Inno-P2H - Bauteil- und Technologieentwicklung zur Herstellung nachhaltiger Power-to-Heat-Komponenten für die Speicherung von Energie aus Photovoltaikanlagen

Projektkoordinator

Döbeln Elektrowärme GmbH

Projektbeschreibung

Strom aus Photovoltaikanlagen kann auf unterschiedliche Weise genutzt werden. Vor wenigen Jahren noch war die Einspeisung ins öffentliche Stromnetz auf Grund attraktiver Einspeisevergütung bei gleichzeitig geringen Strompreisen eine sinnvolle Variante. In jüngerer Vergangenheit jedoch ist die Einspeisevergütung stetig gefallen, während die Strompreise immer stärker steigen. Aus diesem Grunde ist es für PV-Anlagenbesitzer heutzutage sinnvoller, den erzeugten Strom selbst zu nutzen. Auf Grund der natürlichen Fluktuation von Strom aus PV-Anlagen besteht jedoch eine Diskrepanz zwischen den Zeiten des höchsten Strombedarfs und der Erzeugung. Somit ist oft eine Zwischenspeicherung der erzeugten Energie notwendig. Dies kann durch die Warmwasserbereitung mittels elektrisch beheizter Einschraubheizkörper geschehen. Die Döbeln Elektrowärme GmbH fertigt derartige Einschraubheizkörper seit vielen Jahren. Um Korrosionserscheinungen zu vermeiden, welche sich bei dem Einbau der Einschraubheizkörper in die Wasserbehälter auf Grund elektrochemischer Effekte ergeben, wurde von DEW ein spezieller prototypischer Einschraubheizkörper in hybrider Metall-Kunststoffbauweise entwickelt. Diese prototypische Entwicklung soll innerhalb des Vorhabens durch umfangreiche Dauertests und damit verbundene Modifikationen in der konstruktiven und materiellen Gestaltung dahingehend weiterentwickelt werden, dass eine gesicherte Nutzungsdauer von mindestens 10 Jahren erreicht wird.

Förderhinweis

Entwicklung neuartiger Fertigungsprozesse für graphitische Bipolarplatten zur Anwendung in Wasserstoff-Brennstoffzellen

Projektkoordinator

Wesoba GmbH

Projektbeschreibung

Das Forschungsvorhaben befasst sich mit der Entwicklung neuartiger Fertigungsprozesse zur Herstellung großformatiger Bipolarplatten für den Einsatz in Polymermembran-Brennstoffzellen (PEM-BZ), bei denen elektrische Energie aus der elektrochemischen Reaktion von Wasserstoffgas und Luftsauerstoff gewonnen wird. Durch Plattenformate in der Größenordnung von 500 cm² können Brennstoffzellenstacks im Leistungsbereich größer 100 kW aufgebaut werden, die für stationäre Stromversorgungen sowie im Mobilitätsbereich bei LKWs, Bussen und Bahnen benötigt werden.

Die prozesstechnischen Lösungsansätze sollen es ermöglichen, thermoplastisch gebundene Materialien auf Graphitbasis quasikontinuierlich, d.h. fortlaufend, mit sehr kurzen Taktzyklen im Pressverfahren herzustellen. Der angestrebte Lösungsweg betrachtet einerseits Möglichkeiten zur prozesssicheren Herstellung hochgefüllter Compounds sowie deren Weiterverarbeitung zu endkonturnahen Flächenhalbzeugen aus definiert geformten und präzise dosierten Mikrogranulaten.
Andererseits wird die intrinsische, nach Möglichkeit werkzeugintegrierte Erwärmung der Halbzeuge durch Hochfrequenzfelder mit anschließender Formgebung und Konsolidierung in einem Presswerkzeug untersucht. Darüber hinaus werden Lösungen zur automatisierbaren Gestaltung und Verkettung der Einzelprozesse betrachtet.

Förderhinweis

Magnet-Handling für automatisierte Fertigungsprozesse von sicheren Magnetspielzeugen

Projektkoordinator

Tisora Sondermaschinen GmbH

Projektbeschreibung

Im Bereich der Konstruktionsspielzeuge mit Magneten für Kinder gibt es eine große Anzahl an Herstellern, wodurch Design und Art des Einbringens der Magnete in das Spielzeug variieren. Durch das lose Einsetzen dieser Magnete, bzw. der Hülsen samt Magnet besteht die Gefahr, dass diese bei Bruch des Spielzeugs herausfallen und von Kindern verschluckt werden. Die Montage solcher Spielzeuge gestaltet sich schwierig, da Magnete schwer zu vereinzeln und daher für automatisierte Montageprozesse ungeeignet sind. Eine Montage mit Metallhülsen ist ein schwer handhabbarer Prozess, da die Prozessschritte Vereinzelung der Metallhülsen, Einlegen der Magnete in Hülsen und Einlegen der Hülse in das Formteil komplexe Aufgaben darstellen, welche zusätzlich für verschiedene Formteilvarianten ausgeführt werden müssen. Dieser Einlegeprozess, sowie das Zusammenlegen der Formteile für den Fügeprozess bedingen daher ein hohes Maß an Flexibilität, weshalb diese Tätigkeiten nach dem aktuellen Stand der Technik von Hand ausgeführt werden. Das Gesamtziel des InnoTeam MagHand ist demnach die Entwicklung eines Montageprozesses für die sichere Handhabung von Magneten für automatisierte Fertigungsprozesse sowie die Konzeptentwicklung und Realisierung eines bruchsicheren Magnetspielzeuges.

Förderhinweis

Neuartiges Technologiekonzept zur Verarbeitung von Kunststoffrezyklaten mittels 2K-Sandwich-Spritzguss mit Coinjektionstechnik

Laufzeit

1. Oktober 2023 bis 30. September 2026

Projektpartner

• A&E Produktionstechnik GmbH
• Core Mountains GmbH
• Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung der TU Chemnitz

Projektkoordinator

A&E Produktionstechnik GmbH

Projektbeschreibung

Das InnoTeams RezyCo wird eine kosteneffiziente Systemlösung für kleine und mittlere kunststoffverarbeitende Unternehmen (KMUs) ausarbeiten, die funktionierende, aber ineffiziente Produktionslinien nach den aktuellen Vorgaben der Kreislaufwirtschaft modernisiert. So soll, insbesondere den KMUs, ein Werkzeug bereitgestellt werden, welches es erlaubt die Recyclingquote der im Unternehmen verwendeten Kunststoffe praxisnah und nachhaltig zu erhöhen. Die auf die Kreislaufwirtschaft abgestimmte Technologie wird dabei vorwiegend für Spritzgießcompounder entwickelt und soll eine effiziente Fertigung von fortgeschrittenen Strukturen in Sandwichbauweise mit überwiegenden Rezyklatanteil erlauben. Hierfür werden spezialisierte Systemmodule auskonstruiert und implementiert sowie die Grundlage für die Gestaltung und Fertigung der komplexen 2-Komponenten-Recyclingstrukturen in Form von Technologie-Richtlinien ausgearbeitet. Im Detail soll die innovative Technologie auf Systemmodule zurückgreifen, die wiederum eine Fusion von mehreren Technologien wie der Direktcompoundierung, dem Thermoplast-Schaumspritzgießen sowie des Variotherm-Verfahrens erlauben. Dabei wird verstärkt auf die Entstehung von Synergieeffekten gesetzt, die einem Mehrwert bei der Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks und der Fertigungskosten (bei den Erzeugnissen) bewirken sollen.

Förderhinweis

Entwicklung von crashrelevanten UD-faserverstärkten Thermoplastbauteilen, die elektromagnetische Verträglichkeit vorweisen

Projektkoordinator

Albert Polenz GmbH & Co. KG Döbeln Werkzeug- und Formenbau

Projektbeschreibung

Das Forschungsvorhaben befasst sich mit der Entwicklung neuartiger Fertigungsprozesse zur Herstellung von crashrelevanten UD-faserverstärkten Thermoplastbauteilen, die gleichzeitig eine elektromagnetische Verträglichkeit vorweisen. Sie könnten künftig das bislang dominierende Aluminium teilweise ersetzen. Auch Akustik und Vibrationsverhalten des Bauteils werden allein durch die gut berechenbaren Eigenschaften des Kunststoffs bestimmt und sollen durch die neue Leichtbaulösung nicht verloren gehen. Ziel des Projektes „One-Step-EMV“ ist die Entwicklung von crashrelevanten Bauteilen, die eine elektromagnetische Verträglichkeit vorweisen. Es ist die Material- und Prozessentwicklung zur Herstellung solcher Bauteile umzusetzen. Es wird beabsichtigt, in einem Prozessschritt (One-Step) diese zwingend notwendigen Eigenschaften mit Materialmodifikationen und abschirmenden Elementen abzubilden und technisch umzusetzen. Die werkzeugtechnischen Entwicklungen sind genauso integraler Bestandteil des Projektes, wie die automatisierbare Umsetzung der textilen abschirmenden Halbzeuge. Ziel ist es, mit dem neuen Herstellungsverfahren One-Step EMV vielfältige Problemlösungen im Hinblick auf EMV-, Umwelt- und mechanische Anforderungen in einer Komponente gleichzeitig zu realisieren.

Förderhinweis

Optimierung der Mikromobilität: Nachhaltige Lösungen durch den Einsatz von Kohlenstofffasern in hochbelasteten thermoplastischen Strukturen

Projektkoordinator

Schicktanz GmbH Sohland/Spree

Projektbeschreibung

Das Entwicklungsziel des InnoTeams "Optimierung der Mikromobilität: Nachhaltige Lösungen durch den Einsatz von Kohlenstofffasern in hochbelasteten thermoplastischen Strukturen" (SureMikro) ist das eines integrierten Konzepts, das die disparaten mechanischen, wirtschaftlichen und ökologischen Anforderungen an moderne Leichtbaustrukturen durch die gezielte Kombination von neuartigen Materialien, intelligenten Bauweisen und effizienten Fertigungstechnologien erfüllt. Dies beinhaltet die Verbindung von Metallen und faserverstärkten Kunststoffen (FKV) zur Realisierung crashbelasteter Strukturen in der Mikromobilität, wodurch die Qualifizierung von FKV für branchenübergreifende Anwendungen vorangetrieben wird. Durch den Einsatz dieser Technologie werden neue Absatzmärkte für hochleistungsfähige Leichtbaumaterialien erschlossen, die bisher aufgrund von Kosten oder fehlender Erfahrung im Bereich der Bauweisenkonzepte und Herstellungstechnologien nicht zugänglich waren. Um diesen Herausforderungen gerecht zu werden, hat sich das InnoTeam SureMikro gebildet, bestehend aus Fachexperten der der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung der Technische Universität Chemnitz, der Schicktanz GmbH Sohland/Spree sowie der LAKOWA Gesellschaft für Kunststoffbe- & -verarbeitung mbH, die sich im Rahmen der Projektlaufzeit von 30 Monaten dieser Aufgabe stellen werden.

Förderhinweis

Innovation und Nachhaltigkeit durch Einsatz der Radiowellentechnologie

Projektkoordinator

Forschungs- und Transferzentrum Leipzig (FTZ)

Förderprogramm

SAB MINT-Fachkräfteentwicklung 2021-2027

Projektbeschreibung

Ziel des Projektes ist es, Innovationen in Form von Produkten und Verfahren in den Bereichen Nachhaltiges Bauen, Umwelttechnologien, Kunststoffverarbeitung und Papierproduktion sowie Gerätetechnik auf Basis der Radiowellen(RW)-Technologie im Rahmen der industriellen Forschung zu entwickeln und die weitere Entwicklung in Richtung Praxisfähigkeit für verschiedene konkrete Anwendungen vorzubereiten. Dabei werden die Alleinstellungsmerkmale der RW-Technologie wie die direkte Erwärmbarkeit kleiner und großer Volumina, die gute Kontrollierbarkeit, die potenziell hohe Energieeffizienz, die Nutzungsmöglichkeit von aus regenerativen Quellen erzeugter elektrischer Energie sowie die Flexibilität hinsichtlich der zu erwärmenden Materialien genutzt, um Effizienzvorteile und positive Effekte für Klimaschutz und Ressourcenschonung zu erzielen. Hierzu sind im Rahmen des Projektes sowohl neue Funktionsprinzipien zu beschreiben und ihre Funktionsfähigkeiten zu evaluieren als auch erste Laboraufbauten zu entwickeln und für Tests zu nutzen. Verbunden damit ist die Aneignung von Kenntnissen, Fähigkeiten und Fertigkeiten auf den dafür notwendigen Gebieten durch die Mitglieder des MINT-Innoteams, wobei eine interdisziplinäre Expertise das Ziel sein muss. Die über die Projektlaufzeit hinausreichende Vision ist es, ein Kompetenzcluster für die RW-Technologie in Sachsen zu etablieren, das die regionale Wirtschaft stärkt und überregional Ansprechpartner für diese innovative Technologie ist.

Förderhinweis