Aufbau und Test von elektronischen Musterschaltungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KEW Konzeptentwicklung GmbH durchgeführt. Im Projekt sollen thermoplastische Leiterplatten auf der Basis von geschaeumten Hochtemperatur- Thermoplasten entwickelt werden. In das Konzept werden weiterhin Folienleiterplatten integriert, um somit den Aufbau von hochintegrierten Schaltungen mit Multilayer auf der gleichen Materialbasis zu ermoeglichen. Ferner sollen Kabel und elektromechanische Komponenten aus dem selben Werkstoff integriert werden. Die erwarteten technischen Vorteile des Konzeptes liegen in einer Gewichtsreduktion der Leiterplatten und in verbesserten Eigenschaften bei Hochfrequenzanwendungen. Es wird eine universelle Uebertragbarkeit auf eine Vielzahl elektronischer Anwendungen wie Konsumelektronik, Informations- und Kommunikationselektronik oder Automobilelektronik angestrebt. Spezielle Aufgabe der KEW Konzeptentwicklung GmbH sind der Aufbau und der Test verschiedener Demonstratoren. Der Aufbau und Test der Versuchsaufbauten, insbesondere der Automobilapplikation in enger Kooperation mit der Firma Lear, kann von uns durchgefuehrt werden.

Recycling von Elektronikschrott

Das Projekt "Recycling von Elektronikschrott" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Karlsruhe,Hochschule für Technik, Fachbereich Mechatronik durchgeführt. 1. Untersuchung der Recyclebarkeit von hybridintegrierten Schichtschaltungen und Erstellung einer tabellarischen Uebersicht ueber umweltgerechte Bauelemente und Stoffe zur Herstellung einfach recylebarer hybridintegrierter Schichtschaltungen. 2. Untersuchung von Moeglichkeiten zur Herstellung von Leiterplatten aus biologischen Materialien.

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