Das Projekt "PROLEI - Prozesskette für das Fügen endlosfaserverstärkter Kunststoffe mit Metallen in Leichtbaustrukturen, Teilprojekt: Entwicklung und Erprobung eines hochdynamischen oszillierenden Scanmoduls zur effizienten Erzeugung großflächiger Strukturen mittels Laserstrahlung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: ARGES GmbH.Das Verbundprojekt wird neuartige Fügetechnologien mit Kunststoff-Metall-Hybridverbunden realisieren. Schwerpunkte bilden Prozesse zum laserbasierten Strukturieren von Fügeflächen und zum robotergeführten Fügen, die für den direkten Einsatz in der industriellen Prozesskette vorbereitet werden. Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung eines leistungsfähigen Scannersystems mit oszillierender Bahnführung zur Laserstrukturierung großer Freiformflächen. Dazu wird ein Kleinwinkelscanner in den Strahlengang des 3D Scansystems integriert. Dadurch soll eine Oszillationsbewegung generiert werden, die mit der X-Y Hauptrasterbewegung überlagert wird. Dies ermöglicht die Rastergeschwindigkeit des 3D-Scanners auszureizen und die Bearbeitungsfläche zu vergrößern. Die Ansteuerung des Oszillationsmoduls ermöglicht die Gestaltung von periodischen Strukturen durch Veränderung der Schwingrichtung und -frequenz.
Das Projekt "PROLEI - Prozesskette für das Fügen endlosfaserverstärkter Kunststoffe mit Metallen in Leichtbaustrukturen, Teilprojekt: Reibpressfügen und Vorbehandlung von Titan-Composite-Hybridbauteilen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Airbus Defence and Space GmbH.Im Bereich der Luftfahrt bedingt die mangelnde Verfügbarkeit angepasster Fügeprozesse oftmals eine nicht konsequente Umsetzung innovativer, massesparender Mischbauweisen. Daher wird in PROLEI der energieeffiziente und gut automatisierbare Fügeprozess des Reibpressfügens industrienah weiterentwickelt. Für eine maximierte Verbindungsfestigkeit ist eine angepasste Oberflächenstruktur der Fügepartner zu identifizieren, deren Haftungspotenzial durch eine optimierte Prozessführung und -regelung bestmöglich auszureizen ist. Mit dem Ziel die Verbundeigenschaften an die funktionellen Anforderungen anzupassen, werden die Mechanismen der Anbindung und die beeinflussenden Faktoren identifiziert. Hierzu zählen die Beschaffenheit der Fügeflächen und der Anpressdruck-/Temperaturverlauf während des Fügeprozesses. Besonderes Augenmerk liegt auf der Untersuchung der mittels der laserbasierten Oberflächenvorbehandlung erzielten Effekte hinsichtlich Reinigung, Strukturierung und Aktivierung. Bei Airbus bilden thematische Schwerpunkte das laserbasierte Strukturieren von Fügeflächen und das robotergeführte Direktfügen von sowohl thermoplastischen also auch duroplastischen faserverstärkten Kunststoffen, die durch den Aufbau angepasster Systemtechnik für den direkten Einsatz in der industriellen Prozesskette vorbereitet werden. Mittels der experimentellen Untersuchung der Anbindemechanismen soll ein vertieftes Verständnis zur Modifikation der Verbundeigenschaften geschaffen werden. Zusätzlich zu den technischen Arbeiten ist Airbus der Koordinator des Verbundprojekts.
Das Projekt "PROLEI - Prozesskette für das Fügen endlosfaserverstärkter Kunststoffe mit Metallen in Leichtbaustrukturen, Teilprojekt: Prozess- und Verbindungscharakterisierung direktgefügter Kunststoff-Metall-Hybridstrukturen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Paderborn, Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik.Durch die Erforschung angepasster Fügetechnologien findet im Forschungsprojekt PROLEI ein wesentlicher Beitrag zur Befähigung von Leichtbaustrukturen in Kunststoff-Metall-Mischbauweise statt. Besondere Schwerpunkte bilden dabei Prozesse zum robotergeführten Direktfügen von duroplastischen Kunststoffen, zum laserbasierten Strukturieren von Fügeflächen sowie zum roboterbasierten Reibpressfügen von Thermoplasten. Diese beiden Kunststoffarten werden durch den Aufbau angepasster Systemtechnik für den direkten Einsatz in der industriellen Prozesskette vorbereitet. Ein vertieftes Prozessverständnis wird über die simulationsbasierte Auslegung sowie mittels experimenteller Untersuchungen zu den wirkenden Bindemechanismen erzeugt. Im Teilvorhaben ‚Prozess- und Verbindungscharakterisierung direktgefügter Kunststoff-Metall-Hybridstrukturen' soll der Direktfügeprozess wissenschaftlich untersucht und die Verbundeigenschaften charakterisiert werden. Ein weiterer Bestandteil ist die Identifikation und Bewertung von Oberflächenvorbehandlungsverfahren. Zunächst soll der Direktfügeprozess im Labormaßstab erprobt und optimale Prozessparameter ermittelt werden. Es soll ein geeigneter Versuchsaufbau konzipiert, aufgebaut und in Betrieb genommen werden. Zudem sollen unterschiedliche Klebstoffsysteme für ihren Einsatz im Direktfügeprozess untersucht werden. Es werden Kleinproben unter Berücksichtigung verschiedener Prozessparameter gefügt, wobei sich u.a. eine nachgelagerte mediale Belastung bzw. Konditionierung anschließt. Die Erkenntnisse münden als grundlegende Vorarbeit im robotergeführten Prozess. Ein weiterer wichtiger Bestandteil ist die Ermittlung von Werkstoff- und Verbindungskennwerten, welche der Simulation der Bauteileigenschaften dienen.
Das Projekt "PROLEI - Prozesskette für das Fügen endlosfaserverstärkter Kunststoffe mit Metallen in Leichtbaustrukturen, Teilprojekt: Großflächige Laserstrukturierung gekrümmter Fügeflächen und funktionsspezifische Modifikation der Verbundeigenschaften" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften.Das Verbundprojekt PROLEI soll durch die Erforschung von großserientauglichen Fügeverfahren eine serienreife Produktion von Leichtbaustrukturen in Kunststoff-Metall-Mischbauweise ermöglichen. Besondere Schwerpunkte bilden dabei Prozesse zum laserbasierten Strukturieren, zum robotergeführten Direktfügen sowie zum roboterbasierten Reibpressfügen. Das Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) verfolgt im genannten Teilvorhaben zwei wesentliche Zielstellungen. Einerseits wird ein Laserstrukturierungsprozess zur Oberflächenvorbehandlung auf großen Freiform-Fügeflächen unter industrienahen Bedingungen qualifiziert. Andererseits wird auf Grundlage wissenschaftlicher Methoden eine Korrelation zwischen der Oberflächenbeschaffenheit und den daraus resultierenden Verbundeigenschaften ermittelt. Das Ergebnis ist eine für den jeweiligen faserverstärkten Kunststoff abgestimmte Metall-Oberflächenstrukturierung, welche die hochfeste Verbindung der Werkstoffe ermöglicht.
Das Projekt "PROLEI - Prozesskette für das Fügen endlosfaserverstärkter Kunststoffe mit Metallen in Leichtbaustrukturen, Teilprojekt: Fügen duroplastischer Prepregs in der Montagelinie" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Volkswagen AG.Durch die Erforschung angepasster Fügetechnologien findet im Forschungsprojekt ein wesentlicher Beitrag zur Befähigung von Kunststoff-Metall-Mischbauweisen statt. Die Volkswagen AG beschäftigt sich hierbei thematisch mit der lokalen, robotergestützten Hybridisierung von Stahlstrukturen mit duroplastischen Faserverbund-Patches und deren daraus einhergehenden Fragestellungen. Die wesentlichen Arbeitspakete sind wie folgt definiert o Auswahl zielführender Materialien für den Verstärkungsprozess o Definition der notwendigen Anlagentechnik und Modifizierung einer bestehenden Roboterzelle o gemeinsame Erarbeitung von zielführenden Oberflächenvorbehandlungen, Haftvermittlern in Zusammenhang mit der Definition zielführender Prozessparameter zur Bauteilhybridisierung o Hybridisierung des Technologiedemonstrator 'ebene Platte' für erste Charakterisierungen mit anschließender Prozessoptimierung o Lessons learned + Hybridisierung des Technologiedemonstrators 'Hutprofil' - Detaillierung der Anlagentechnik (Greifer, Stempel, ggf. kinematisches Vordrapieren) - Auswahl geeigneter Oberflächenvorbehandlungen/Haftvermittler für komplexere Bauteilgeometrien - Darstellung weiteres Gewichtspotential durch Betrachtung lastpfadgerechter Prepreg-Verstärkungen und detaillierter Bauteilauslegung (in Zusammenarbeit mit Inpro) o Ganzheitliche technologische und wirtschaftliche Bewertung des erarbeiteten Fertigungsprozess.
Das Projekt "PROLEI - Prozesskette für das Fügen endlosfaserverstärkter Kunststoffe mit Metallen in Leichtbaustrukturen, Teilprojekt: Simulationsgestützte Auslegung und experimentelle Überprüfung von Kunststoff-Metall-Hybridverbunden" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH.Zielsetzung des Forschungsprojekts PROLEI ist die Erforschung angepasster Fügeprozesse für Mischbauweisen aus Kunststoff und Metall. Thematische Schwerpunkte bilden das laserbasierte Strukturieren von Fügeflächen, das robotergeführte Reibpressfügen von thermoplastischen Kunststoffen und das roboterbasierte Direktfügen von Thermoplasten. Des Weiteren soll auf Grundlage der Experimente eine simulationsgestützte Auslegungsmethode erarbeitet werden. Im Teilvorhaben des geplanten Verbundprojektes sollen ein FEM-Modell zur Simulation der Eigenschaften des KMH-Verbundes aufgebaut, mechanische Eigenschaften an Probekörpern inklusive Alterung ermittelt und ein experimenteller Vergleich mit Referenzverfahren durchgeführt werden. Mit Hilfe der experimentell gewonnenen Ergebnisse erfolgt die Validierung der Simulation. Abschließend wird die industrielle Umsetzung des Reibpressfügens im automobilen Bereich vorbereitet.
Das Projekt "Teilprojekt 3: INFA e. V.: Entwicklung von optimierten EAG-Erfassungssystemen^r3 - Strategische Metalle, UPGARDE - Integrierte Ansätze zur Rückgewinnung von Spurenmetallen und zur Verbesserung der Wertschöpfung aus Elektro- und Elektronikaltgeräten^Teilprojekt 2: FH Münster: Wissenschaftliche Grundlagen der Prozessbilanzierung und Modellierung zur Steigerung der Metallrückgewinnung, Teilprojekt 10: Fraunhofer IVV: Einsatz lösemittelbasierter Trennverfahren zur optimierten Metallrückgewinnung aus EAG Stoffströmen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung.1. Vorhabenziele: Das Teilprojekt 'Einsatz lösemittelbasierter Trennverfahren zur optimierten Metallrückgewinnung aus EAG-Stoffströmen' beabsichtigt zunächst die Metallerschließung aus kunststoffreichen EAG-Abfallfraktionen und Metallverbunden durch die lösungsmittelbasierte Auflösung der Kunststoffmatrix und die Abtrennung der Metallfraktion aus diesen Kunststofflösungen. Ein zweiter Schwerpunkt der Arbeiten liegt im Einsatz ionischer Flüssigkeiten zur Rückgewinnung definierter kritischer Metalle aus Metallmischungen vorangegangener Trenntechniken. 2. Arbeitsplanung: In den beiden Themenbereichen a) Metallanreicherung aus kunststoffreichen EAG Fraktionen und Verbunden sowie b) Metallfraktionierung durch ionische Flüssigkeiten werden zunächst Modellfraktionen und Marktproben im Labormaßstab fraktioniert und die Fraktionen charakterisiert. Durch iterative Prozessoptimierung werden schließlich reine Zielfraktionen gewonnen und ihr Marktwert ermittelt. Parallel werden die Prozesskosten ermittelt. Die Ergebnisse werden in Workshops mit den Verbundpartnern und weiteren Interessenten diskutiert. Dieses Teilprojekt ist Bestandteil des Verbundvorhabens UPGRADE Integrierte Ansätze zur Rückgewinnung von Spurenmetallen und zur Verbesserung der Wertschöpfung aus Elektro- und Elektronikaltgeräten (FKZ 033R087A).
Das Projekt "Neuartiges mehrstufiges Verfahrenskonzept zur energie- und prozesseffizienten Herstellung von Zink-Kunststoffbauteilen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: GOEPFERT Werkzeug & Formenbau GmbH & Co. Teilfertigung KG.Zielsetzung und Anlaß des Vorhabens: Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Verfahrenskonzeptes zur energie- und prozesseffizienten Herstellung von Zink-Kunststoff-Verbundbauteilen in einer in sich geschlossenen Fertigungsanlage, bestehend aus einer Zinkdruckgussmaschine und einer Kunststoffspritzgießmaschine verbunden durch ein modular aufgebautes Transfersystem. Mit der geplanten Anlage werden die folgenden umweltrelevanten Aspekte verbessert: - Entwicklung neuer Bauteilkonzepte durch gezielte Materialkombination hin zu einsatzangepassten Verbundbauteillösungen mit einem belastungs- und masseoptimierten Eigenschaftsprofil, - Einsparung von Heizenergie beim Aufschmelzvorgang, durch Rückgabe der abgetrennten und noch warmen Zinkangusssysteme in den Schmelztiegel, - Wegfall von Transport- und Lagerkapazitäten, durch direkte Weiterverarbeitung der Zinkdruckguss-teile, Emissionsaustoß durch Transport entfällt, - Endkonturfertiges und nachbearbeitungsfreies Fertigungsverfahren zur Herstellung von Bauteilen mit technologie- und energieoptimiertem Fertigungsprozess. Die aufgeführten Aspekte des neuen Verfahrenskonzeptes werden an einem Demonstratorbauteil dargestellt. Für das konkrete Bauteil wird zum Projektabschluss eine Energiebilanz aufgestellt und die Einsparung dargestellt. Fazit: Das Potenzial der Hybridteile aus der Materialkombination 'Metall und Kunststoff' ist sehr groß. Die Nachfrage nach Produktentwicklungen für die Fahrzeug-, die Möbel-, die Spielzeug-, sowie verarbeitenden Industrie geben den Projektpartnern Recht und Motivation zu gleich an der Entwicklung der neuen Herstellungsverfahren intensiv weiter zu forschen. Die derzeit in der Erprobung befindliche Prototypanlage für die Fertigung solcher Hybridbauteile kann optimiert und erweitert werden. Mit dieser Prototypanlage besitzt die Fa. Goepfert einen entscheidenden Innovationsvorsprung gegenüber den Marktkonkurrenten. Das erreichte Entwicklungsziel ermöglicht den Projektpartnern die Umsetzung der Ergebnisse in zukünftige Forschungsvorhaben sowie industrielle Produktion. Die Unternehmen sichern sich dadurch einen innovativen Vorsprung gegenüber den Mittbewerbern und erlangen eine Stärkung des eigenen F/E-Potentials. Die verfahrenstechnisch erarbeiteten Grundlagen sind eine Basis für weiterführende Projekte. Die Nutzung des Leichtbaupotenzials kann mit Hilfe der neuen Technologie konsequent umgesetzt und abrechenbar gestaltet werden. Nur die Anwendung neuer Technologien ermöglicht den Einsatz neuer Produktideen für den angestrebten Strukturleichtbau.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Aufbereitungstechnologien/Praxiserprobung^Verfahrenstechnik zur Wiederaufarbeitung von Kunststoffen und Metall-/Kunststoffverbunden, Teilvorhaben 3: Polymertechnische Untersuchungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hüls AG.
Das Projekt "Verfahrenstechnik zur Wiederaufarbeitung von Kunststoffen und Metall-/Kunststoffverbunden, Teilvorhaben 4: Aufbereitungstechnologien/Praxiserprobung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Metallgesellschaft, Zentrallaboratorium.
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