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s/zusatzzstoff/Zusatzstoff/gi

Biobasierte funktionelle Fasergussverpackungen aus regional anfallenden landwirtschaftlichen Reststoffen, Teilvorhaben: Reststoffanalyse und Prozessentwicklung zur mechanischen Aufbereitung der Agrarreststoffe als Faserstoff- und Barrierematrix

Entwicklung neuer Kuepenfaerbetechniken durch indirekte Elektrolyse

Bei der Anwendung von Kuepen-, Schwefel- und Indigofarbstoffen in der Textilfaerberei ist ein chemischer Reduktionsvorgang erforderlich, der in konventioneller Technik durch den Zusatz von Hilfsmitteln eingeleitet wird. Fuer derartige Faerbeprozesse wurde ein neuartiges elektrochemisches Verfahren entwickelt, das durch den Verzicht auf Einwegchemikalien eine Kreislauffuehrung der Faerbebaeder moeglich macht, was direkte Kosteneinsparungen und oekologische Vorteile zur Folge hat.

Entwicklung von textilen Flechtstabgittern für hochbelastbare Carbonbetonteile mittels effizienten textilen Fertigungstechnologien

Vorhersage der Wirkung extremer Wetterbedingungen auf medizinische Notfalldienste

Nachhaltiges Brenngas für Industrieprozesse, Teilvorhaben: Infrarot-Messungen der Fluidisierungsbedingungen und Bildauswertung

In der Industrie werden Hochtemperaturprozesse (800 - 2000°C) zur Produktion von Zementklinker, Kalk oder anderen Produkten eingesetzt. In diesen Prozessen wird meist Erdgas oder Kohle für die Erzeugung von Hochtemperaturprozesswärme eingesetzt. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines einsatzfähigen Systems für die Konversion von Klärschlamm und anderen biogenen Rest- und Abfallstoffen in ein Brenngas zur direkten Substitution von fossilen Brennstoffen in Hochtemperaturindustrieprozessen. Im Rahmen von NaBI werden folgende Innovationen erforscht und erprobt, um die spezifischen Anforderungen der Hochtemperaturindustrieprozesse zu erfüllen: (1) Flexibilisierung des Gasifizierungsverfahrens bezüglich der Brennstoffqualität durch Optimierung der Wirbelschichtfluidisierung und damit Ermöglichung der Gasifizierung von Klärschlamm wechselnder Qualität sowie von weiteren Rest- und Abfallstoffen für einen breiten Einsatz des NaBI-Ansatzes. (2) Steigerung des Heizwerts des Brenngases durch Einsatz von Sauerstoff: Dadurch wird in gängigen Hochtemperaturprozessen eine weitaus höhere Substitutionsrate von Primärenergie ermöglicht. (3) Optimierung der Qualität der Klärschlammasche als Rohstoff für die Phosphorrückgewinnung durch Einsatz von Additiven. Damit wird die Attraktivität der Asche für Phosphorrückgewinnung erhöht. (4) Untersuchung und Nachweis des Einsatzes von Infrarot-Kamerasystemen für die Prozessüberwachung und -regelung. Bis 2026 wird die Marktreife für die optimierte Brenngasbereitstellung für Industrieprozesse durch Klärschlammgasifizierung erreicht, sodass die erste kommerzielle Anlage bis 2027 realisiert werden kann.

CO2- und kreislaufoptimierte additive Produktdesigns und LPBF-Fertigungsprozesse für ressourceneffiziente Nutzfahrzeugkomponenten, Teilvorhaben: Multikriteriell optimierte Produktdesigns und Umsetzung von R-Strategien mit LPBF-Prozessen

Das Projekt 'CO2OPERATE' zielt darauf ab, die Energie- und Umweltkosten additiv gefertigter, metallischer Bauteile für Nutzfahrzeuge, insbesondere Stadt- und Reisebusse (z.B. eCitaro), zu minimieren und die Ressourceneffizienz durch Leichtbau und Kreislaufstrategien (R-Strategien) zu steigern. Es wird erwartet, dass im Rahmen des Projekts etwa 100 kg Gewicht pro Bus eingespart werden, was in der Nutzungsphase eine Energieeinsparung von 2.100 kWh pro Bus bedeutet. In der Herstellungsphase liegt das Energieeinsparpotenzial mit den verwenden Verfahren pro Bus bei ca. 13.500 kWh. Diese Einsparungen sollen durch Leichtbaudesigns, prädiktive Lebenszyklusanalysen und Prozessoptimierungen für R-Strategien erreicht werden. Im Nutzfahrzeugbereich sind Leichtbau-Ansätze ('Reduce'-Strategie) aufgrund der Elektrifizierung besonders wichtig, um die Antriebsenergie zu reduzieren. Die langlebigen Fahrzeuge bergen Potenziale für R-Strategien wie 'Repair' und 'Remanufacturing', um den Einsatz von Primärrohstoffen zu minimieren. Die prädiktive Lebenszyklusanalyse (LCA) spielt dabei eine zentrale Rolle, da 80 % der ökologischen Kosten während der Produktentwicklung bestimmt werden. Das Projekt setzt auf zwei Standorte, um additive Prozessketten mit dem Laser Powder Bed Fusion (LPBF)-Verfahren und Sensorik zur bauteilspezifischen Messung von Energie- und Materialverbräuchen abzubilden. Im Rahmen des Projektes werden ca. 25 Bauteile untersucht und fünf davon umfassend ökologisch und ökonomisch bilanziert. Folgende Themenbereiche werden adressiert: (1) R-Strategien im Produktdesign, um den Materialeinsatz zu reduzieren, (2) die Anwendung und Optimierung von AM-Bauteilen in der Nutzungsphase und (3) die Bewertung von End-of-Life-Szenarien und R-Strategien hinsichtlich ihrer ökologischen und ökonomischen Vorteile.

Entwicklung einer Wertschöpfungskette für ökologisch erzeugte Erbsen und Bohnen vom Acker bis zur Großküche und Gastronomie

Das Projekt WKErBo unterstützt den Aufbau einer regionalen Bio-Wertschöpfungskette von Ackerbohnen und Erbsen für Gemeinschaftsverpflegung und Gastronomie. Damit wird einerseits das Ziel der Förderung des ökologischen Anbaus heimischer Erbsen und Ackerbohnen verfolgt. Daneben zielt das Vorhaben auf die Entwicklung eines großküchentauglichen Fleischersatzprodukts aus Ackerbohnen und Erbsen ohne Zusatzstoffe ab, dessen sensorische und ernährungsphysiologische Qualität den Wünschen und Bedarfen der unterschiedlichen Zielgruppen in der Gemeinschaftsverpflegung entspricht. Der Innovationscharakter des Projekts ergibt sich aus den Rahmenbedingungen der Produktion und Verarbeitung. Es kann ein Beitrag zum Klimaschutz sowie zu einer gesundheitsförderlichen und ressourcenschonenden Ernährung geleistet werden, Importe können reduziert und der Selbstversorgungsgrad auf nationaler Ebene erhöht werden. Damit leistet das Projekt einen Beitrag zur Vermarktung ökologisch erzeugter Produkte: Entwicklung von Konzepten zur Verbesserung der Koordinierung von Angebots- und Nachfrageentwicklung im Sinne der BÖLN-Förderrichtlinie sowie zur Förderbekanntmachung über die Durchführung von Forschungs- und Entwicklungsvorhaben für den Bereich 'Regionale Bio-Wertschöpfungsketten'.

CO2- und kreislaufoptimierte additive Produktdesigns und LPBF-Fertigungsprozesse für ressourceneffiziente Nutzfahrzeugkomponenten, Teilvorhaben: Entwicklung Sustainable Engineering und Datenerhebung prädikative LCA

Das Projekt 'CO2OPERATE' zielt darauf ab, die Energie- und Umweltkosten additiv gefertigter, metallischer Bauteile für Nutzfahrzeuge, insbesondere Stadt- und Reisebusse (z.B. eCitaro), zu minimieren und die Ressourceneffizienz durch Leichtbau und Kreislaufstrategien (R-Strategien) zu steigern. Es wird erwartet, dass im Rahmen des Projekts etwa 100 kg Gewicht pro Bus eingespart werden, was in der Nutzungsphase eine Energieeinsparung von 2.100 kWh pro Bus bedeutet. In der Herstellungsphase liegt das Energieeinsparpotenzial mit den verwenden Verfahren pro Bus bei ca. 13.500 kWh. Diese Einsparungen sollen durch Leichtbaudesigns, prädiktive Lebenszyklusanalysen und Prozessoptimierungen für R-Strategien erreicht werden. Im Nutzfahrzeugbereich sind Leichtbau-Ansätze ('Reduce'-Strategie) aufgrund der Elektrifizierung besonders wichtig, um die Antriebsenergie zu reduzieren. Die langlebigen Fahrzeuge bergen Potenziale für R-Strategien wie 'Repair' und 'Remanufacturing', um den Einsatz von Primärrohstoffen zu minimieren. Die prädiktive Lebenszyklusanalyse (LCA) spielt dabei eine zentrale Rolle, da 80 % der ökologischen Auswirkungen während der Produktentwicklung bestimmt werden. Das Projekt setzt auf zwei Standorte, um additive Prozessketten mit dem Laser Powder Bed Fusion (LPBF)-Verfahren und Sensorik zur bauteilspezifischen Messung von Energie- und Materialverbräuchen abzubilden. Im Rahmen des Projektes werden ca. 25 Bauteile untersucht und fünf davon umfassend ökologisch und ökonomisch bilanziert. Folgende Themenbereiche werden adressiert: (1) R-Strategien im Produktdesign, um den Materialeinsatz zu reduzieren, (2) die Anwendung und Optimierung von AM-Bauteilen in der Nutzungsphase und (3) die Bewertung von End-of-Life-Szenarien und R-Strategien hinsichtlich ihrer ökologischen und ökonomischen Vorteile.

Innovative Organisations- und Finanzierungsmodelle für die energetische Modernisierung von Mehrfamilienhäusern, Teilprojekt: Entwicklung und Auslegung von Autoklav-Werkzeugen sowie Vakuumspannvorrichtungen zur Bauteilnachbearbeitung

Das Ziel des Verbundvorhabens Re-CIRC-Form ist die Entwicklung eines Kreislaufprozesses zur Reduktion von CO2-Emissionen bei der Herstellung von strukturoptimierten Formwerkzeugen für die Herstellung von FVK Bauteilen (RTM-, RIM-, Autoklav und Thermoformwerkzeuge sowie Spannvorrichtungen) mittels ökologisch hergestellter (biobasierter), thermoplastischer Kunststoffe im additiven SEAM Fertigungsverfahren mit anschließender schlichtender Nachbearbeitung von Funktionsflächen. Als Ausgangsbasis für den abschließenden Recyclingprozess erfolgt ein schonendes Zermahlen der ihr Lebenszyklusende erreichten Werkzeuge zu leicht schmelzbarem Mahlgut. Anschließend erlaubt die additive Fertigung die Verwendung des Regranulats mit deutlich höheren Rezyklatanteilen in weniger stark belasteten Bereichen der hiermit gefertigten Formen und Werkzeuge. Cotesa wird im Projekt Expertise in der Anwendung von 3D gedruckten Autoklavformen im Einsatzbereich von ca. 180°C aufbauen. Hierzu zählt vor allem die Auslegung unter Berücksichtigung und Kompensation der Wärmedehnung aber auch die Herstellung und Bearbeitung der Formen sowie die Anwendung zu Bauteilherstellung. Für Autoklav Werkzeuge muss ein geschrumpftes Werkzeug hergestellt werden, dass sich während des Prozesses bei 180°C auf Sollgeometrie ausdehnt. Dabei werden auch hohe Anforderungen an die Vakuumdichtheit und damit höchste Anforderungen an den 3D-Druck Prozess gestellt. Im Projekt soll auch untersucht werden, inwieweit ein gedrucktes Werkzeug aufgrund der durch die geringere Masse bedingten schnelleren Werkzeugtemperierung ein besseres Folgen der Druck-Temperaturkurven im Autoklav-Zyklus im Vergleich zu einem konventionellen Werkzeug ermöglicht. Auch an die thermische Beständigkeit von Autoklav-Werkzeugen aus Kunststoffen werden sehr hohe Anforderungen gestellt. Hier gilt es, geeignete Materialien für die Prozesskette zu finden, die sich im 3D Druck möglichst gut verarbeiten lassen, aber auch eine hohe Trennmittelbeständig haben

Innovative Organisations- und Finanzierungsmodelle für die energetische Modernisierung von Mehrfamilienhäusern, Teilvorhaben: Entwicklung von CAD/CAM-Lösungen für Hybridfertigung (Re-CIRC-CAM)

Teilvorhaben SKM: Die S.K.M. Informatik GmbH ist für die Bahnplanung der additiven und subtraktiven Prozesse verantwortlich. In diesem Zusammenhang werden durch S.K.M. 3D-Druck-spezifische Softwarelösungen in die bestehende CAD/CAM-Software implementiert, um auch komplexe konventionell konstruierte Werkzeuge für eine Herstellung im 3D-Druck zu befähigen. Neben einer Mittelliniendetektion beim Einlesen der Daten ist unter anderem auch eine automatische Generierung von Infillstrukturen für das SEAM-Verfahren zu entwickeln, welche sich zu Standard 3D-Druckverfahren wie dem FFF stark unterscheiden. Mit dem SEAM-Verfahren lassen sich beispielsweise Leichtbaustrukturen mit einem Sinusfill generieren, was Materialeinsparung bei gleichzeitig hohen Festigkeiten ermöglicht. Darüber hinaus wird S.K.M. in die Software ein Qualitätssicherungstool implementieren, das es erlaubt, nach der Bearbeitung eine Soll-Istwert-Analyse durchzuführen. Die hierfür notwendigen Daten werden mittels Scanner erhoben und anschließend an die Software zur Datenauswertung geliefert. Eventuelle Abweichungen werden in der Bahnplanung iterativ berücksichtigt und für nachfolgende Bauteile/Werkzeuge automatisch angepasst.

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