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Innovative, materialeffiziente Produktion von Titangroßbauteilen mittels Titanfeinguss

Die TITAL GmbH in Bestwig produziert mit über 400 Mitarbeitern Aluminium- und Titan-Feinguss-Produkte nach dem Wachsausschmelzverfahren und gehört international zu den anerkannten Speziallieferanten von Produkten für die Luft- und Raum-fahrtindustrie. Zum Schmelzen und Gießen von Titan verwendet die TITAL GmbH einen Vakuumlichtbogen-Gießofen und vergießt mittels Schwerkraft. Dabei wird die Elektrode unter Vakuum in einen wassergekühlten Kupfertiegel abgeschmolzen. Durch diese Technik werden Reaktionen der hochreaktiven Schmelze mit dem Tiegelmaterial vermieden, da mit dem Tiegel in Kontakt kommende Schmelze umgehend erstarrt und eine Randschale, den sogenannten Skull, ausbildet. Ist die gewünschte Schmelzenmenge erreicht, wird die Elektrode zurückgezogen und der Tiegel zum Gießen gekippt. Nach Abguss kühlen die Formen in Inertgas ab, bis sie dem Ofen entnom-men werden können ohne zu oxidieren. Mit dem Feingießverfahren können Titan-Bauteile mit höchster Maßgenauigkeit und bester Oberflächenqualität erzeugt werden, die in Verbindung mit CFK (Carbon-Faser-Kunststoff)-Bauteilen die Grundlage leichter Flugzeugteile bilden. Im Rahmen dieses Projektes wurde eine neue Anlage mit innovativer Ofentechnik für die Herstellung von Titan-Großbauteilen errichtet. Die TITAL GmbH kann nun als erstes deutsches Unternehmen Bauteile für die Luft- und Raumfahrt mit Durchmes-ser bis 1,50 Meter deutlich material- und energieeffizienter herstellen als dies bis-her mit üblichen Zerspanungsverfahren wie dem Fräsen möglich war. Bislang war das Unternehmen lediglich in der Lage, Titan-Bauteile mit Durchmessern bis 0,60 Meter mittels Feinguss herzustellen. Ziel des Vorhabens war es, die für den Schmelz- und Gießprozess notwendigen Anlagen zu errichten, die für die Erzeugung von Titan-Großbauteilen für die Luft- und Raumfahrt mittels Feinguss notwendig sind. Dabei wurden ein Herdwagenofen zur Vorwärmung der Gießform sowie ein Vakuumlichtbogenofen, der zum Einschmelzen und nachfolgendem Gießen von bis zu 500 Kilogramm Titan oder Titanlegierungen dient, neu errichtet. Im Vergleich zur Frästechnik sollte durch das neue Verfahren der Titanverbrauch pro Kilogramm Fertigteil um 50 Prozent gesenkt werden und die Energieeinsparung 60 Prozent betragen. Bisher verfügte das Unternehmen über einen Gießofen, der einen "Schwerkraft-gussprozess" und einen "Schleudergussprozess" zuließ. Mit der vorhandenen Anlage konnten jedoch keine Titanbauteile mit den geplanten Durchmessern bis 1,50 Meter gefertigt werden. Da das Schleudergießen im Vergleich zum Schwerkraftguss anlagenintensiver und unsicherer ist und im Betrieb deutlich höhere Mengen an Hilfsstoffen (z. B. Inertgas) erfordert, wurde die neue Anlage so errichtet, dass der Abguss im Schwerkraftgießverfahren erfolgen kann. Die Entwicklung dieses neuen Schwerkraftgussofens erfolgte in Kooperation mit der Firma ALD. Zur Bilanzierung der Material- und Energieverbräuche für die beiden Fertigungsverfahren Fräsen und Titan-Feinguss wurde die gesamte Prozesskette von der Rohmaterial- und Ingotherstellung über die Erzeugung von Halbzeugen für das Fräsen bis zum fertigen Endprodukt berücksichtigt. Zur Ermittlung des Material- und Energie-verbrauches während des Fräsens aus einem Halbzeug wurde ein Untersuchungs-auftrag an die Universität Hannover (Produktionstechnisches Zentrum, PZH) vergeben. Die Ergebnisse zeigen, dass durch die neue Technologie im Vergleich zum Fräsen rund 80 Prozent Material und 75 Prozent Energie je Kilogramm Titan-Fertigteil ein-gespart werden können. Dabei liegt der Materialverbrauch beim Fräsen bei mehr als 10 Kilogramm und beim Feinguss bei lediglich 2,1 Kilogramm je Kilogramm Fertig-teil. Bedingt durch die aufwändige Rohmaterialherstellung ist auch der Energieaufwand beim Fräsen mit 1.090 Kilowattstunden je Kilogramm Fertigteil etwa viermal größer als beim Gießen mit 266 Kilowattstunden je Kilogramm. Der sich hieraus ergebene CO2-Ausstoß beträgt beim Fräsen 650 Kilogramm CO2 und beim Gießen 127 Kilogramm CO2 je Kilogramm Fertigteil. Bei einer erwarteten jährlichen Produktionsmenge von 15.000 Kilogramm errechnet sich eine Vermeidung von 7.845 Tonnen CO2-Äquivalenten und eine Einsparung von 118.500 Tonnen Titan pro Jahr. Die Projektergebnisse machen deutlich, dass mittels Titan-Feinguss auf material- und energieeffiziente Weise hochqualitative Titan-Großbauteile für sensible Abnehmer, wie z. B. den Flugzeugbau, erzeugt werden können. Aufgrund des deutlichen Trends hin zu großen und immer komplexeren Feingussteilen, ist künftig von einer Adaption der Anlage auszugehen. Somit ist zukünftig mit einer Multiplikatorwirkung der genannten positiven Umweltaspekte bzw. einer vielfachen CO2-Minderung zu rechnen. Branche: Metallverarbeitung Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: TITAL GmbH Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: 2009 - 2009 Status: Abgeschlossen

Anlagen nach Bundesimmissionsschutzgesetz in Brandenburg - Download-Service (WFS-LFU-BIMSCHG)

Der Download Service ermöglicht das Herunterladen von Geodaten zu Anlagen nach Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) im Land Brandenburg. Datenquelle ist das Anlageninformationssystem LIS-A. Die Anlagen werden zum einen gruppiert nach Anlagenarten 1. Ordnung (ohne Anlagenteile), zum anderen nach Tierhaltungs- und Aufzuchtanlagen, nach Blockheizkraftwerken und nach großen Feuerungsanlagen. Die BImSchG-Anlagen 1. Ordnung werden unterschieden nach: - Wärmeerzeugung, Bergbau und Energie (Nr. 1) - Steine und Erden, Glas, Keramik, Baustoffe (Nr. 2) - Stahl, Eisen und sonstige Metalle einschließlich Verarbeitung (Nr. 3) - Chemische Erzeugnisse, Arzneimittel, Mineralölraffination und Weiterverarbeitung (Nr. 4) - Oberflächenbehandlung mit organischen Stoffen, Herstellung von bahnenförmigen Materialien aus - Kunststoffen, sonstige Verarbeitung von Harzen und Kunststoffen (Nr. 5) - Holz, Zellstoff (Nr. 6) - Nahrungs-, Genuss- und Futtermittel, landwirtschaftliche Erzeugnisse (Nr. 7) - Verwertung und Beseitigung von Abfällen und sonstigen Stoffen (Nr. 8) - Lagerung, Be- und Entladen von Stoffen und Gemischen (Nr. 9) - Sonstige Anlagen (Nr. 10) Die Tierhaltungs- und Aufzuchtanlagen werden gemäß 4. BImSchV unterteilt in: - Geflügel (Nr. 7.1.1 bis 7.1.4) - Rinder und Kälber (Nr. 7.1.5 und 7.1.6) - Schweine (Nr. 7.1.7 bis 7.1.9) - gemischte Bestände (Nr. 7.1.11) Die großen Feuerungsanlagen werden gemäß 4. BImSchV unterteilt in: - Wärmeerzeugung, Energie (Nr. 1.1, 1.4.1.1, 1.4.2.1) - Zementherstellung (Nr. 2.3.1) - Raffinerien (Nr. 4.1.12, 4.4.1) - Abfallverbrennung (Nr. 8.1.1.1, 8.1.1.3) Es werden nur Anlagen gemäß 13. und 17. BImSchV berücksichtigt. Die Blockheizkraftwerke werden hinsichtlich ihrer elektrischen Leistung unterschieden.

Anlagen nach Bundesimmissionsschutzgesetz in Brandenburg - View-Service (WMS-LFU-BIMSCHG)

Der View Service stellt Anlagen nach Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) im Land Brandenburg dar. Datenquelle ist das Anlageninformationssystem LIS-A. Die Anlagen werden zum einen gruppiert nach Anlagenarten 1. Ordnung (ohne Anlagenteile), zum anderen nach Tierhaltungs- und Aufzuchtanlagen, nach Blockheizkraftwerken und nach großen Feuerungsanlagen. Die BImSchG-Anlagen 1. Ordnung werden unterschieden nach: - Wärmeerzeugung, Bergbau und Energie (Nr. 1) - Steine und Erden, Glas, Keramik, Baustoffe (Nr. 2) - Stahl, Eisen und sonstige Metalle einschließlich Verarbeitung (Nr. 3) - Chemische Erzeugnisse, Arzneimittel, Mineralölraffination und Weiterverarbeitung (Nr. 4) - Oberflächenbehandlung mit organischen Stoffen, Herstellung von bahnenförmigen Materialien aus - Kunststoffen, sonstige Verarbeitung von Harzen und Kunststoffen (Nr. 5) - Holz, Zellstoff (Nr. 6) - Nahrungs-, Genuss- und Futtermittel, landwirtschaftliche Erzeugnisse (Nr. 7) - Verwertung und Beseitigung von Abfällen und sonstigen Stoffen (Nr. 8) - Lagerung, Be- und Entladen von Stoffen und Gemischen (Nr. 9) - Sonstige Anlagen (Nr. 10) Die Tierhaltungs- und Aufzuchtanlagen werden gemäß 4. BImSchV unterteilt in: - Geflügel (Nr. 7.1.1 bis 7.1.4) - Rinder und Kälber (Nr. 7.1.5 und 7.1.6) - Schweine (Nr. 7.1.7 bis 7.1.9) - gemischte Bestände (Nr. 7.1.11) Die großen Feuerungsanlagen werden gemäß 4. BImSchV unterteilt in: - Wärmeerzeugung, Energie (Nr. 1.1, 1.4.1.1, 1.4.2.1) - Zementherstellung (Nr. 2.3.1) - Raffinerien (Nr. 4.1.12, 4.4.1) - Abfallverbrennung (Nr. 8.1.1.1, 8.1.1.3). Es werden nur Anlagen gemäß 13. und 17. BImSchV berücksichtigt. Die Blockheizkraftwerke werden hinsichtlich ihrer elektrischen Leistung unterschieden. Windkraftanlagen werden nicht dargestellt! Maßstab: 1:500000; Bodenauflösung: nullm; Scanauflösung (DPI): null

Anlagen nach Industrieemissions-Richtlinie in Brandenburg - View-Service (WMS-LFU-IED)

Der INSPIRE View Service stellt Anlagen nach Industrieemissions-Richtlinie (IED) im Land Brandenburg dar. Datenquelle ist das Anlageninformationssystem LIS-A. Die Anlagen werden in der Darstellung nach Kategorien von Tätigkeiten gemäß Artikel 10 der Richtlinie 2010/75/EU unterschieden: Energiewirtschaft (Nr. 1), Herstellung und Verarbeitung von Metallen (Nr. 2), Mineralverarbeitende Industrie (Nr. 3), Chemische Industrie (Nr. 4), Abfallbehandlung (Nr. 5), Intensivtierhaltung und -aufzucht (Nr. 6.6), Holz- und Papierherstellung (Nr. 6.1.a, 6.1.b), Sonstige Tätigkeiten (Nr. 6 außer 6.1.a, 6.1.b, 6.6). Maßstab: 1:500000; Bodenauflösung: nullm; Scanauflösung (DPI): null

Interoperabler INSPIRE View-Service: Production And Industrial Facilities / Anlagen nach Bundesimmissionsschutzgesetz in Brandenburg (WMS-PF-BIMSCHG)

Der interoprable INSPIRE-Viewdienst (WMS) Production and Industrial Facilities gibt einen Überblick über die Anlagen nach Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) in Brandenburg. Der Datenbestand beinhaltet die Punktdaten zu BImSchG-Betriebsstätten und BImSchG-Anlagen (ohne Anlagenteile). Datenquelle ist das Anlageninformationssystem "LIS-A". Gemäß der INSPIRE-Datenspezifikation "Production and Industrial Facilities" (D2.8.III.8_v3.0) liegen die Inhalte der BImSchG-Anlagen INSPIREkonform vor. Der WMS beinhaltet 2 Layer: "ProductionFacility" (Betriebsstätte) und "ProductionInstallation" (Anlage). Der ProductionFacility-Layer wird gem. INSPIRE-Vorgaben nach Wirstschaftszweigen (BImSchG-Kategorie 1. Ordnung) untergliedert in: - PF.PowerGeneration: Wärmeerzeugung, Bergbau und Energie (BImSchG-Kategorie: Nr. 1) - PF.ConstructionMaterialProduction: Steine und Erden, Glas, Keramik, Baustoffe (BImSchG-Kategorie: Nr. 2) - PF.MetalProcessingAndProduction: Stahl, Eisen und sonstige Metalle einschließlich Verarbeitung (BImSchG-Kategorie: Nr. 3) - PF.ChemicalProcessing: Chemische Erzeugnisse, Arzneimittel, Mineralölraffination und Weiterverarbeitung (BImSchG-Kategorie: Nr. 4) - PF.PlasticsManufacturing: Oberflächenbehandlung mit organischen Stoffen, Herstellung von bahnenförmigen Materialien aus Kunststoffen, sonstige Verarbeitung von Harzen und Kunststoffen (BImSchGKategorie: Nr. 5) - PF.WoodAndPaperProcessing: Holz, Zellstoff (BImSchG-Kategorie: Nr. 6) - PF.FoodAndAgriculturalProduction: Nahrungs-, Genuss- und Futtermittel, landwirtschaftliche Erzeugnisse (BImSchG-Kategorie: Nr. 7) - PF.WasteProcessing: Verwertung und Beseitigung von Abfällen und sonstigen Stoffen(BImSchGKategorie: Nr. 8) - PF.MaterialStorage: Lagerung, Be- und Entladen von Stoffen und Gemischen(BImSchG-Kategorie: Nr. 9) - PF.OtherProcessing: Sonstige Anlagen (BImSchG-Kategorie: Nr. 10) Maßstab: 1:500000; Bodenauflösung: nullm; Scanauflösung (DPI): null

Untersuchungen zum Einsatz von Druckluft als umweltschonendes Kuehlmittel beim Einlippen- und Zweilippenbohren

Durch Einlippentiefbohren (ELB) koennen tiefe Bohrungen mit kleineren Durchmessern hergestellt werden. Der Durchmesserbereich betraegt zZt 0,9 bis 40 mm. Die Bohrtiefe kann ca das 50 bis 100-fache des Bohrungsdurchmessers erreichen. Zur Kuehlung und Schmierung der Schneiden und Stuetzleisten eines ELB-Werkzeuges wird durch den Werkzeugschaft ueblicherweise ein fluessiger Kuehlschmierstoff gefoerdert, der mit Spaenen vermischt aussen in einer Sicke des Schaftes abfliesst und so einen kontinuierlichen Bohrvorgang ermoeglicht. Aufgrund der hohen Kosten fuer die Kuehlschmierstoffanlage und fuer die Beschaffung, Pflege und Entsorgung von konventionellen Kuehlschmierstoffen sowie der Behandlung der Werkstuecke und Spaene besteht in der Industrie die Forderung, ohne Tiefbohroele oder -emulsionen tiefzubohren. Hinzu kommt neben der Forderung nach einer Erhoehung der Wirtschaftlichkeit auch der Wunsch nach gesteigerter Umweltvertraeglichkeit der Fertigung sowie die modifizierte Umweltschutzgesetzgebung. Aus diesen Gruenden wird am Institut fuer Spanende Fertigung versucht, die bisher verwendeten Mineraloele mit den teilweise toxischen Additiven - Chlor-, Phosphor- und Schwefelverbindungen - zu substituieren, um die weitere Verbreitung umweltfeindlicher Fertigungshilfstoffe zu verhindern. Dazu koennen entweder konsequentes Trockenbohren, ein Minimalmengenkonzept oder biologisch abbaubare Kuehlschmierstoffe eingesetzt werden. In den bisher durchgefuehrten Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass Einlippentiefbohren von Grauguss mit Druckluft als Kuehlmittel moeglich ist. Eine Verbesserung der Verschleissbestaendigkeit wird jedoch durch eine zusaetzliche...

Sanierungsrahmenkonzept fuer das Grossprojekt Berlin

Das Grossprojekt Region 'Industriegebiet Spree' liegt im Suedosten Berlins und stellte ein geschlossenes Industriegebiet dar, in dem sich unterschiedliche Betriebe des produzierenden und verarbeitenden Gewerbes ansiedelten (ua chemische Industrie, Energieerzeugung, Metallverarbeitung, Elektronik, Fahrzeug- und Motorenbau). Die zahlreichen Industrie- und Gewerbebetriebe haben durch Schadstofffreisetzungen infolge Handhabungsverlusten, Leckagen, unsachgemaessen Ablagerungen etc zu einer grossraeumigen Belastung des Bodens und zu Kontaminationen des Grundwassers vor allem mit unterschiedlichen Schwermetallen, Cyaniden und organischen Verbindungen gefuehrt. Aufgrund der Kontaminationen im Grundwasser mussten einzelne Foerdergalerien der Wasserwerke in der Vergangenheit vor allem wegen Belastungen durch LCKW und gaswerktypische Schadstoffe geschlossen werden. Die Sanierung des Industriegebietes Spree hat vordringlich die Sicherung der Wasserversorgung zum Ziel, da das gesamte Projektgebiet im gemeinsamen Wasserschutzgebiet (Zone III) der drei Wasserwerke Johannisthal, Wuhlheide und Alt-Glienicke liegt. Die Foerderung der Wasserwerke erfolgt aus Brunnengalerien, die relativ nah zur Spree und zum Teltowkanal gelegen sind. Aufgrund der hydrogeologischen Bedingungen wird die Grundwasserneubildung bei den Wasserwerken Wuhlheide und Johannisthal etwa zu 2/3 aus Uferfiltrat gebildet. 1993 wurde die Region 'Industriegebiet Spree' als Grossprojekt im Sinne der Finanzierungsregelung der oekologischen Altlasten bestaetigt. Als Massnahmen im Rahmen des Finanzierungsabkommens werden solche angesehen, die der Gefahrenabwehr im Sinne der im Bund und in den jeweiligen Laendern geltenden gesetzlichen Regelungen dienen. Der Umfang dieser Massnahmen wird einvernehmlich zwischen Bund, BVS und Land in einer gemeinsamen Arbeitsgruppe festgelegt. Im Verwaltungsabkommen vom Dezember 1992 ist geregelt, dass die aus der Freistellung entstehenden Folgekosten zwischen dem Bund und dem freistellenden Land aufgeteilt werden. Grundlage fuer die Sanierung ist ein Sanierungsrahmenkonzept. Ende Januar 1996 wurde durch Bund, BVS und Land ein Sanierungsrahmenkonzept fuer das Grossprojekt Berlin verabschiedet, das vom IWS erstellt wurde.

Neuartiger Leichtbaustahl - Errichtung einer Produktionsanlage für Stahlbänder

Das Projekt wird an zwei Unternehmensstandorten durchgeführt: Eine neuartige Bandgießanlage zur Herstellung von Vorbändern wird in Peine errichtet. Dort sollen neue, hochfeste Stahlwerkstoffe mit hohem Mangan-, Silizium- und Aluminium-Gehalten hergestellt werden. In Salzgitter wird eine vorhandene Walzanlage zur Weiterverarbeitung der Vorbänder umgebaut. Bei der Herstellung von Leichtbaustählen sollen etwa 170 kg CO2 pro Tonne Warmband eingespart werden. Bezogen auf das Produktionsvolumen der geplanten Anlage (25.000 Tonnen) ergibt das eine CO2-Einsparung von 4.250 Tonnen pro Jahr. Darüber hinaus werden erhebliche Energieeinsparungspotenziale in der Stahl verarbeitenden Industrie erwartet. Beim Einsatz beispielsweise in Kraftfahrzeugen rechnen Experten mit einer Kraftstoffreduzierung von ca. 0,2 Liter / 100 km bzw. ca. 8 g CO2 / km. Das entspricht umgerechnet auf die produzierte Jahresmenge an Stahl etwa 8 Millionen Kraftstoff jährlich.

EcoForge - Leittechnologie für Morgen: Ressourceneffiziente Prozessketten für Hochleistungsbauteile, Teilprojekt 4: Energie- und ressourcenschonende Fertigung durch Heißzerspanen aus der Schmiedehitze

Forschungsziele: Das Vorhaben ist ein Teilprojekt (TP4) der Leittechnologie-Initiative 'EcoForge - Ressourcen-effiziente Prozessketten für Hochleistungsbauteile' der AiF und hat im Bereich Zerspanung zwei übergeordnete Ziele: - Analyse der in den Teilprojekten TP1-6 betrachteten Werkstoffe auf ihre Eigenschaften bezüglich Zerspanbarkeit durch die Prozesse Tiefbohren und Drehen - Überprüfung der Machbarkeit einer Nutzung der Schmiedehitze zur Heißzerpanung. Gegenstand der Forschung im laufenden Vorhaben ist die Realisierung der Nutzung der Schmiedehitze zur Heißzerspanung (Bild 1). Durch die Verknüpfung von Schmiedeprozess und Zerspanung kann von der besseren Zerspanbarkeit bei hohen Temperaturen profitiert werden und in Zukunft die Verwendung von bainitischen Schmiedestählen mit reduziertem Schwefelgehalt zur Herstellung von Hochleistungsbauteilen ermöglichen. Angestrebte Forschungsergebnisse: Die Vorteile der Nutzung der Schmiedehitze zur Heißzerspanung für die Prozesskette können wie folgt zusammengefasst werden: - Wegfall einer zusätzlichen Randschichthärtung bzw. -verfestigung - Bainit besitzt ausreichende mechanische Eigenschaften - Bauteile weisen homogene Härte auf - Nutzung der Schmiedehitze zur Heißzerspanung - Abschrecken wird bei ca. 500 C unterbrochen - Verbesserte Zerspanbarkeit bei hohen Temperaturen (Bild 2) - Längere Werkzeugstandzeiten. Zerspankräfte beim Drehen der Proben mit unterschiedlichen Temperaturen. - Reduzierung des Schwefelgehalts in AFP-Stählen - Zerspanbarkeit wird durch hohe Temperaturen gewährleistet - Bessere Funktionseigenschaften der Bauteile.

Verbesserung von Umwelt- und Arbeitsschutz bei der Hochleistungszerspanung (Drehen und Fraesen) hochfester Werkstoffe durch 'trockenen Heissschnitt' mittels eines neuartigen Kombiverfahrens der Minimalmengenkuehlschmierung (MMKS)

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