Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Entwicklung und Konstruktion einer Kolbenschlammpresse, um Klärschlamm- insbesondere Klärteichschlamm- zu entwässern. Die Entwicklung und Erprobung hat zum Ziel, eine Schlammentwässerungs-anlage ökonomisch zu betreiben, um Teichkläranlagen ökologisch zu entschlammen. Fazit: Die Entschlammung von Teichen wird gerade in der jetzigen Zeit wieder vernachlässigt, da die Gemein-den und Kommunen keine Haushaltsmittel zur Verfügung haben, schon gar nicht, um Schlamm kostenträchtig zu entwässern. Geplant ist , die Kosten soweit zu reduzieren, dass Parkteiche, Teichanlagen und Klärteiche in einem für alle Seiten günstigen Kosten-Nutzen Verhältnis stehen.
Das Gesamtziel des Verbundprojekts ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von Dysprosium-freien Hochenergie-Permanentmagneten auf Basis der intermetallischen Verbindung Neodym-Eisen-Bor (Nd2Fe14B) durch kombiniertes Heiß- und Warmfließpressen. Dabei wird das zu entwickelnde Verfahren erhebliche Energieeinsparungen gegenüber dem klassischen Sinterverfahren haben. In diesem Projekt werden folgende Teilziele angestrebt: - Auswahl bzw. Entwicklung eines keramischen Werkzeugmaterials, das höhere Standzeiten erwarten lässt als die gegenwärtig verwendete Nickel-Eisen-Legierung. - Entwicklung und Konstruktion eines kombinierten Werkzeuges, in dem das Heißpressen und das Warm-Fließpressen nacheinander in einem Prozessschritt erfolgen sollen. - Weiterentwicklung und Optimierung des EDS-Verfahrens (Electro Discharge Sintering) zur Herstellung von isotropen Dauermagneten. Zur Erreichung der Teilziele werden Modellwerkzeuge konstruiert und aufgebaut. Um die Standfestigkeit dieser Werkzeuge zu prüfen, müssen in größerem Umfang Versuchsmagnete hergestellt werden. - Definition der Anforderungen an die Werkzeuge - Definition der Anforderungen an die Qualität der Magnete - Herstellung verschiedener Pulver bzw. Pulvergemische - Prüfung der Recyclingfähigkeit von HP-Magneten - Experimentelle Modellversuche zum Heißpressen - Konzepte für Produktionsverfahren - Heißpressversuche zur Erprobung und Bewertung des neuen Verfahrens - Bewertung der produzierten Magnete - Entwicklung eines kombinierten Heißpress-Fließpress-Werkzeugs - Darstellung des entwickelten Fertigungsverfahrens und dessen fertigungstechnischer Vorteile - Darstellung der Rohstoff- und Energieeffizienz bei der Fertigung - Demonstration der Qualität der Magnete.
Das Hauptprojektziel ist die Reduzierung des Energieverbrauchs durch Entwicklung innovativer Feuerfest-Werkstoffe, die mit einem geringen Energieaufwand hergestellt und angewendet werden können. Im Mittelpunkt der Projektarbeiten stehen geformte feuerfeste Steine mit einem mikrozellularen Gefügeaufbau. Die Steine sollten sich durch eine geringe Wärmeleitfähigkeit und geringe thermische Masse auszeichnen. Geplant ist die Durchführung von sowohl Laboruntersuchungen als auch von Industrieversuchen, die u.a. der Ermittlung von Energieeinsparung dienen sollten. COLISIT entwickelt gepresste Feuerfeststeine. EKW entwickelt Feuerfestbetone. TRIMET weist die betriebliche Eignung nach. Die Arbeiten teilen sich in vier wesentliche Projektschritte: - Laboruntersuchungen. Die wesentlichen Aufgaben sind Entwicklung, Optimierung und Charakterisierung einer mikrozellularen Körnung. Die Körnung soll dann zur Herstellung und Charakterisierung gepresster Werkstoffe verwendet werden. - Versuche im halbtechnischen Maßstab. Basierend auf den Laborergebnissen werden Teststeine hergestellt und in Testfeldern in einem Industrieofen eingebaut. - Industrieversuche. Nach positivem Ausgang der halbtechnischen Versuche werden Industrieöfen mit den neu entwickelten Steinen zugestellt. - Endauswertung des Gesamtprojekts.
Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Magneten mit verbesserten mechanischen Eigenschaften für den Einsatz in hocheffizienten, ultraschnell drehenden Schwungrad-Energiespeichern, die im Vergleich zum heutigen Design eine Frequenzerhöhung von 30 % ermöglichen und kostenverträglich in Massenproduktion herstellbar sind. Erreicht werden soll dieses Ziel durch Optimierung der Legierungszusammensetzung im Magnetwerkstoff sowie durch Zusatz partikulärer Verstärkungsstoffe zur Erhöhung der Bruchfestigkeit. Die so hergestellten Magnete sollen in abschließenden Praxistests in mindestens einem realen Energiespeicher erprobt werden. Das ISC ist beteiligt am Benchmarking und Festlegen der Ziele für das Projekt (AP1). Hauptaufgabe des ISC ist die Herstellung einer Legierung zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften. Hierzu kommen der Lichtbogenofen bzw. der Induktionsschmelzofen zur Anwendung. Die Legierungen werden mittels ICP-OES und RFA auf ihre chemische Zusammensetzung hin untersucht. Darüber hinaus stellt das ISC Magnete aus der hergestellten Legierung und einer weiteren von einem Projektpartner zur Verfügung gestellten Legierung her. Hierzu werden die Wasserstoffversprödung, das Jet-Mill-Verfahren sowie Pressen und Sinteröfen eingesetzt. Anschließend werden die Magnete auf ihre magnetischen Eigenschaften hin analysiert. Die mechanische Charakterisierung erfolgt bei einem weiteren Projektpartner. In einem zweiten Arbeitspaket werden durch das ISC aus einer von einem dritten Projektpartner hergestellten Legierung durch das Heißpress- und -umformverfahren ebenfalls Magnete hergestellt und magnetisch charakterisiert. Hierzu wird die Legierung mittels Rascherstarrung vorbehandelt. Sind oben genannte Experimente erfolgreich, wird das bessere Verfahren gemeinsam mit dem Konsortium ermittelt und daraus eine entsprechende Anzahl Magnete zur Fertigung eines Schwungradprototypen hergestellt.
Das Gesamtprojekt verknüpft insgesamt mehrere Aufgabenfelder. Dabei ist die Boyke Technology GmbH verantwortlich für Entwicklung der Heißpresse mit induktiver Erwärmung. Dies erfolgt in unmittelbarer Zusammenarbeit mit der Vorrichtungsbau Giggel GmbH für das Werkzeug bzw. Werkzeugschalung. Dementsprechend verfolgt die Boyke Technology GmbH die Zielsetzung, ein neuartiges Fertigungsverfahren mit einer spezifisch zu entwickelnden Heißpresse zu realisieren und dem Pilotnutzer eines solchen Verfahrens, der Eisenhuth GmbH & Co. KG, für Untersuchungen und weitere Entwicklungen zur Verfügung zu stellen. Im Ergebnis des Forschungs- und Entwicklungsprozesses sollen nach einer nachgelagerten Produktgenerierungsphase der gesamte Fertigungsprozess im Batterie- und Brennstoffzellen-Sektor vermarktet werden.
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Heißpressverfahrens mit einem innovativen Presswerkzeug aus ultrahochfestem Beton (Ultra-high-performance concrete (UHPC)). Über induktive Erwärmung soll dabei Graphit Compound Material, das bei Brennstoffzellen für die Herstellung von Bipolarplatten (BPP) eingesetzt wird, in wenigen Sekunden innerhalb des Werkzeugs erhitzt und gleichzeitig verpresst werden. Das ZBT ist dabei sowohl an der Optimierung des Compoundmaterials als auch an der Entwicklung der Betonrezeptur der Pressform beteiligt. Aufgaben innerhalb des Teilprojektes sind demnach neben der Auswahl einer UHPC-Betonrezeptur mit ausreichend hoher Druckfestigkeit, die Untersuchung der Eignung des gewählten Mix designs hinsichtlich Schwindneigung und Temperaturbeständigkeit. Im Bereich der Materialentwicklung des BPP Compoundmaterials werden für den Heißpressvorgang neue Füllstoffmischungen erprobt, die die geforderten physikalischen Eigenschaften und eine ausreichende induktive Erwärmung aufweisen.
Das Gesamtvorhaben verknüpft insgesamt fünf Aufgabenfelder. Dabei ist die Vorrichtungsbau Giggel GmbH wesentlich an der Entwicklung des Hybrid-Werkzeugs mit integriertem Induktor beteiligt. Dem entsprechend verfolgt das Teilvorhaben die Zielsetzung, ein neuartiges Werkzeug für das Fertigungsverfahren zu entwickeln. Die Werkzeuge werden den übrigen Projektpartnern, welche wiederum die Heißpresse entwickeln und die Untersuchungen der Zielapplikation durchführen, zur Verfügung gestellt. Um auch feine und kleinste Strukturgrößen im Compound auflösen zu können, wird für das UHPC-Werkzeug dabei eine hybride Variante mit metallischen Einlegern entwickelt und konstruiert.
Es soll ein neuartiges Heißpressverfahren mit einem innovativen Presswerkzeug aus Spezialbeton entwickelt werden, mit dem erstmalig Bipolarplatten innerhalb weniger Sekunden detailgetreu ohne Nachbearbeitung hergestellt werden können. Hierzu wird das Material der Bipolar-Platten induktiv temperiert und ermöglicht eine Verringerung der Zykluszeit.
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Senkung der Lastspitzen und die Erhöhung der Energieeffizienz elektromechanischer Servopressen durch Integration eines neuen innovativen Hochleistungsenergiespeichers der Firma GeRotor. Das Kernstück ist der GeRotor HPS (High Power Storage), der während des Betriebs zyklisch aufgeladen wird. Die darin gespeicherte Energie wird dann zeitversetzt in nachfolgenden Schritten abgerufen. Durch eine reduzierte Anschlussleistung entstehen für den Anwender ökologische und ökonomische Vorteile. Zum einen sinken das erforderliche Leistungsniveau seitens des Stromanbieters und die damit verbundenen Kosten, zum anderen erfolgt durch Rekuperation von Bremsenergie eine signifikante Senkung des Stromverbrauchs. Mit diesen Einsparungen werden negative Umweltauswirkungen minimiert. Der modulare Ansatz von GeRotor erlaubt eine flexible Skalierung, wodurch je nach Bedarf die benötigte Kapazität durch den Zusammenschluss von mehreren GeRotor HPS zu einem Multimodul erreicht werden kann. Aufgrund ihrer Trägheit müssen Schwungmassenspeicher im Bearbeitungsprozess vorausschauend angesteuert werden. Im Rahmen des Teilprojekts des Fraunhofer IFF wird ein mathematisches Modell des Gesamtsystems erstellt. Die vom Energiespeicher abzurufende Leistung kann modellbasiert so vorgegeben werden, dass eine optimale Betriebsstrategie entsteht.
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