  {"id":23204,"date":"2023-07-13T15:22:46","date_gmt":"2023-07-13T13:22:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/projektdatenbank\/20761-01\/"},"modified":"2023-07-13T15:22:47","modified_gmt":"2023-07-13T13:22:47","slug":"20761-01","status":"publish","type":"projektdatenbank","link":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/projektdatenbank\/20761-01\/","title":{"rendered":"Entwicklung eines umweltfreundlichen plasmaphysikalischen Verfahrens zur Bildung keramischer Schichten auf Aluminium, Magnesium und Titan im w\u00e4ssrigen Elektrolyten zum Einsatz in der industriellen Fertigung und Erprobung in ausgew\u00e4hlten Anwendungen"},"content":{"rendered":"<p>Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n<p>Die Antragstellerin, ein auf europ\u00e4ischer Ebene t\u00e4tiger Aluminium-Beschichtungsbetrieb (KMU), hat durch Marktbeobachtung und ihre weitgestreuten Kundenanfragen festgestellt, dass die bisher verf\u00fcgba-ren Beschichtungsverfahren f\u00fcr leichte Werkstoffe (Aluminium, Magnesium, Titan) nicht ausreichen, um k\u00fcnftigen Anforderungen und schon heute aus umweltschutzrelevanten Gr\u00fcnden gew\u00fcnschten Anwen-dungen gerecht zu werden. Damit bleibt das Umweltentlastungspotential &#8211; das durch Einsatz leichter und leicht recyclierbarer Werkstoffe m\u00f6glich w\u00e4re &#8211; in weiten Bereichen noch immer verschlossen. Anwen-dungen, die heute noch immer auf Stahlwerkstoffe aus verschiedenen Gr\u00fcnden nicht verzichten k\u00f6nnen, k\u00f6nnten als Basismaterial die leichten Werkstoffe verwenden, wenn eine Beschichtungstechnologie verf\u00fcgbar w\u00e4re, die auf diesen Materialien entsprechend dicke, extrem belastbare und dauerhafte Oberfl\u00e4-chen erm\u00f6glicht. Entsprechende Energieeinsparungen im Lebenszyklus der Produkte (Beispiel leichtere KFZ), Entfall umweltbelastender Materialien und Energieeinsparungen im Herstellprozess (Zielwerte gegen\u00fcber Keronit\u00ae-Verfahren: um 30 % gesenkte Prozessspannung, um 50 % reduzierte R\u00fcckl\u00f6sungsverluste und um 50 % verminderte  K\u00fchlleistung) begr\u00fcnden eine betr\u00e4chtliche Umweltentlastung.<\/p>\n<p>Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenArbeitsschritte:<br \/>\nKonzeption &#8211; Ermittlung Kundenanforderungen, technische Anforderungen, Integration in Betriebe<br \/>\nHerstellen Vorversuchsanlage &#8211; Experimentieranlage zur Schaffung der Grundlagen f\u00fcr Engineering<br \/>\nStatus-Seminar &#8211; Vorstellung der Vorversuchsergebnisse f\u00fcr Fachpublikum<br \/>\nTechnische Entwicklung und Konstruktion &#8211; Elektrik, Elektronik, Mechanik, Steuerungssoftware<br \/>\nBeschaffung und Fertigung &#8211; Versuchsanlage f\u00fcr anschlie\u00dfende Erprobungsserie<br \/>\nErprobung mit ausgesuchten Werkst\u00fccken &#8211; Ermittlung optimaler Parameter-Sets auch f\u00fcr problematische Werkst\u00fccke  Untersuchung der Werkst\u00fccke &#8211; Bestimmung der erreichten Oberfl\u00e4cheng\u00fcte<br \/>\nEmpfehlungskatalog &#8211; Fortentwicklung f\u00fcr fl\u00e4chendeckenden Einsatz<br \/>\nVerbreitung der Ergebnisse &#8211; Bekanntmachung des Verfahrens auf nationaler\/EU-Ebene<\/p>\n<p>Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n<p>Das wichtigste Ergebnis des Projektes ist, dass das Vorhabensziel, die Grundlagen f\u00fcr ein energiesparendes Verfahren zur plasmaphysikalischen Beschichtung von Al-Werkstoffen mit hoher G\u00fcte zu entwickeln, erreicht werden konnte. Trotz des Einsatzes eines sehr umweltfreundlichen Elektrolytes ist es gelungen, das Spannungsniveau (Z\u00fcnd- und Prozessspannung) deutlich zu senken. Der effektive Energieverbrauch liegt um bis zu 34 % niedriger als bei den etablierten Systemen. Die aufgebauten Schichten auf dem Substrat \u00fcbertrafen alle Erwartungen und f\u00fchrten sogar zu einem vorzeitigen Versuchsabbruch im beauftragten Versuchslabor infolge verschlissener Pr\u00fcfstifte.  Aus diesem Grunde war eine abschlie\u00dfende qualitative Auswertung im Zuwendungszeitraum nicht m\u00f6glich, die Verschlei\u00dfversu-che werden jedoch fortgef\u00fchrt und werden voraussichtlich im ersten Quartal 2006 vorliegen. Sie werden dem Zuwendungsgeber nach Eingang vorgelegt.<br \/>\nDie erreichbaren Schichteigenschaften sind gleichwertig oder besser als die durch das Keplacoat-Verfahren der AHC bzw. durch das Keronite-Verfahren erreichbaren Beschichtungen.<br \/>\nDamit ist die Basistechnologie verf\u00fcgbar.<br \/>\nDas Verfahren wird nunmehr von der Zuwendungsempf\u00e4ngerin zur Serienreife ert\u00fcchtigt, da die Ver-suchsanlage sich nicht f\u00fcr die Praxis geeignet. Die bisher erzeugten Muster sind auf reges Echo in der Industrie gesto\u00dfen.<br \/>\nMit dem Verfahren steht ein erprobtes Basisverfahren zur Verf\u00fcgung, das beim Anwender die Herstellung reproduzierbare Plasmabeschichtungen erlaubt. Damit ist die Grundlage geschaffen f\u00fcr einen weit \u00fcber das bisherige Ma\u00df hinausgehenden Einsatz leichter Werkstoffe. Damit entf\u00e4llt eine wesentliche Restriktion, die bisher einem verbreiteten Einsatz der umweltfreundlichen Werkstoffe im Wege gestanden hat. In vielen industriellen Anwendungsf\u00e4llen kann dadurch auch auf umweltbedenkliche Stoffe (z. B. H\u00e4rteb\u00e4der f\u00fcr Stahlwerkstoffe) verzichtet werden.  Damit ergeben sich f\u00fcr KMUs sowohl erweiterte als auch v\u00f6llig neue Marktfelder.<\/p>\n<p>\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n<p>W\u00e4hrend der Entwicklung wurden zahlreiche Kontakte zu KMUs, Anwendern und industriellen Fertigern sowohl im In- als auch im Ausland aufgenommen. Im Rahmen einer Internationalen Konferenz, der Eight International Conference On Energy For A Clean Environment, die am 29. Juni in der Calouste Gulbenkian Stiftung in Lissabon stattfand, wurde das Projekt auf dem FINAL EUROPEAN WORKSHOP &#8211; Innovative industrial applications of anodised aluminium alloys vor einem internationalen Fachpublikum von dem Zuwendungsempf\u00e4nger vorgestellt.<\/p>\n<p>Fazit<\/p>\n<p>Mit dem von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt gef\u00f6rderten Projekt konnte eine weitere wesentliche Grundlage zum verst\u00e4rkten Einsatz von leichten Werkstoffen in industriellen Produktionsprozessen und Produkten geschaffen werden. Auf diese Weise kann die umweltentlastende Substitution von Stahlwerk-stoffen durch leichte und leicht zu bearbeitende Al-Werkstoffe vorangetrieben werden. Mit dieser Basistechnologie tritt &#8211; neben den Umweltentlastungen &#8211; eine St\u00e4rkung der Wettbewerbssituation ein, die auch andere europ\u00e4ische Mitgliedsl\u00e4nder betreffen wird.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Die Antragstellerin, ein auf europ\u00e4ischer Ebene t\u00e4tiger Aluminium-Beschichtungsbetrieb (KMU), hat durch Marktbeobachtung und ihre weitgestreuten Kundenanfragen festgestellt, dass die bisher verf\u00fcgba-ren Beschichtungsverfahren f\u00fcr leichte Werkstoffe (Aluminium, Magnesium, Titan) nicht ausreichen, um k\u00fcnftigen Anforderungen und schon heute aus umweltschutzrelevanten Gr\u00fcnden gew\u00fcnschten Anwen-dungen gerecht zu werden. 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