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 zwei Modellgebieten ('Wilmersdorf Halensee-Nord' und Neukoelln Mittelbereich I) sollten an ausgewaehlten Standorten die Sicherung, Umweltverbesserung und Entwicklung gewerblicher Nutzung modellhaft betrieben und die gewonnenen Erfahrungen im Hinblick auf Finanzierungsinstrumente, Rechtsinstrumente und Organisationsformen dokumentiert und ausgewertet werden. Dabei ging es vor allem um die - Erhoehung der Standortvertraeglichkeit ansaessiger Betriebe mittels umwelttechnischer Optimierung, - dauerhafte Sicherung der gewerblichen Standortnutzung durch Instandhaltungs- und Modernisierungsmassnahmen, - Aktivierung vorhandener baulicher und gewerblicher Entwicklungspotentiale durch Erweiterung bzw. Neubau von flaechensparenden Gewerbegeschossbauten, - nutzungsvertraegliche Befriedigung der Nachfrage nach Dienstleistungsflaechen und - Beseitigung von Defiziten an sozialer Infrastruktur fuer ausgewaehlte Standorte. Fuer die ausgewaehlten Standorte wurden Entwicklungskonzepte erstellt, die wirtschaftliche Erfordernisse der Gewerbeentwicklung mit staedtebaulichen und umweltbezogenen Entwicklungsaspekten verknuepfen. Die Realisierung wurde in einem Umsetzungsmanagement betrieben, dessen Schwerpunkt darin bestand, private und oeffentliche Aktivitaeten anzuregen sowie den Einsatz verschiedener Foerderprogramme und baurechtlicher Genehmigungen zu koordinieren. Die planungsrechtliche Sicherung des Standortes ist die Grundvoraussetzung, um den Betrieben in Gemengelagen Entwicklungsmoeglichkeiten zu geben. Hierbei koennen erforderliche baurechtliche Befreiungen an spezifische Bedingungen geknuepft werden. Die oeffentliche Foerderung standorterhaltender Massnahmen bedeutet fuer kleine und mittlere Gewerbebetriebe in Gemengelagen eine grosse finanzielle Entlastung. Wichtig ist hierbei die Verknuepfung baulicher und umwelttechnischer Massnahmen sowie eine flexible Handhabung der einzelnen Foerderprogramme. Das Umsetzungsmanagement vermittelte zwischen betrieblichen und oeffentlichen Interessen (Zielsetzungen der Stadtplanung), was ueblicherweise nicht erfolgt. Die Projekterfahrungen zeigen allerdings, dass die Umsetzung integrierter staedtebaulicher Konzepte in der Regel den begrenzten zeitlichen Rahmen eines solchen Modellvorhabens ueberschreitet.
Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung und die beispielhafte Erprobung einer integrierten Strategie und eines Instrumentariums, um den Herausforderungen des Demografischen Wandels, der dauerhaften Sicherung der Innovationsfähigkeit und der Steigerung der Ressourceneffizienz auf regionaler Ebene zu begegnen und für eine nachhaltige Entwicklung zu sorgen. Ziel des Teilvorhabens ist die Etablierung einer Strategischen Allianz, einer verbindlichen, auf Dauer angelegten regionalen Kooperationsstruktur, die - mit integrativen, exemplarisch auf den Wirtschaftsraum Augsburg abgestimmten Strategien und Instrumenten - den genannten, bislang sektoral betrachteten Herausforderungen begegnet. Die Region Augsburg erhält damit die Grundlage für eine dauerhaft angelegte Strategie zur Standortsicherung im globalen Wettbewerb produktionsorientierter Standorte und bildet gleichzeitig einen show case für vergleichbare Regionen. Die Sensibilisierung der regionalen Akteure für die Notwendigkeit einer integrativen Strategie und einer verbindlichen, diese Strategie tragenden Kooperation legt die Basis für die Strategische Allianz. Gleichzeitig wird das vorhandene Repertoire an Instrumenten zu einem integrativen Maßnahmenbündel für Region, Unternehmen und Arbeitskräfte fortentwickelt. Getragen von der Allianz werden die Instrumente eingesetzt, evaluiert und laufend verbessert. Die Allianz wird in der Region verankert, die kontinuierliche Fortentwicklung wird von Transferaktivitäten begleitet.