Das Projekt "Tribologisch aktive Maschinenelemente aus Biopolymeren und Reststoffen nachwachsender Rohstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Bereich Ingenieurwissenschaften, Institut für Naturstofftechnik, Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik durchgeführt. Das Ziel war die Entwicklung einer Auswahlmatrix von Werkstoffen auf Basis von Biopolymeren gefüllt mit Reststoffen, welche eine anwendungsorientierte Werkstoffwahl gestattet. Als Matrixpolymere kommen die Biopolymere PLA, CP und ein Bio-PE in Betracht, wobei als Referenzprodukt für den Abgleich der mechanischen und tribologischen Eigenschaften ein PP mit einbezogen wurde.
Der Fokus des Projektes lag auf der Ausweitung des Nutzungspotenzials von Biopolymeren. Diesbezüglich werden funktionale Anwendungen ergründet und technische Bauteile, welche mechanischen und tribologischen Belastungen unterliegen, untersucht. Durch die Variation der Natur- und Reststoffe sowie deren Anteilen können die Compounds und deren Produkte an die geforderten Eigenschaften angepasst werden.
Das Kooperationsprojekt wurde in einer Zusammenarbeit von zwei wissenschaftlichen Einrichtungen sowie zwei Industriepartnern durchgeführt.
Das Projekt "Schwingungsreduktion durch Energietransfer mittels Formadaption" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Chemnitz, Institut für Konstruktions- und Antriebstechnik, Professur Maschinenelemente und Produktentwicklung durchgeführt. Leichtbau ist eine der wesentlichen Aufgaben im Entwurfsprozess. Das Ziel ist dabei die Reduktion der Bauteilmassen um Kosten, Energie oder andere Ressourcen bei der Herstellung oder im Betrieb zu sparen. Jedoch sind leichte Strukturen auch anfällig für unerwünschte Schwingungen. Diese Schwingungen müssen daher häufig reduziert werden, um sowohl die Struktur als auch ihre Umgebung vor Schäden zu schützen und die Lebensdauer der Struktur zu erhöhen. Eine Schwingungsreduktion kann durch passive, semi-aktive oder aktive Maßnahmen erreicht werden. Dabei meint passiv, dass keine Energie von außen zugeführt werden muss, während semi-aktive und aktive Maßnahmen äußere Energie benötigen, um entweder die Dissipation zu kontrollieren oder der Schwingungsbewegung direkt entgegen zu wirken. Da aktive Maßnahmen meist nicht auf Dissipation beruhen, fallen sie nicht in den Bereich des ausgeschriebenen Schwerpunktprogramms und werden daher hier auch nicht weiter betrachtet. Auf dem Gebiet der passiven und semi-aktiven Maßnahmen gibt es zwei grundsätzliche Möglichkeiten zur Schwingungsreduktion, nämlich zum einen Dämpfung, was die Dissipation kinetischer Energie in eine andere Energieform meint, und zum anderen Tilgung, was den Transfer kinetischer Energie aus einer kritischen Mode in eine unkritische Mode bezeichnet. Der hier vorgeschlagene Zugang kombiniert die Konzepte der Dämpfung und der Tilgung in neuartiger Weise, indem die Funktionalität eines gedämpften Tilgers in eine formadaptive Struktur integriert wird. Durch dynamische Adaption der Steifigkeit einer schlanken, balkenartigen Struktur durch Formadaption des Querschnitts soll kinetische Energie aus den kritischen, tieffrequenten Biegemoden in eine speziell entworfene, hochfrequente Tilgermode übertragen werden, um dort dann optimal gedämpft zu werden. Das optimale Design des formadaptiven Mechanismus und der Tilgermode soll im Rahmen nachgiebiger Festkörpermechanismen erfolgen, während die optimale Dissipation durch angepasste Reibdämpfer realisiert werden soll.
Das Projekt "Schwingungs- und geräuschdämpfende Leichtbauelemente im Maschinenbau auf Basis von Konstruktionswerkstoffen aus Holz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Chemnitz, Institut für Allgemeinen Maschinenbau und Kunststofftechnik, Professur Fördertechnik durchgeführt. Gesamtziel des Vorhabens ist es, den Konstruktionswerkstoff Holz für Anwendungen im Maschinenbau und dabei die Vorteile durch eine gezielte Bauweise zu nutzen. Beabsichtigt sind Anwendungen z.B. in schnell laufenden Verarbeitungsmaschinen und Fördereinrichtungen, so dass die Bauteile aus Holzwerkstoffen nicht nur statischen Belastungen ausgesetzt sind, sondern auch dynamische Belastungen zu ertragen haben. Der nachwachsende Rohstoff Holz bietet im Maschinenbau die Möglichkeiten, tragende Bauteile nicht nur leichter, sondern auch schwingungsdämpfend zu gestalten. Nach Ermittlung der spezifischen Kennwerte des Holzes sind die entsprechenden Halbzeuge zu entwickeln, aus denen die neuen Trag- und Stützelemente für den Maschinenbau automatisch (CNC-Technik) gefertigt werden, Umsetzung erfolgt in Funktionsmustern. Die wirtschaftliche Bedeutung liegt in der Aufwertung der einheimischen Forstwirtschaft und der holzverarbeitenden Industrie mit der Erweiterung des bisher angebotenen Produktspektrums. Maschinen- und Anlagenhersteller können ihr Angebot erweitern und ökologisch vorteilhaftere Produkte anbieten, beim Anwender in der Grundstoffindustrie werden Kosten- und Wartungsaufwand minimiert.