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Ressourcen schonen, nachhaltige Prozesse schaffen

Energie immer und überall günstig nutzen? In Zukunft eine Frage der Organisation. Illustration: Gorski

Im Frühjahr 2016 startete am PZH die Vortragsreihe "Zukunftslabor Produktion und Gesellschaft", gleichzeitig ist das Magazin pzh2106 - Zukunftsvisionen erschienen. Hier wie dort geht es zentral um den Klimawandel und die Aufgaben, die sich daraus ergeben. Ein deutlich anderer Umgang mit Ressourcen, ob Rohstoff oder Energie, steht dabei im Mittelpunkt. Das betrifft das Konsumieren ebenso wie das Produzieren. 

Mehr als 90 Prozent des eingesetzten Titans werden bei der herkömmlichen Fertigung von Integralbauteilen für die Luftfahrt zu minderwertigen Titanspänen. Unter dem Namen RETURN arbeitet ein Team aus dem PZH gemeinsam mit großen Unternehmen daran, dieses extreme Downcycling zu beenden.

Kühlschmierstoffe genau an den jeweiligen Bedarf der Werkzeugmaschine anpassen und gut ein Drittel der Energieaufnahme der Maschine senken: Das ist das Ergebnis des Projekts ECOcut - aber noch nicht das Ende der Fahnenstange. Und nicht nur Maschinen können sparsamer werden: Mit Hilfe der GREAN-Berater aus dem PZH gelingt es, Einsparpotenziale zu erkennen. Zu allen drei Beispielen finden Sie rechts entsprechende Links.

Zur Zeit wird am PZH an folgenden Projekten zu diesem Thema geforscht:

IPROM – Innovative Prozesskette zur Massivteilfertigung aus einem neuartigen Leichtbaustahl

Bild zum Projekt IPROM – Innovative Prozesskette zur Massivteilfertigung aus einem neuartigen Leichtbaustahl
Kontakt:dittrichifw.uni-hannover.de
Laufzeit:01.08.2014 – 31.07.2017
Förderung durch:BMBF-Förderung
Kurzbeschreibung:Aluminiumlegierte Leichtbaustähle verfügen über zu heutigen Hochleistungsstählen vergleichbare Festigkeiten bei einer um 10% reduzierten Dichte. Aufgrund der hervorragenden Rohstoffverfügbarkeit und den zu niedriglegierten Stählen vergleichbaren Herstellungskosten besitzen diese Leichtbaustähle das Potenzial andere Stahlsorten weitreichend zu substituieren. Ein potentieller industrieller Einsatz dieser vielversprechenden Werkstofffamilie bedarf eines intensiveren Verständnisses der fertigungstechnischen Zusammenhänge für ein produktives Umfeld sowie einer ressourceneffizienten Prozesskette durch den Einsatz von Hochleistungsfertigungsverfahren. Das Hauptziel des Projekts ist die Verfügbarkeit von Hochleistungsfertigungstechnologien für eine wirtschaftliche und prozesssichere Herstellung von Massivbauteilen aus aluminiumlegierten Leichtbaustahl.
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RETURN – Prozesskette Recycling von Titanspänen

Bild zum Projekt RETURN – Prozesskette Recycling von Titanspänen
Kontakt:jacobifw.uni-hannover.de
Laufzeit:08/2013 – 07/2016
Förderung durch:Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Kurzbeschreibung:Bei der Herstellung von Strukturbauteilen aus Titan in der Luftfahrtindustrie entstehen derzeit rund 90% Abfall in Form verunreinigter Späne, welche bisher nicht mit vertretbarem Aufwand recycelt werden können. Ziel des Forschungsprojekts RETURN ist es, diese Titanspäne zu recyceln und den Werkstoffkreislauf für Titan zu schließen. Hierbei soll insbesondere die Qualität der anfallenden Späne erhöht werden, um aus diesen wieder Titanlegierungen in Luftfahrtqualität herstellen zu können und dadurch die Material- und Energieeffizienz im gesamten Werkstoffkreislauf von Titan nachhaltig zu steigern.
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ProLoPoly - Kybernetisches Simulationsspiel zur Vermittlung abteilungsübergreifender logistischer Zusammenhänge in KMU

 
Kontakt:pmifa.uni-hannover.de
Laufzeit:2013-2015
Förderung durch:AiF
Kurzbeschreibung:Das Ziel dieses Forschungsvorhabens liegt in der Entwicklung eines kybernetischen Simulationsspiels zur Mitarbeiterqualifizierung in KMU. Das Simulationsspiel soll dazu angewendet werden, bereichsimmanente Wirkzusammenhänge in KMU aufzuzeigen und ein logistikorientiertes sowie funktionsübergreifendes Mitarbeiterdenken zu generieren.
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SFB 489 - Teilprojekt T08: Gesteuerte Abkühlung von Karosseriebauteilen mittels Zweiphasen-Sprühkühlung

Bild zum Projekt SFB 489 - Teilprojekt T08: Gesteuerte Abkühlung von Karosseriebauteilen mittels Zweiphasen-Sprühkühlung
Kontakt:Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:10/2011 – 03/2014
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Ziel des Projektes ist es, presshärtbare Karosseriebauteile aus dem Vergütungsstahl 22MnB5 aus der Umformwärme gezielt lokal abzukühlen, um örtlich variierende Werkstoffeigenschaften einzustellen. Hierfür wird der Presshärtvorgang frühzeitig unterbrochen und das Bauteil in ein Düsenfeld übergeben. Die Wärmebehandlung erfolgt mittels einem Wasser-Luft-Sprayfeld mit lokal variierter Intensität, sodass ein dem späteren Bauteileinsatz angepasstes Eigenschaftsprofil bezüglich Festigkeiten und Duktilität erzeugt wird.
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SFB 489 – Transferprojekt T9: Prozesskette zur Herstellung präzisionsgeschmiedeter Hochleistungsbauteile

Bild zum Projekt SFB 489 – Transferprojekt T9: Prozesskette zur Herstellung präzisionsgeschmiedeter Hochleistungsbauteile
Kontakt:Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:10/2011 - 01/2014
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Ziel ist die Realisierung einer rechnergestützten Auslegung von Induktionshärteprozessen unter besonderer Berücksichtigung einer Mehrfrequenzerwärmung (SDF®-Randschichthärtung) sowie der Bauteilabkühlung mittels einer Spraykühlung
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SFB 871 - Teilprojekt A1: Zerstörungsfreie Charakterisierung von Beschichtungen und Werkstoffzuständen Hochbeanspruchter Triebwerksbauteile

Bild zum Projekt SFB 871 - Teilprojekt A1: Zerstörungsfreie Charakterisierung von Beschichtungen und Werkstoffzuständen Hochbeanspruchter Triebwerksbauteile
Kontakt:Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:01/2010 - 12/2013
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Die Zielsetzung ist die Entwicklung einer Mehrparameter-Hochfrequenz-Wirbelstromtechnik zum empfindlichen Nachweis von lokalen Defekten und Werkstoffzuständen in Scantechnik sowie die Entwicklung einer neuartigen dynamischen Induktions-Thermographie zur schnellen bildhaften Prüfung und Bewertung der Randzoneneigenschaften von profilierten Bauteil-Mehrschichtsystemen.
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Entwicklung eines Modells zur Planung und Steuerung von Operationszentren

 
Kontakt:pmifa.uni-hannover.de
Laufzeit:08/2013 - 07/2016
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:In Kooperation mit dem Institut für Standardisiertes und Angewandtes Krankenhausmanagement (ISAK) erfolgt innerhalb dieses Forschungsprojektes die Entwicklung eines allgemeingültigen Modells zur effizienteren Planung und Steuerung von Operationszentren (OP-Zentren) in Krankenhäusern.
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SFB871-B2: „Geschickte Reparaturzelle“

Bild zum Projekt SFB871-B2: „Geschickte Reparaturzelle“
Kontakt:floeterifw.uni-hannover.de
Laufzeit:01/2014 – 12/2017
Förderung durch:DFG-Förderung
Kurzbeschreibung:Im Teilprojekt B2 („Geschickte Reparaturzelle“) des SFB871 werden Lösungen für eine aufgabenorientierte, adaptive und iterative Reparaturbearbeitung von Triebwerkskomponenten erforscht. Ausgehend von einer an optische Messdaten angepassten Bahnplanung soll eine prozesskraft-geregelte Fräsbearbeitung realisiert werden. Durch wiederholte Messvorgänge können Nacharbeiten iterativ durchgeführt werden.
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VReP – Verbesserung der Ressourceneffizienz im Produktionsbetrieb

Bild zum Projekt VReP – Verbesserung der Ressourceneffizienz im Produktionsbetrieb
Kontakt:pagifa.uni-hannover.de
Laufzeit:2013-2015
Förderung durch:PtJ und BMBF
Kurzbeschreibung:Ein niedriger Verbrauch und eine hohe Verfügbarkeit von Produktionsressourcen stellen einen wesentlichen Wettbewerbsfaktor produzierender Unternehmen in Deutschland dar. So verursachen Material- und Energiekosten einen Großteil der Gesamtkosten. Zielsetzung des Vorhabens ist die Entwicklung einer Vorgehensweise zur systematischen Einführung und Verankerung von Maßnahmen zur Verbesserung der Ressourceneffizienz im laufenden Produktionsbetrieb.
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SFB 871 - Kapazitätsplanung

 
Kontakt:pmifa.uni-hannover.de
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Maschinen und Anlagen gibt es nicht im Supermarkt. Und weil Investitionsgüter meistens auch noch teuer sind, lohnt es sich, bei der Instandsetzung einmal genau hinzusehen …
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SFB 871 - T1: "Magnetisch gelagerte Rundachse zum Einsatz in der Produktregeneration"

Bild zum Projekt SFB 871 - T1: "Magnetisch gelagerte Rundachse zum Einsatz in der Produktregeneration"
Kontakt:bruehneifw.uni-hannover.de
Laufzeit:05/2013 bis 04/2016
Förderung durch:DFG-Förderung
Kurzbeschreibung:Im Transferprojekt T1 des SFB871 werden die hervorragenden Erkenntnisse des Teilprojekt B2 weiterentwickelt und für den industriellen Einsatz erprobt. Im Rahmen des Projekts werden die Ansätze einer magnetisch geführten Spindel auf einen Rundtisch übertragen. Damit erweitert das Projekt die geschickte Reparaturzelle für Triebwerksschaufeln um ein werkstückseitiges Element.
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SFB 489 - Teilprojekt A3: Modellierung und Simulation zur kontrollierten Abkühlung präzisionsgeschmiedeter Bauteile

Bild zum Projekt SFB 489 - Teilprojekt A3: Modellierung und Simulation zur kontrollierten Abkühlung präzisionsgeschmiedeter Bauteile
Kontakt:Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:01/2000 - 12/2011
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Ziel des Teilprojektes ist die Prognose der mechanischen Eigenschaften von präzisionsgeschmiedeten und aus der Umformwärme mittels Wasser-Luft-Spray abgekühlten Bauteilen.
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FOR1766 – Teilprojekt TP4: Hochtemperatur-Formgedächtnislegierungen – Von den Grundlagen zur Anwendung

Bild zum Projekt FOR1766 – Teilprojekt TP4: Hochtemperatur-Formgedächtnislegierungen – Von den Grundlagen zur Anwendung
Laufzeit:bis 10.2018
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Neue Legierungen werden in der Industrie nur verwendet, wenn deren Verhalten unter Betriebsbedingungen exakt vorhergesagt werden kann. Daher ist die Entwicklung neuer kostengünstiger Hochtemperatur-Formgedächtnislegierungen nicht das einzige Ziel der Forschergruppe. Vielmehr sollen die neuen Legierungen vollständig charakterisiert werden, um eine vollständige Datenbank zu generieren und um Modelle zu entwickeln, die die Lücke zwischen atomarer und makroskopischer Ebene überbrücken. Dafür werden zyklische Experimente zur funktionellen Degradation der Legierungen sowie detaillierte Untersuchungen hinsichtlich der Mikrostruktur durchgeführt.
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SFB 489 - Teilprojekt T6: Abschrecken induktiv gehärteter Bauteile mit der Spraykühlung

 
Kontakt:Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:01/2009 - 12/2011
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Im Rahmen des Projektes soll ein Abschrecken von Zahnrädern in einen SDF®-Randschichthärtprozess unter Zuhilfenahme einer Spraykühlung realisiert werden. Im Vergleich zu Polymerlösungen kann mit dem Wasser-Luft-Gemisch eine langsamere, homogenere und umweltfreundliche Abschreckung durchgeführt werden, die zu einem geringeren Verzug und somit reduzierten Nacharbeitskosten führt.
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SFB 489 - Teilprojekt A1: Lebensdauererhöhung von Werkzeugen für das Präzisionsschmieden von Zahnrädern durch PVD-Beschichtungen und Einlöten von Keramiksegmenten

Bild zum Projekt SFB 489 - Teilprojekt A1: Lebensdauererhöhung von Werkzeugen für das Präzisionsschmieden von Zahnrädern durch PVD-Beschichtungen und Einlöten von Keramiksegmenten
Kontakt:Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:01/2000 - 12/2011
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Kurzbeschreibung: Im Teilprojekt A1 "Werkstoffe für das Präzisionsschmieden" werden Maßnahmen entwickelt, die eine Lebensdauererhöhung von Werkzeugen für das Präzisionsschmieden von Zahnrädern zum Ziel haben.
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SFB 489 - Teilprojekt B6: Zerstörungsfreie Bauteilprüfung in der Prozesskette "Präzisionsschmieden"

Bild zum Projekt SFB 489 - Teilprojekt B6: Zerstörungsfreie Bauteilprüfung in der Prozesskette "Präzisionsschmieden"
Kontakt:Projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:01/2000 - 12/2011
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Ziel des Teilprojektes ist die Weiterentwicklung und Integration zerstörungsfreier Prüftechniken zur schnellen Erfassung und Charakterisierung der Bauteileigenschaften in der Prozesskette und unter industriellen Einsatzbedingungen, um über eine Steuerung oder Regelung der Prozessparameter zu einer Qualitätssicherung in der Prozesskette Präzisionsschmieden und Bewertung der Bauteilqualität zu kommen.
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SFB871 Regeneration komplexer Investitionsgüter – Teilprojekt B6: Lichtbogenprozesse für Reparaturschweißverfahren an Hochleistungsbauteilen aus Ti Legierungen

Bild zum Projekt SFB871 Regeneration komplexer Investitionsgüter – Teilprojekt B6: Lichtbogenprozesse für Reparaturschweißverfahren an Hochleistungsbauteilen aus Ti Legierungen
Kontakt:projekteiw.uni-hannover.de
Laufzeit:01/2014 - 12/2017
Förderung durch:DFG
Kurzbeschreibung:Die Integrität von komplexen Flugtriebwerksteilen kann, sofern es der Werkstoff und die Bauteilgeometrie zulassen, durch Fügeprozesse wiederhergestellt werden. Ziel des Teilprojektes B6 ist es, moderne Lichtbogenschweißverfahren als Reparaturverfahren für die Wiederherstellung beschädigter Triebwerksbauteile aus Titanlegierungen zu etablieren und damit einen Beitrag zu leisten, diese hoch beanspruchten Komponenten nach der Regeneration dem Lebenszyklus des Investitionsgutes wieder zuzuführen. Die Herausforderung besteht dabei darin, bei der Regenration den Wärmeeinfluss durch das Schmelzschweißen durch besonders wärmearme Lichtbogenschweißverfahren, wie z.B. das MIG(ColdArc)-, das Mikroplasma- und das leistungsarme WIG(SHARC)-Schweißen zu minimieren.
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SFB489 „Aufmaßorientierte Feinpositionierung“ und „Hartfeinbearbeitung präzisionsgeschmiedeter Bauteile“

Bild zum Projekt SFB489 „Aufmaßorientierte Feinpositionierung“ und „Hartfeinbearbeitung präzisionsgeschmiedeter Bauteile“
Kontakt:fischerifw.uni-hannover.de
Förderung durch:DFG-Förderung
Kurzbeschreibung:Innerhalb des SFB489 wurden mechatronische Maschinenkomponenten zur Unterstützung spanender Prozesse in einer verkürzten Prozesskette zur Herstellung präzisionsgeschmiedeter Bauteile realisiert. Neben einem 2-Freiheitsgrad- und einem 4-Freiheitsgrad-Spannfutter für die Drehbearbeitung wurde ein aktiver Reitstock für die Schleifbearbeitung aufgebaut. Darüber hinaus wurden Prozess-Vorsteuerungs- und –regelungsstrategien erforscht, die eine Kompensation von Bauteildeformationen während der Schleifbearbeitung erlauben.
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Kapazitätsplanung und Angebotskalkulation mittels Data Mining in der Regeneration von Transformatoren

Bild zum Projekt Kapazitätsplanung und Angebotskalkulation mittels Data Mining in der Regeneration von Transformatoren
Kontakt:quiricoifa.uni-hannover.de
Kurzbeschreibung:Im Rahmen des Teilprojekts D1 des SFB 871 wurde ein Ansatz zur Kapazitätsplanung und ‑abstimmung für die Regeneration von Flugzeugtriebwerken entwickelt. Dieser Ansatz wird im Transferprojekt T3 in Kooperation mit einem Hersteller von Transformatoren für Schienenfahrzeuge weiterentwickelt und an dessen spezifischen Rahmenbedingungen und Restriktionen angepasst. Dafür wird ein Prozessmodell erstellt sowie verschiedene Algorithmen entwickelt, die eine Kapazitätsplanung und Belastungssteuerung sowie Angebotskalkulation für die Regeneration von Transformatoren auf Basis unscharfer Informationen ermöglichen.
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SFB871 – C1: „Simulationsbasierte Prozessauslegung spanender Rekonturierungstechnologien“

Bild zum Projekt SFB871 – C1: „Simulationsbasierte Prozessauslegung spanender Rekonturierungstechnologien“
Kontakt:rustifw.uni-hannover.de
Laufzeit:01/2014 – 12/2017
Förderung durch:DFG-Förderung
Kurzbeschreibung:Im Teilprojekt C1 („Simulationsbasierte Prozessauslegung spanender Rekonturierungstechnologien“) des SFB871 werden am Beispiel von Triebwerksschaufeln die spanende Rekonturierung und ihr Einfluss auf die Oberflächenqualität sowie die Eigenspannung in der Randzone untersucht. Ziel ist es Bearbeitungsregeln zur gezielten Einstellung der zerspanungsbedingten Bauteilbeeinflussung aufstellen und eine bauteilindividuelle NC-Prozessplanung vorzunehmen.
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SFB489 A4 - Feinbearbeitung von Stahl-Keramik-Verbunden

Bild zum Projekt SFB489 A4 - Feinbearbeitung von Stahl-Keramik-Verbunden
Kontakt:behrens_Lifw.uni-hannover.de
Laufzeit:11/2009 – 12/2011
Förderung durch:Deutsche Forschungsgemeinschaft
Kurzbeschreibung:Ziel des Teilprojektes A4 ist die Herstellung von keramikverstärkten Schmiedegesenken zur Warmmassivumformung durch das Schleifen. Im Fokus steht hierbei die materialspezifische Prozessauslegung zur Vermeidung von Materialstufen zwischen der Keramik- sowie Stahlkomponente aufgrund elastischer Bauteilverzüge.
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