Dieses Vorhaben avisiert eine energieeffiziente Technikumanlage für optimale Metall-Pulver- und Inertgasaufbereitung für die additive Fertigung mit kontinuierlicher Überwachung und Regelung der Prozesse sowie normgerechte Dokumentation, sodass es allerhöchste Anforderungen aus der Produktion für Klasse-1-AM-Bauteile erfüllt und gleichzeitig den Anforderungen an eine signifikante Reduktion des Endenergieverbrauchs und des CO2-Footprints gerecht wird sowie zur Ressourcenschonung beiträgt. Erstmalig wird durch eine lückenlose Qualitätsüberwachung der Güte des Pulvers und der Anlagenumgebung, unter anderem im Sinne der Sicherheit und Effizienz, kontinuierlich kontrolliert, geregelt und dokumentiert. Im Sinne der Endenergieverbrauchsreduktion soll die Nutzung des bereits hergestellten Pulvers (insbesondere Titan) für die additive Fertigung maximiert werden. Aktuell wird das Material für hochbeanspruchte Bauteile, wie es beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt wird, nur 1 bis fünfmal rezykliert. Das heißt, dass ein Großteil, des Pulvers, nicht mehr für die Fertigung solcher Teile zur Verfügung steht, sondern entsorgt wird, da es den hohen Anforderungen nicht mehr genügt und durch Neupulver ersetzt werden muss. Die Herstellung des Neupulvers verbraucht mit etwa 25 MJ/kg ca. das 20 bis 30- fache der Energie gegenüber einer Aufbereitung des Pulvers mit Hilfe der geplanten Anlage. Als Anwender der additiven Fertigung sieht BENSELER in einem ressourceneffizientem Umgang mit Energie und Verbrauchsmaterialien einen erheblichen Beitrag zur Standortsicherung in Deutschland und Europa.
Calciumsilicate werden seit fast einem Jahrhundert in Gießprozessen von flüssigen Aluminium-Legierungen zur Fließkontrolle und Verteilung eingesetzt. Aus dem korrosiven Verhalten des Calciumsilicat-Werkstoffs, dem Ausbrennen zugegebener Kohlenstoffkomponenten, der Vielfallt der Al-Legierungen sowie den verschiedenen Gießverfahren und Gießtechniken ergibt sich eine sehr komplexe Korrosionsproblematik. Calciumsilicat-Graphit-Werkstoffe zeigen in bestimmten Anwendungen eine deutlich erhöhte Lebensdauer und vermindern Anhaftungen von Metallschlacke, bei aggressiven Legierungen reduziert sich allerdings die Lebensdauer auf inakzeptabel wenige Gießzyklen. Das Werkstoffsystem hat somit eine limitierte Ressourceneffizienz hinsichtlich Produktivität, Qualität und Nachhaltigkeit der Eigenschaften des Endproduktes. Das Hauptziel des Forschungsprojektes ist die Erforschung der Wechselwirkung der Calciumsilicat-Funktionswerkstoffe in Kontakt mit NE-Metallschmelzen zur Einschränkung bzw. Verhinderung der Korrosion und damit die Lebensdauerverlängerung der Anlagen und Erhöhung der Gesamtproduktivität. Dabei sollen die bestehenden kohlenstoffhaltigen Calciumsilicat-Werkstoffe hinsichtlich ihrer Oxidationsbeständigkeit funktionalisiert und deren chemische Wechselwirkung mit dem flüssigen Metall gesenkt werden, was zu völlig neuen Produktansätzen führen soll. Abb. 1 zeigt beispielhaft korrodierte Bauteile aus Calciumsilicat-Werkstoffen. Für die Zielerreichung hat sich ein Forschungsverbund organisiert, der die gesamte Wertschöpfungskette abdeckt. Die Forschungseinrichtung TU Bergakademie Freiberg, Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik - Professur für Keramik in Freiberg wird gemeinsam mit dem Hersteller der Calciumsilicat-Werkstoffe und Calciumsilicat-Funktionsbauteile CALSITHERM Verwaltungs GmbH in Bad Lippspringe die bisher unbekannten Korrosionsmechanismen systematisch aufklären, daraus neue Werkstoffkonzepte vorschlagen, die bei CALSITHERM hergestellt und bei den Endanwendern Aluminium-Werke AG & Co.KG in Wutöschingen (AWW) und bei Trimet Aluminium SE (TRIMET) in Essen erprobt werden. Labor- sowie Post-mortem - Untersuchungen werden die Werkstoffentwicklung weiter optimieren. Koordinator des Verbundes ist die CALSITHERM Verwaltungs GmbH.
In Berlin gibt es eine grosse Zahl von Gewerbehofstandorten in innerstaedtischen Wohn- und Mischgebieten. Diese Standorte werden einerseits unter dem Gesichtspunkt der Stoerung benachbarter Nutzungen, andererseits zunehmend auch im Hinblick auf die mit einem solchen Nutzungsgefuege verbundenen staedtischen Qualitaeten betrachtet. Aufgrund des oftmals schlechten baulichen Zustandes, fehlender betrieblicher Erweiterungsmoeglichkeiten und oertlicher Umweltprobleme sind diese Produktionsstandorte jedoch gefaehrdet. In diesem Zusammenhang besteht ein hoher Bedarf an Aufklaerung der ansaessigen Unternehmen bezueglich der moeglichen Umweltentlastungsmassnahmen und der oeffentlichen Foerderung der damit verbundenen Investitionen. Ziel der Untersuchung war es, in den betrachteten Stadtbezirken Prenzlauer Berg, Friedrichshain, Lichtenberg und Pankow den Bedarf bzw. die Motivation der ansaessigen Betriebe zu ermitteln, Investitionen im Bereich Umweltschutz zu taetigen. Aufbauend auf die Ergebnisse der Untersuchung sollten fuer die Gewerbehofstandorte Umweltentlastungsvorhaben im Rahmen des UFP III vorbereitet werden. Gleichzeitig mussten die noetigen Voraussetzungen fuer einen erfolgreiche Umsetzung der Vorhaben geklaert werden. Im Rahmen des Vorhabens wurden folgende Arbeitsschritte realisiert: - die Zusammenstellung von Standorten, - die Auswahl von Gewerbehoforten, - die bauliche und unwelttechnische Bewertung dieser Gewerbehoforte, - die Untersuchung von Betrieben sowie - die Erstellung einer Zeit- und Kostenachse fuer das UFP III. Ein Drittel der befragten Unternehmen geben einen Bedarf an umweltentlastenden Massnahmen an, besonders in den Branchen Tischlerei und Metallverarbeitung. Die meisten Betriebe moechten jedoch erst mittel- oder langfristig in diesen Bereich investieren. Ursache dafuer sind im wesentlichen die schlechte wirtschaftliche Lage, die fehlende Standortsicherheit oder auch falsche Einschaetzung zur Umweltrelevanz der Produktion. Gemeinschaftsprojekte mehrerer Betriebe werden sich nicht kurzfristig und wahrscheinlich nur in geringem Umfang realisieren lassen. Vorgeschlagene Massnahmen zur Verbesserung der gemeinsamen Infrastruktur erhielten keine Resonanz, was jedoch an der geringen Unternehmensdichte pro Gewerbestandort liegt. Die Verwertung der Ergebnisse erfolgt in erster Linie in der Akquisition von UFP III-Projekten.