Projektübersicht
| Anfang | Ende | FKZ | Projektthema | Bericht | |||
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| 01.09.2018 | 31.12.2020 | 22001318 | Verbundvorhaben: Biobasierte Schmier- und Verfahrensstoffe in der nachhaltigen öffentlichen Beschaffung - Bestandsaufnahme und Handlungsempfehlungen; Teilvorhaben 2: Bestandsaufnahme und empirische Untersuchungen - Akronym: NOEBIO | Im Rahmen des Projektes werden für Entscheidungsträger auf Bundesebene (Beschaffungsverantwortliche) Unterstützungs- und Informationsangebote erarbeitet, die die Berücksichtigung biobasierter Produkte im Einkauf (exemplarisch hier umweltschonende Schmier- und Verfahrensstoffe) vereinfachen und den Einsatz dieser umweltfreundlichen Substitute unterstützen. Das Projekt liefert ferner belastbare Zahlen zu substituierbaren Mengen in der öffentlichen Beschaffung (Schwerpunkt Bundesebene) sowohl für den reinen Produkteinkauf, als auch den indirekten Einsatz über Dienstleistungsvergaben. Darüber hinaus fördert das Projekt exemplarisch den dialogischen Austausch zwischen Anbietern und potenziellen Anwendern sowie weiteren relevanten Stakeholdern durch eine Veranstaltungsreihe zum Thema. | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Katharina Schmitz Tel.: +49 241 80-477-01 katharina.schmitz@ifas.rwth-aachen.de Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 4 - Maschinenwesen - Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen Campus-Boulevard 30 52074 Aachen | X | |
| 01.05.2019 | 31.07.2022 | 22002618 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung und Einsatz von Biostatika aus nachwachsenden Rohstoffen zur Stabilisierung wasserbasierter Fluide wie den Kühlschmierstoffen; Teilvorhaben 1: Untersuchungen von Biostatika aus nachwachsenden Rohstoffen - Akronym: Biostatic | Das Gesamtziel des Vorhabens war es, umfassend zu recherchieren, welche Biostatika oder Biozide in Deutschland in terrestrischen oder aquatischen Pflanzen bzw. in pflanzlichen Produktionsabfällen zu finden sind oder auch biotechnologisch aus diesen produziert werden können und wie sich ihre Verfügbarkeit darstellt. Die technische Einsatzfähigkeit und Wirksamkeit ausgewählter biostatischer Wirkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen wurde sowohl durch Formulierungsexperimente, tribologische und mikrobiologische Tests im Labor, als auch durch Praxistests in der Metallbearbeitung demonstriert und optimiert. Das IÖNC war an der Bearbeitung aller Arbeitspakete des Verbundprojektes beteiligt. Sie werden nachfolgend benannt: Recherche zur Identifizierung potentieller Biostatika aus Pflanzen sowie pflanzlichen Rückständen. Beschaffung, Testung und Konditionierung biostatisch wirksamer Stoffe und Mischungen. Evaluierung der Verfügbarkeit identifizierter Wirkstoffe. Formulierungsversuche mit wassergemischten und Emulsions-Kühlschmierstoffen und biostatische Hemmwirkung. Entwicklung von Verfahren zur Additivanalytik incl. der Biostatika und zur Verfolgung chemischer Veränderungen in den technischen Fluiden. Physikalisch-chemische und tribologische Eigenschaften der neuartigen Kühlschmierstoff-Formulierungen. Praxistest der neuartigen Kühlschmierstoff-Formulierungen. Umweltverträglichkeit, biologische Abbaubarkeit und Einsatzprognosen der biostatischen Wirkstoffe. Zudem war die Projektkoordination und Administration sowie das Organisieren der Projektdokumentation und die Publikation von Ergebnissen Aufgabe des IÖNCs. | Durch Recherchen wurden 7 Substanzklassen identifiziert, deren Vertreter aus einheimischen nachwachsenden Rohstoffen herstellbar sind und die sich potentiell als antimikrobielle Wirkstoffe in wasserbasierten Kühlschmierstoffen (KSS) einsetzen lassen. Auf Grundlage von Auswahlkriterien wurden 3 Substanzklassen, Alkohole, ätherische Öle und Sulfide mit insgesamt 37 Verbindungen weiteruntersucht. Für mehrwertige Alkohole und ätherische Öle wurden schließlich Konzentrationen abgeleitet, bei denen kein Mikrobenwachstum mehr feststellbar war. Diese lagen im Bereich von 5% bis 30% bzw. 0,25% bis 1%. Untersuchungen des verwendeten Mikrobioms wiesen darauf hin, dass die Verbindungen biostatisch und nicht biozid wirken. Recherchen ergaben, dass die mehrwertigen Alkohole u. a. aus Glycerin sowie aus Glucose und Hemicellulosen herstellbar sind. Terpene und Cumarine sind aus nachwachsenden Rohstoffen isolierbar oder herstellbar. Weitere Kriterien für den Einsatz der Substanzen in KSS sind deren chemische Stabilität im wässrigen Medium bei basischem pH-Wert und ihre Flüchtigkeit. Die Alkohole erfüllten diese Anforderungen problemlos, während insbesondere die Terpene durch Additivierung stabilisiert werden konnten. Für viele Untersuchungsaufgaben in der Fluidentwicklung waren Analysenmethoden erforderlich, die hierfür angepasst oder neu entwickelt wurden. So kamen Refraktometrie, Ionen-, Gelpermeations-, Hochdruckflüssigkeits- und Gaschromatographie sowie Massenspektrometrie zum Einsatz. Testformulierungen wurden tribologisch (Brugger Reibverschleiß) und physikalisch-chemisch (Korrosionsschutz, Schaumverhalten, Viskosität) im Labor untersucht. Es wurden Fluidoptimierungen durch Additivierung erreicht. Schließlich wurden KSS-Formulierungen für Maschinenversuche hergestellt und diese wurden analytisch und mikrobiologisch begleitet. Positive Aussagen zur biologischen Abbaubarkeit und zu Einsatzprognosen der biostatischen Wirkstoffe bzw. der neuartigen KSS konnten getroffen werden. | Dr. Hubertus Wichmann Tel.: +49 531 391-66855 hu.wichmann@tu-braunschweig.de Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 2 - Lebenswissenschaften - Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie Hagenring 30 38106 Braunschweig | |
| 01.01.2019 | 30.06.2022 | 22003418 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung biobasierter Verdickersysteme zur Herstellung von Schmierfetten; Teilvorhaben 1: Qualifizierung der Schmierfette für den Einsatz in Wälzlagern - Akronym: PolyBioFe | Das Ziel des vorliegenden Projektes bestand darin, nahezu 100 % biobasierte Schmierfette herzustellen. Zum Erreichen dieses Ziels sollten drei unterschiedliche, biobasierte, polymere Verdickersysteme entwickelt werden und ein passender Herstellungsprozess für die entsprechenden Schmierfette abgeleitet werden. Die zu untersuchenden polymeren Verdicker sollten Polyharnstoffe, Polyester und Polyamide sein, die aus kommerziell verfügbaren bzw. sich in der Entwicklung befindlichen biobasierten Rohstoffen hergestellt werden sollten. Als biobasiertes Basisöl sollte insbesondere Rizinusöl verwendet werden. Die entwickelten Schmierfette sollen anschließend am Anwendungsbeispiel Wälzlager auf ihre Einsatztauglichkeit in Maschinenelementen qualifiziert werden. | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Georg Jacobs Tel.: +49 241 80-27342 georg.jacobs@imse.rwth-aachen.de Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 4 - Maschinenwesen - Lehrstuhl und Institut für Maschinenelemente und Maschinengestaltung Schinkelstr. 10 52062 Aachen | ||
| 01.04.2019 | 30.06.2022 | 22004118 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Potenziale algenbasierter Bioschmierstoffadditive; Teilvorhaben 1: Leistungsprüfung in der Zerspanung - Akronym: ALBINA | Übergeordnetes Ziel des beantragten Vorhabens ist die Substitution mineralölbasierter Schmierstoffadditive durch Bestandteile aus Algen. In dem Vorhaben sollen funktionsorientierte Bestandteile aus Algen identifiziert, deren Potenzial für die Verwendung als Schmierstoffadditive belegt und zur Anwendung gebracht werden. Die Chancen dieses Ansatzes sind: mineralölreduzierte Schmierstoffanwendung, deutliche Ressourcenschonung und Vermeidung des Tank-Teller-Konfliktes. In dem Teilprojekt P1 "Leistungsprüfung in der Zerspanung" werden die technischen Anforderungen an die zu entwickelnden Additive ermittelt und beschrieben. Die auf dieser Basis entwickelten Additive werden in zwei aufeinanderfolgenden Schritten getestet. Im ersten Schritt auf Prüfmaschinen im Labormaßstab, in dem zweiten Schritt in den Werkzeugmaschinen der Hochschule Bremen. Die Untersuchungen erfolgen unter begleitender Messanalytik wie Bestimmung der Oberflächenrauheiten, Zerspankräfte und Werkzeugverschleiß. Das Teilprojekt P1 gibt in AP 2 einen relevanten Input zu den chemischen Strukturen der zu entwickelnden Additive. Das Gesamtvorhaben wird durch das Teilprojekt P1 koordiniert und gesteuert. | Prof. Dr.-Ing. Ralf Gläbe Tel.: +49 421 5905-3589 ralf.glaebe@hs-bremen.de Hochschule Bremen Neustadtswall 30 28199 Bremen | ||
| 01.04.2019 | 31.12.2021 | 22004618 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Tribologische Konditionierung zum Verschleiß- und Korrosionsschutz mit Hilfe von biobasierten Kühlschmierstoffen; Teilvorhaben 1: Erforschung und Formulierung neuer Kühlschmierstoffe - Akronym: TriboKon | In tribologisch belasteten Maschinenbauanwendungen ist ein Betrieb im niedrigsten Verschleißratenregime in vielen Anwendungen essentiell, um die Anforderungen an Lebensdauer und Effizienz der Produkte erreichen zu können. Eng mit diesem niedrigsten Verschleißratenregime in der Mischreibung verknüpft ist das Einlaufverhalten, d.h. die Änderung von Reibung und Verschleiß in der anfänglichen Betriebszeit. Fragestellung im Projekt war die oberflächenchemische Vorkonditionierung tribologisch belasteter Oberflächen mit dem Ziel, das Einlaufverhalten und damit Reibungs- und Verschleißverhalten im niedrigsten Verschleißratenregime zu verbessern. Die Oberflächenfunktionalisierung erfolgte mit biobasierten Schmierstoffen bzw. Kühlschmierstoffen im Streamfinishing-Verfahren. Im Rahmen des Projekts wurden sowohl einsatzgehärtete Proben als auch normalisierte Proben aus Stahl bearbeitet. Als weiteres Tribosystem wurde eloxiertes Aluminium in unterschiedlichen Oberflächenmodifikationen untersucht. Das Teilprojekt am Fraunhofer IWM befasste sich mit der Oberflächencharakterisierung und der Analyse des Einlaufverhaltens. Die Oberflächencharakterisierung erfolgte sowohl topographisch mit Weißlicht- und Konfokalmikroskopie als auch chemisch über Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS). | Dr. Oliver Thordsen Tel.: +49 9721 6595-16 oliver.thordsen@ml-lubrication.com ML LUBRICATION GMBH Hafenstr. 15 97424 Schweinfurt | X | |
| 01.06.2019 | 31.05.2022 | 22005218 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung biobasierter Metallbearbeitungsöle für die kryogene Minimalmengenschmierung; Teilvorhaben 1: Entwicklung von kryogenen Kühlkonzepten einer Minimalmengenschmierung (MMS) - Akronym: ECO2il | Ein Großteil der spanenden Metallbearbeitungsprozesse wird aktuell durch große Mengen flüssiger Kühlschmierstoffe unterstützt. Aufgabe des Kühlschmierstoffs ist es, die Kühlung und Schmierung des Werkzeugs im Eingriff sicherzustellen sowie die Späne aus dem Bearbeitungsraum abzutransportieren. Die Anwendung konventioneller insbesondere wassermischbarer Kühlschmierstoffe in Zerspanungsprozessen wirkt sich negativ auf ökonomische und ökologische Faktoren sowie auf die Gesundheit der Mitarbeiter am Arbeitsplatz aus. Aus fertigungstechnischer Sicht stoßen konventionelle Kühlschmierstrategien bei der Bearbeitung neuartiger Hochleistungswerkstoffe an ihre Leistungsgrenzen. Ein Ansatz konventionelle Kühlschmierstoffe im spanenden Bearbeitungsprozess zu ersetzen bietet sowohl die Minimalmengen-schmierung als auch die kryogene Kühlung mittels CO2. In diesem Projekt wurde die Entwicklung biobasierter Schmierstoffe für die kryogene Zerspanung kombiniert mit Minimalmengenschmierung durchgeführt. Im Fokus standen dabei Prozesse mit geometrisch bestimmter Schneide. Ziel war es, anwendungsnah Schmierstoffe biologischen Ursprungs für die kryogene Minimalmengenschmierung zu entwickeln, diese bedarfsgerecht zu additivieren und zu optimieren. Dadurch soll sichergestellt werden, dass sowohl die Werkzeugstandzeit als auch Zeitspanvolumina im Vergleich zu konventioneller Überflutungs-kühlung gesteigert werden können. Die dadurch erreichbaren ökologischen Verbesserungen stellten den Kern dieses Projektes dar. Industrielle Anwender wurden dahingehend unterstützt, dass Bearbeitungsprozesse mit aktuell konventioneller Überflutungskühlung auf Minimalmengenschmierung in Kombination mit kryogener CO2 Kühlung umgestellt werden können. Dadurch werden sowohl ökonomische und ökologische Vorteile erzielt als auch die Leistungsfähigkeit der Fertigungsprozesse erhöht. | Prof. Dr.-Ing. Nico Hanenkamp Tel.: +49 911 65078-64811 nico.hanenkamp@fau.de Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg - Technische Fakultät - Department Maschinenbau - Lehrstuhl für Ressourcen- und Energieeffiziente Produktionsmaschinen Dr.-Mack-Str. 81, Technikum 1 90762 Fürth | X | |
| 01.04.2019 | 30.09.2022 | 22006118 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung eines neuartigen Schmierfettansatzes unter Nutzung pflanzlicher Verdickersysteme auf Lupenbasis; Teilvorhaben 2: Entwicklung eines leistungsfähigen Schmierfettsystems - Akronym: LUBRISSA | Das Ziel von LUBRISSA ist die Entwicklung einer neuartigen, leistungsfähigen Schmierfettplattform, die ausschließlich auf pflanzlichen Verdickerkomponenten basiert. Als Ausgangsmaterialien werden dafür pflanzliche Öle sowie Lupenverbindungen aus Rindenreststoffen der Holzverarbeitung verwendet. Lupene weisen eine hohe Zahl an funktionellen Gruppen auf, mit denen es möglich ist, pflanzliche Öle zu einem Fett zu verdicken und damit ein stabiles Oleogel zu bilden. Das neuartige Schmierfett soll durch die Kombination von Ölen und Lupenen NLGI-Härtegrade von 0 bis 3 erreichen und dadurch einen großen Einsatzbereich für dieses Produkt eröffnen. | Dipl.-Phys. Rolf Luther Tel.: +49 621 3701-1777 rolf.luther@fuchs.com FUCHS LUBRICANTS GERMANY GmbH Friesenheimer Str. 19 68169 Mannheim | ||
| 01.04.2019 | 30.04.2023 | 22007118 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Vollsynthese maßgeschneiderter bioabbaubarer und hydrolyse-beständiger Industrieschmierstoffe; Teilvorhaben 1: Entwicklung und Evaluierung neuer Schmierstoffformulierungen - Akronym: ProProRoh | Ausgehend von ungesättigten Fettsäuren bzw. deren Derivate werden über zwei verschiedene chemische Funktionalisierungsschritte neue zusätzliche funktionale Gruppen in die Ausgangsmoleküle eingefügt. Damit werden zwei Gruppen neuer Synthesebausteine hergestellt. Diese können dann beispielsweise in Veresterungsreaktionen weiter umgesetzt werden. Die entstehenden Verbindungen (= neue Schmierstoff-Rohstoffe) werden in einer Substanzbibliothek zusammengestellt und einer ersten Bewertung unterworfen, die vor allem grundlegende Daten wie Hydrolysestabilität, Bioabbaubarkeit und rheologisches Verhalten ermittelt. Vielversprechende Kandidaten werden in größerem (kg) Maßstab hergestellt und ersten tribologischen Untersuchungen unterzogen. Die Untersuchungen starten bei allgemeinen Untersuchungen zur Reibungs- und Verschleißminderung und führen bis zu ersten Prüfverfahren, die die Eignung der anvisierten Anwendungen beschreiben. Ein erstes Screening zu toxikologischen Eigenschaften sichert eine Umsetzbarkeit für die ausgewählten Kandidaten ab. Parallel werden die eingangs beschriebenen Funktionalisierungsschritte auf ihre technische Umsetzbarkeit bewertet. Zusätzlich werden die Kandidaten /Verfahren mit einer Life Cycle Analyse bewertet. | Dr. Thomas Kilthau Tel.: +49 89 7876-579 thomas.kilthau@klueber.com Klüber Lubrication München GmbH & Co. KG Geisenhausenerstr. 7 81379 München | ||
| 01.06.2017 | 31.08.2019 | 22010416 | Neuartige multifunktionale Emulgatoren auf Basis niedermolekularer Polypropylenglykole für Anwendungen in Schmierstoff und Kosmetik-Formulierungen - Akronym: NEPAS | Ziel des Gemeinschaftsvorhabens der Firma Lehmann&Voss&Co. KG (LuV) aus Hamburg und der Bergischen Universität Wuppertal ist die Neuentwicklung von multifunktionalen polymeren Emulgatoren auf Basis nachwachsender Rohstoffe mit dem Fokus auf Schmiermitteladditive aber auch für kosmetische Zwecke. Diese Produkte sollen aus niedermolekularen Polypropylenglykolen, Hydroxycarbonsäuren und Fettderivaten (Fettsäuren oder Fettsäurealkonolamide) entwickelt werden. Die zu erwartenden polymeren Produkte sollten multifunktional sein, - d.h. pH-Wert abhängig Öle mit Wasserphasen zu emulgieren oder sogar zu demulgieren, Metalle zu komplexieren, darüber hinaus korrosionsinhibierend zu sein und die bakteriostatische Wirkung von Konservierungsmitteln zu unterstützen. Darüber hinaus wird auch eine gute biologische Abbaubarkeit der Produkte erwartet. Die Eigenschaften in Relation zu den chemischen Strukturen sollen im Rahmen dieses Projektes ermittelt und optimiert werden. Die Herstellung der Produkte ist denkbar einfach: Die Komponenten werden lösungsmittelfrei für zwei bis drei Stunden in der Schmelze zu den Zielverbindungen kondensiert und die so erhaltenen Produkte ohne weitere Produktionsschritte (Abfallfrei) direkt verwendet. Dabei sollen insbesondere bereits technisch verfügbare Komponenten aus nachwachsenden Rohstoffen wie Fettsäuremethylester(z.B. sog. Biodiesel) in der Forschung zum Einsatz kommen um daraus hochfunktionale polymere Emulgatoren entwickeln, die dann wiederum zu kostengünstigen Kühlschmierstoffformulierungen führen werden. Herstellung biobasierter polymerer Emulgatorensysteme aus - Fett- und Hydroxycarbon-säuremodifizierte Polypropylene - Fettsäurealkanolamid und Hydroxycarbonsäure-modifizierte polypropylene unter Variation von Fettsäure, technischer Fettsäuregemische, Fettsäuremethylestern (FAME) und Aminoalkoholen Beurteilung der Polymere | Dr. Dalibor Vukadinovic-Tenter Tel.: +49 40 4419-7353 dalibor.vukadinovic-tenter@lehvoss.de Lehmann & Voss & Co. KG Alsterufer 19 20354 Hamburg | X | |
| 01.12.2016 | 31.05.2020 | 22013716 | Verbundvorhaben: Entwicklung eines biopolymerbasierten Hydraulikfluides mit pflanzlichen Korrosionsschutzadditiven; Teilvorhaben 1: Untersuchungen der neuen Hydraulikfluide - Akronym: BioHydra | Im Rahmen des Projektes wird ein neuartiges Hydraulikmedium entwickelt, dessen Wasseranteil bei über 90 % liegt und dessen weitere Komponenten primär auf nachwachsenden Rohstoffen basieren. Zur Einstellung der Viskosität und der Grundschmierung werden Biopolymere auf Kohlenhydratbasis verwendet. Da das Medium überwiegend aus Wasser besteht, steht bei der Additiventwicklung der Korrosionsschutz im Vordergrund. Hierfür werden sekundäre Pflanzenstoffe eingesetzt, die aufgrund ihrer chemischen Struktur ein hohes antikorrosives Potenzial aufweisen und konventionelle Korrosionsschutzadditive ersetzen. Das Projekt kann insbesondere zu dem BMEL Förderschwerpunkt "Verarbeitung biogener Rohstoffe zu Zwischen- und Endprodukten" einen wesentlichen Beitrag zur weiteren Etablierung einer biobasierten Wirtschaft leisten. Hierzu zählen vor allem die Gewinnung des Biopolymers sowie die Nutzbarmachung von sekundären Pflanzenstoffen als Fein- und Spezialchemikalien für Hydraulikadditive. Die sekundären Pflanzenstoffe können aus biogenen Reststoffen (z. B. Agrar- und Lebensmittelindustrie sowie Holzindustrie) gewonnen werden. Der Projektablauf sieht zuerst vor eine Wasser-Biopolymermischung zu entwickeln, die aufgrund der chemischen Struktur eine hohe thermische, physikalische und mikrobiologische Stabilität aufweist und über eine ausreichende Langzeitstabilität verfügt. Parallel dazu wird ein Korrosionsschutzadditiv auf Basis von Pflanzenextrakten entwickelt. Neben der Identifizierung von synergistischen Effekten zwischen einzelnen Stoffklassen von sekundären Pflanzenstoffen, steht die Stabilisierung der antikorrosiv wirkenden Pflanzenextrakte in der Wasser-Biopolymermischung im Vordergrund. Nachdem die wesentlichen Eigenschaften des Korrosionsschutzadditivs bekannt sind, wird ein Additivpaket zusammengestellt sowie dessen Bestandteile aufeinander abgestimmt, um ein anwendungstaugliches Hydraulikfluid zu erhalten. | An einem Alterungsprüfstand wurden zwei wasserbasierte Fluide, deren Viskosität mit einem Biopolymer des IVV an die marktgängige Referenzfluide (HFC und HLP) angeglichen wurde, hinsichtlich ihrer Stabilität unter hydraulisch üblichen Lastkollektiven untersucht. Beide Fluide zeigten zwar über die Versuchsdauer von 600 bzw. 250 Stunden eine abnehmende Viskosität, diese ist jedoch im Bereich der Viskositätsabnahme der marktgängigen Referenzfluide. Daher werden die genutzten Biopolymere als Verdicker für Hydraulikfluide prinzipiell als geeignet angesehen. Weiter wurden die tribologischen Eigenschaften der wasserbasierten Fluide auf einem Tribometer hinsichtlich ihrer Fähigkeit zur Schmierung der tribologischen Kontakte, z.B. innerhalb einer Pumpe, betrachtet und wiederum mit marktgängigen Hydraulikfluiden als Referenz verglichen. Die wasserbasierten Fluide zeigen im Vergleich zu den Referenzfluiden einen höheren Reibkoeffizient. Insbesondere bei der finalen Formulierung wird der Bereich der Mischreibung über die gesamte Versuchsdauer hinweg nicht verlassen. Dies könnte auch die Ursache für den deutlich unruhigeren Verlauf der Messkurven sein und ist darin begründet, dass die kinematische Viskosität ca. 9 mm²/s bei 40°C beträgt und damit deutlich niederviskoser als die Referenzfluide (ca. 46 mm²/s bei 40°C) ist. Im Rahmen des Anwendungstests wurde die Performance der Testfluide anhand von Wirkungsgradmessungen an einer Flügelzellenpumpe (geometrisches Verdrängervolumen 44 cm³) verglichen. Für die Wirkungsgradmessungen wurde ein Pumpenwirkungsgradprüfstand am ifas genutzt. Als Referenzfluide wurden ein Mineralöl HLP 46 und ein HFC 46 genutzt. Für die finale Formulierung des wasserbasierten Fluids ist besonders auffällig, dass die Teilwirkungsgrade zwar ihren typischen Verlauf über den Betriebsdruck aufweisen, jedoch der volumetrische Wirkungsgrad deutlich von den gemessenen Werten der Referenzfluide abweicht. | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Katharina Schmitz Tel.: +49 241 80-477-01 katharina.schmitz@ifas.rwth-aachen.de Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 4 - Maschinenwesen - Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen Campus-Boulevard 30 52074 Aachen | X |
| 01.09.2018 | 31.08.2021 | 22015217 | Verbundvorhaben: Biobasierte Schmier- und Verfahrensstoffe in der nachhaltigen öffentlichen Beschaffung - Bestandsaufnahme und Handlungsempfehlungen; Teilvorhaben 1: Projektmanagement, Veröffentlichungen und Workshops - Akronym: NOEBIO | Im Rahmen des Projektes werden für Entscheidungsträger auf Bundesebene (Beschaffungsverantwortliche) Unterstützungs- und Informationsangeboteerarbeitet, die die Berücksichtigung biobasierter Produkte im Einkauf (exemplarisch hier umweltschonende Schmier- und Verfahrensstoffe) vereinfachen und den Einsatz dieser umweltfreundlichen Substitute unterstützen. Das Projekt liefert ferner belastbare Zahlen zu substituierbaren Mengen in der öffentlichen Beschaffung (Schwerpunkt Bundesebene) sowohl für den reinen Produkteinkauf, als auch den indirekten Einsatz über Dienstleistungsvergaben. Darüber hinaus fördert das Projekt exemplarisch den dialogischen Austausch zwischen Anbietern und potenziellen Anwendern sowie weiteren relevanten Stakeholdern durch eine Veranstaltungsreihe zum Thema. | Prof. Dr. Robert Tschiedel Tel.: +49 597 990-195 mail@tat-zentrum.de TAT Technik Arbeit Transfer gGmbH Hovesaatstr. 6 48432 Rheine | X | |
| 01.01.2019 | 30.06.2022 | 22016718 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung biobasierter Verdickersysteme zur Herstellung von Schmierfetten; Teilvorhaben 2: Synthese der Verdickersysteme - Akronym: PolyBioFe | Das Ziel des vorliegenden Projektes bestand darin, nahezu 100 % biobasierte Schmierfette herzustellen. Zum Erreichen dieses Ziels sollten drei unterschiedliche, biobasierte, polymere Verdickersysteme entwickelt werden und ein passender Herstellungsprozess für die entsprechenden Schmierfette abgeleitet werden. Die zu untersuchenden polymeren Verdicker sollten Polyharnstoffe, Polyester und Polyamide sein, die aus kommerziell verfügbaren bzw. sich in der Entwicklung befindlichen biobasierten Rohstoffen hergestellt werden sollten. Als biobasiertes Basisöl sollte insbesondere Rizinusöl verwendet werden. Die entwickelten Schmierfette sollen anschließend am Anwendungsbeispiel Wälzlager auf ihre Einsatztauglichkeit in Maschinenelementen qualifiziert werden. | Prof. Dr. Ralf Weberskirch Tel.: +49 231 755-3862 ralf.weberskirch@tu-dortmund.de Technische Universität Dortmund - Fakultät für Chemie und Chemische Biologie - Polymere Hybridsysteme Otto-Hahn-Str. 6 44227 Dortmund | ||
| 01.01.2019 | 30.06.2022 | 22016818 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung biobasierter Verdickersysteme zur Herstellung von Schmierfetten; Teilvorhaben 3: Entwicklung von Schmierfettformulierungen - Akronym: PolyBioFe | Ein bedeutender Anteil von fossilen Rohstoffen wird in der chemischen Industrie zur Herstellung von Schmierstoffen eingesetzt. Schmierstoffe werden meist zur Schmierung von Maschinenkomponenten, wie beispielsweise Wälzlagern, verwendet. Sie sind essentiell, um Reibung und damit den Energieverbrauch zu senken sowie ein vorzeitiges Versagen der Maschinenelemente durch Verschleiß zu verhindern. Die meisten auf dem Markt erhältlichen Schmierstoffe werden heute auf Basis fossiler Rohstoffe hergestellt. Nur ein kleiner Teil des Marktes (ca. 5%) wird durch biobasierte Schmierstoffe abgedeckt. Dabei handelt es sich in den meisten Fällen um Öle auf Esterbasis, die aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden. Da Schmierfette aus Grundölen und Verdickersystemen zusammengesetzt sind, müssen beide Komponenten aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, um nahezu 100 % biobasierte Fette herstellen zu können. Konventionelle Verdickersysteme, wie Fettsäure in Verbindung mit 12-Hydroxystearat, enthalten zwar von Natur aus einen großen Anteil nachwachsender Rohstoffe, jedoch ist die Temperaturstabilität dieser Verdickersysteme nicht sehr ausgeprägt. Im Gegensatz dazu werden für hohe Temperaturen geeignete, Verdickersysteme ausschließlich aus petrochemischen Verbindungen hergestellt. Daher sollen im Rahmen dieses Vorhabens biobasierte, polymere Verdickersysteme entwickelt werden. In Verbindung mit biobasierten Grundölen, können somit Schmierfette hergestellt werden, die mit Ausnahme von Additivzusätzen, vollständig aus nachwachsenden Rohstoffen zusammengesetzt sind. Diese zu entwickelnden Schmierfette sollen in Fill-For-Life (Lebensdauerschmierung) sowie Hochtemperatur Anwendungen >150 °C einsetzbar sein und mit den am Markt etablierten petrochemischen Hochleistungsschmierstoffen in Preis und Eigenschaftsprofilen konkurrenzfähig sein. | Dr. Patrick Degen Tel.: +49 2331 935-1397 degen@bechem.de CARL BECHEM GMBH Weststr. 120 58089 Hagen | ||
| 01.12.2016 | 31.05.2020 | 22018516 | Verbundvorhaben: Entwicklung eines biopolymerbasierten Hydraulikfluides mit pflanzlichen Korrosionsschutzadditiven; Teilvorhaben 2: Untersuchungen der Biopolymerlösungen und Herstellung von korrosionsinhibitorreichen Pflanzenextrakten - Akronym: BioHydra | Im Rahmen des Projektes wird ein neuartiges Hydraulikmedium entwickelt, dessen Wasseranteil bei über 90% liegt und dessen weitere Komponenten primär auf nachwachsenden Rohstoffen basieren. Zur Einstellung der Viskosität und der Grundschmierung werden Biopolymere auf Kohlenhydratbasis verwendet. Da das Medium überwiegend aus Wasser besteht, steht bei der Additiventwicklung der Korrosionsschutz im Vordergrund. Hierfür werden sekundäre Pflanzenstoffe eingesetzt, die aufgrund ihrer chemischen Struktur ein hohes antikorrosives Potenzial aufweisen und konventionelle Korrosionsschutzadditive ersetzen. Das Projekt kann insbesondere zu den BMEL Förderschwerpunkt "Verarbeitung biogener Rohstoffe zu Zwischen- und Endprodukten" einen wesentlichen Beitrag zur weiteren Etablierung einer biobasierten Wirtschaft leisten. Hierzu zählen vor allem die Gewinnung des Biopolymers sowie die Nutzbarmachung von sekundären Pflanzenstoffen als Fein- und Spezialchemikalien für Hydraulikadditive. Die sekundären Pflanzenstoffe können aus biogenen Reststoffen (z. B. Agrar- und Lebensmittelindustrie sowie Holzindustrie) gewonnen werden. Der Projektablauf sieht zuerst vor eine Wasser-Biopolymermischung zu entwickeln, die aufgrund der chemischen Struktur eine hohe thermische, physikalische und mikrobiologische Stabilität aufweist und über eine ausreichende Langzeitstabilität verfügt. Parallel dazu wird ein Korrosionsschutzadditiv auf Basis von Pflanzenextrakten entwickelt. Neben der Identifizierung von synergistischen Effekten zwischen einzelnen Stoffklassen von sekundären Pflanzenstoffen, steht die Stabilisierung der antikorrosiv wirkenden Pflanzenextrakte in der Wasser-Biopolymermischung im Vordergrund. Nachdem die wesentlichen Eigenschaften des Korrosionsschutzadditivs bekannt sind, wird ein Additivpaket zusammengestellt sowie dessen Bestandteile aufeinander abgestimmt, um ein anwendungstaugliches Hydraulikfluid zu erhalten. | Im Rahmen des Teilvorhabens 2 wurden am Fraunhofer IVV verschiedene Biopolymerlösungen (Stärken und Cellulosen) bzgl. ihrer Eignung als Basismedium für wasserbasierte Hydraulikfluide gescreent. Dabei wurde ihre chemisch-physikalische Stabilität, tribologische Eigenschaften und ihrer Lagerstabilität untersucht. Eine Hydroxyethylcellulose konnte als vielversprechend für den Einsatz in wasserbasierten Hydraulikfluiden identifiziert werden. Außerdem wurde ein pflanzliches Korrosionsschutzadditiv für das biobasierte Hydraulikfluid entwickelt. Dieses soll fossile Korrosionsschutzadditive ersetzen. Hierzu erfolgte zunächst ein Screening sekundärer Pflanzenstoffe. Die antikorrosive Wirkung wurde mittels Späne/Filtrierpapierverfahren und mittels Masseverlust-Test untersucht. Auf Basis der Ergebnisse bzgl. der Einzelsubstanzen wurden am Fraunhofer IVV sechs pflanzliche Rohstoffe ausgewählt und für die Herstellung korrosionsinhibitorreicher Pflanzenextrakte genutzt. Dabei wurden zunächst die Extraktionsparameter variiert, um die antioxidative Kapazität der Extrakte zu maximieren. Die Pflanzenextrakte wurden anschließend hinsichtlich ihrer antikorrosiven Wirkung analysiert. Es wurden verschiedene Verdünnungen untersucht und festgestellt, dass für die meisten Rohstoffe eine 5-10%ige Extraktlösung die beste antikorrosive Wirkung erzielte. Teilweise wirkten auch bereits 1%ige Lösungen der Extrakte stark antikorrosiv. Die Kombination verschiedener Pflanzenextrakte war ebenfalls vielversprechend. Es konnten synergistische Effekte beobachtet werden. Es waren jedoch auch zum Teil prooxidative Effekte zu beobachten, die durch höhere Extraktkonzentrationen begünstigt werden. Im Rahmen des Projektes konnten Korrosionsinhibierungen von fast 90% erreicht werden. | Dr.-Ing. Thomas Herfellner Tel.: +49 8161 491-447 thomas.herfellner@ivv.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) Giggenhauser Str. 35 85354 Freising | X |
| 01.04.2019 | 30.09.2022 | 22020218 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung eines neuartigen Schmierfettansatzes unter Nutzung pflanzlicher Verdickersysteme auf Lupenbasis; Teilvorhaben 1: Entwicklung eines Verfahrens zur Gewinnung von Lupenen - Akronym: Lubrissa | Nach dem heutigen Stand der Technik werden als Schmierfett-Additive vor allem Metallseifen, anorganische Füllstoffe, Kunststoffe und Polyharnstoffe als die verdickende Komponente in Schmierfetten eingesetzt. Jedoch auch die Gruppe der pentazyclischen Triterpene spielt wegen ihrer ölverdickenden Wirkung, unter Ausbildung einer 3-dimensionalen Gelnetzwerkes, eine wichtige Rolle. Diese Eigenschaft ist für die Herstellung von Schmierfetten bisher noch nicht erschlossen worden. Das Gesamtziel des Vorhabens ist es, eine neuartige, leistungsfähige Schmierfettplattform zu entwickeln, die ausschließlich auf pflanzlichen Verdickersystemen basiert. Ein derartiges Produkt existiert bisher nicht am Markt. Als Ausgangsmaterialien werden dafür pflanzliche Öle sowie Lupenverbindungen aus Rindenreststoffen der Holzverarbeitung verwendet. Lupene weisen eine hohe Zahl an funktionellen Gruppen auf, mit denen es möglich ist, pflanzliche Öle zu einem Fett zu verdicken und damit ein stabiles Oleogel zu bilden. Das neuartige Schmierfett soll durch die Kombination von Ölen und Lupenen Härtegrade nach NLGI (National Lubricating Grease Institute) von 0 bis 3 erreichen und dadurch einen großen Einsatzbereich für dieses Produkt eröffnen. | Daniel Roempler Tel.: +49 8161 491-475 fernando.daniel.roempler.dellien@ivv.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) Giggenhauser Str. 35 85354 Freising | ||
| 01.06.2019 | 31.05.2022 | 22020718 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung biobasierter Metallbearbeitungsöle für die kryogene Minimalmengenschmierung; Teilvorhaben 2: Entwicklung biobasierter Schmierstoffe für kryogene MMS - Akronym: ECO2il | Die in der Industrie traditionell genutzte Überflutungskühlung könnte durch Minimalmengenschmierung (MMS, MQL) ersetzt werden und so ein Sprung Richtung nachhaltigere Zerspanungslösungen gemacht werden, da traditionelle wassermischbare Kühlschmierstoffe einige Nachteile mit sich bringen. Beispielsweise ist häufig der Einsatz von Bioziden vonnöten, was Allergien oder Hautirritationen begünstigen kann. Des Weiteren muss der verbrauchte Kühlschmierstoff als Sondermüll entsorgt werden. Da die Kühlleistung von MQL sehr beschränkt ist, soll nun in diesem Projekt der Einsatz von flüssigem Kohlendioxid (kryogen) als Kühlmittel untersucht werden. Um Reibung und Verschleiss im Prozess zu minimieren, soll ein geeignetes MQL-Fluid entwickelt werden, das aus möglichst nachhaltigen Rohstoffen aufgebaut ist. Die Rohstoffe sollten nachwachsend und mit möglichst wenigen Syntheseschritten darstellbar sein. Weiter soll das MQL-Fluid möglichst leicht biologisch abbaubar und nicht toxisch sein. | Dr. Stephan Buser Tel.: +41 34 460 08 11 s.buser@blaser.com Blaser Swisslube GmbH Eichwiesenring 1/1 70567 Stuttgart | X | |
| 01.06.2019 | 31.05.2022 | 22020818 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung biobasierter Metallbearbeitungsöle für die kryogene Minimalmengenschmierung; Teilvorhaben 4: Entwicklung biobasierter Schmierstoffe für kryogene MMS - Akronym: ECO2il | Aufgabe des Kühlschmierstoffs ist es, die Kühlung und Schmierung des Werkzeugs im Eingriff sicherzustellen sowie die Späne aus dem Bearbeitungsraum abzutransportieren. Die Anwendung konventioneller insbesondere wassermischbarer Kühlschmierstoffe in Zerspanungsprozessen wirkt sich negativ auf ökonomische und ökologische Faktoren sowie auf die Gesundheit der Mitarbeiter am Arbeitsplatz aus. Aus fertigungstechnischer Sicht stoßen konventionelle Kühlschmierstrategien bei der Bearbeitung neuartiger Hochleistungswerkstoffe an ihre Leistungsgrenzen. Einen Ansatz, konventionelle Kühlschmierstoffe im spanenden Bearbeitungsprozess zu ersetzen, bietet die Minimalmengenschmierung (MMS), insbesondere in Kombination mit der kryogenen Kühlung mittels CO2. Spezifisch für diese Zerspanungsmethode wurden im Projekt ECO2il biobasierte Schmierstoffe entwickelt. Im Fokus standen dabei Prozesse mit geometrisch bestimmter Schneide. Ziel war es, anwendungsnah Grundöle biologischen Ursprungs für die kryogene MMS darzustellen, diese bedarfsgerecht zu additivieren und zu optimieren. Dadurch sollte sichergestellt werden, dass sowohl die Werkzeugstandzeit als auch Zeitspanvolumina im Vergleich zu konventioneller Überflutungskühlung gesteigert werden können. Die dadurch erreichbaren ökologischen Verbesserungen habenden Kern dieses Projektes dargestellt. In der Folge sollen industrielle Anwender dahingehend unterstützt werden, dass Bearbeitungsprozesse mit aktuell konventioneller Überflutungskühlung auf Minimalmengenschmierung in Kombination mit kryogener CO2 Kühlung umgestellt werden können. Dadurch wurden sowohl ökonomische und ökologische Vorteile erzielt als auch die Leistungsfähigkeit der Fertigungsprozesse erhöht. | Dipl.-Phys. Rolf Luther Tel.: +49 621 3701-1777 rolf.luther@fuchs.com FUCHS LUBRICANTS GERMANY GmbH Friesenheimer Str. 19 68169 Mannheim | X | |
| 01.07.2016 | 30.06.2019 | 22021814 | Entwicklung und Herstellung eines gesamtprozessorientierten, glycerinbasierten, biozidfreien Kühlschmierstoffs in industriellen Zerspanungsprozessen für verschiedene metallische Werkstoffe (Glycerin) - Akronym: Glycerin | Herkömmliche Mineralöl-Kühlschmierstoffe bergen Nachteile beispielsweise hinsichtlich Kostenentwicklung, Ressourcenverbrauch, mikrobiellem Befall, Verträglichkeit gegenüber Mensch und Umwelt, Werkstückreinigung, Entsorgung und einschränkenden gesetzlichen Vorgaben. Das Ziel des Vorhabens ist es daher, einen Mineralöl- und Biozid-freien, gesamtprozess- und materialübergreifenden, Glycerin-basierten Kühlschmierstoff in Varianten für die spanende Metallbearbeitung zu entwickeln. Mit Hilfe von Fluidversionen als Prototypen werden dabei diverse Bearbeitungsprozesse untersucht und deren Realisierbarkeit mit dem Glycerin-Fluid demonstriert. Zur Umsetzung arbeitet der Antragsteller mit zwei Instituten der TU Braunschweig zusammen, die Expertisen in den Bereichen spanende Metallbearbeitung sowie Chemie und Analytik von Kühlschmierstoffen besitzen. Übergeordnet wird es vorbereitet, den nachwachsenden Rohstoff Glycerin in eine neue, technische Wertschöpfungskette einzubringen. Um dem Glycerin-Kühlschmierstoff Praxisrelevanz zu verleihen, bedarf es primär des Ausbaus der Einsatzmöglichkeiten sowohl hinsichtlich der Bearbeitungsverfahren als auch der zu bearbeitenden metallischen Werkstoffe. Hierfür werden im Verbund der Projektteilnehmer jeweils gezielt Formulierungsvarianten des Glycerin-Fluids entwickelt und getestet. Im Detail erforderlich sind dafür grundlegende chemisch-analytische, tribologische und anwendungstechnische Untersuchungen, Tests mit relevanten Bearbeitungsverfahren, wie Drehen, Fräsen, Bohren, Schleifen und Werkstoffen, wie Aluminium-, Stahl-, Buntmetall-Legierungen, im Versuchsfeld flankiert von chemisch- und analytisch-basierten Verbesserungen z.B. hinsichtlich der Leistungsadditivierung und des Alterungsverhaltens, ein exemplarischer Praxistest bei einer Anwenderfirma, Methodenentwicklungen zur Überwachung und Pflege des neuartigen Kühlschmierstoffs im Einsatz sowie die Betrachtung des Wirtschaftlichkeitsaspektes. | Das Vorhaben wurde von der Firma DAW zusammen mit den im Unterauftrag beteiligten Instituten IWF und IÖNC der TU Braunschweig bearbeitet. Im Vorhaben wurden Kühlschmierstoffmischungen mit Leistungsadditivierung hergestellt und im Labor chemisch-physikalisch und tribologisch getestet. Für die Tribotests und alle weiteren Untersuchungen wurden eine sehr weiche (Al EN EW 6060, AlMgSi) und eine sehr harte (Al EN EW 7075, AlZnMgCu) Aluminiumlegierung verwendet. In die Formulierungsuntersuchungen für die Kühlschmierstoff-Varianten wurden insgesamt 66 chemische Komponenten einbezogen. Im Verlauf dieser Laboruntersuchungen stellte sich überraschender Weise heraus, dass neben der Glycerin/Wasser-Grundmischung auch eine Mischung aus 1,3-Propandiol und Wasser sehr gute tribologische sowie chemisch-physikalische Eigenschaften aufwies. Mit den aus den Laborarbeiten resultierenden Fluidvarianten wurden in der Folge Anwendungstests mittels einer Metallbearbeitungsmaschine im Technikum durchgeführt, wobei industrielle Produktionsbedingungen gut nachgestellt werden konnten. Dabei wurden Aluminiumblöcke, bestehend aus den o.g. Legierungen, durch Tiefbohren, Anfasen und Gewindeformen bearbeitet. Bei allen Entwicklungsarbeiten im Labor und im Technikum wurde ein bewährter, handelsüblicher Emulsionskühlschmierstoff auf Mineralölbasis als Referenz eingesetzt. Im Ergebnis konnten zwei neuartige Mineralöl- und Biozid-freie Kühlschmierstoffe auf Basis von Glycerin/Wasser bzw. Propandiol/Wasser entwickelt werden. In den Luftprobenahmen an der Bearbeitungsmaschine wurden keine toxikologisch relevanten Emissionen im Bereich von Arbeitsplatzgrenzwerten festgestellt. Nach allen Bewertungskriterien, resultierend aus Labor- und Technikumsversuchen, erwiesen sich die neu entwickelten biobasierten Kühlschmierstoffe gegenüber dem Mineralöl-basierten Referenz-Kühlschmierstoff hinsichtlich der spanenden und nicht spanenden Bearbeitung von Aluminiumlegierungen als gleichwertig oder überlegen. | Harald Draeger Tel.: +49 3761 7600-976 h.draeger@daw-aerocit.de DAW AEROCIT Schmierungstechnik GmbH Johannisstr. 3 08412 Werdau | |
| 01.08.2019 | 31.10.2022 | 22023117 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung Glycerin/Chitosan-basierter Fluide für Antriebe in der Mobil- und Stationärhydraulik; Teilvorhaben 2: Untersuchung neuartiger Basisfluide für Hydraulikanwendungen - Akronym: GlyAnFlu | In Vorarbeiten wurde das Glycerin/Chitosan-basierte Hydraulikfluid (HF) als Prototyp entwickelt und mit Hilfe einer einfachen Versuchshydraulikanlage mit sehr positiven Ergebnissen im Vergleich zu konventionellen HF getestet. Hierauf aufbauend besteht das Ziel des Vorhabens darin, das neuartige HF durch F+E-Arbeiten für den Praxiseinsatz in mobilen und stationären Hydraulikanlagen, z.B. in Land-, Forst- oder industriellen Produktionsmaschinen, weiterzuentwickeln und generell zur Marktreife zu bringen. Dabei wird eine neue Verwertungslinie für den nachwachsenden Rohstoff Glycerin geschaffen, der ein Überschussprodukt der landwirtschaftlichen Produktion darstellt, das nicht im Nahrungsmittelsektor eingesetzt wird. Das in kleineren Anteilen einzusetzende Chitosan wird aus Fischereiabfällen, wie den Chitinpanzern von Krabben, hergestellt. Um das Projektziel zu erreichen, arbeiten zwei Forschungsinstitute mit zwei Firmen, jeweils aus den Bereichen Maschinenbau/Hydraulik und Chemie/Kühlschmierstoffe/Analytik, im Verbund zusammen. Zum Erreichen der F+E-Ziele werden • Anforderungen an die HF-Varianten für den Einsatz in Mobil- und Stationärhydrauliken definiert, • zwei anwendungsgerechte und variabel betreibbare Hydrauliksysteme konzeptioniert, aufgebaut und betrieben, um die Praxistauglichkeit der HF-Varianten zu testen, • bedarfsgerechte Leistungsadditivierungen der HF für die Praxisanwendungen vorgenommen und weiterentwickelt, • die HF-Varianten in den Referenz-Hydraulikanlagen eingesetzt und physikalisch/technisch sowie chemisch/analytisch untersucht, um in chemischer wie technologischer Hinsicht Optimierungen vorzunehmen, • frühzeitig die Umweltverträglichkeit sowie Recycling- und Verwertungsoptionen des neuen HF bewertet, • der Einfluss des HF auf Energieverbrauch und Betriebskosten vergleichend untersucht und • die erreichbaren Einsatzfelder der HF-Varianten in Mobil- und Stationärhydrauliken bestimmt. | Prof. Dr. Ludger Frerichs Tel.: +49 531 391-2670 ludger.frerichs@tu-braunschweig.de Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät für Maschinenbau - Institut für mobile Maschinen und Nutzfahrzeuge Langer Kamp 19 a 38106 Braunschweig | ||
| 01.04.2019 | 31.12.2021 | 22023818 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Tribologische Konditionierung zum Verschleiß- und Korrosionsschutz mit Hilfe von biobasierten Kühlschmierstoffen; Teilvorhaben 3: Erprobung des Kühlschmierstoffes - Akronym: TriboKon | In tribologisch belasteten Maschinenbauanwendungen ist ein Betrieb im niedrigsten Verschleißratenregime in vielen Anwendungen essentiell, um die Anforderungen an Lebensdauer und Effizienz der Produkte erreichen zu können. Eng mit diesem niedrigsten Verschleißratenregime in der Mischreibung verknüpft ist das Einlaufverhalten, d.h. die Änderung von Reibung und Verschleiß in der anfänglichen Betriebszeit. Fragestellung im Projekt war die oberflächenchemische Vorkonditionierung tribologisch belasteter Oberflächen mit dem Ziel, das Einlaufverhalten und damit Reibungs- und Verschleißverhalten im niedrigsten Verschleißratenregime zu verbessern. Die Oberflächenfunktionalisierung erfolgte mit biobasierten Schmierstoffen. Im Rahmen des Projekts wurden sowohl einsatzgehärtete Proben als auch normalisierte Proben aus Stahl bearbeitet. Als weiteres Tribosystem wurde eloxiertes Aluminium in unterschiedlichen Oberflächenmodifikationen untersucht. Das Teilprojekt bei der OTEC Präzisionsfinish GmbH befasste sich der Endbearbeitung der Proben, welche durch Gleitschleifen stattfinden sollte. Durch das Gleitschleifen wird die Reibenergie für die additivbasierte Oberflächenfunktionalisierung bereitgestellt, das Additiv ist im adaptierten Prozessfluid integriert. Zusätzlich zur Additivverankerung wird die Oberfläche geglättet und über den Reibprozess ebenfalls in der oberen Randschicht tribologisch vorkonditioniert. Für die Proben wurden optimierte Prozessparameter entwickelt und die Bearbeitung der Versuchsproben umgesetzt. | M.Sc. Daniel Stelzer Tel.: +49 7082 4911-630 d.stelzer@otec.de OTEC Präzisionsfinish GmbH Heinrich-Hertz-Str. 24 75334 Straubenhardt | X | |
| 01.04.2019 | 31.12.2021 | 22023918 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Tribologische Konditionierung zum Verschleiß- und Korrosionsschutz mit Hilfe von biobasierten Kühlschmierstoffen; Teilvorhaben 4: Nachweis der tribologischen Funktionsfähigkeit - Akronym: TriboKon | In tribologisch belasteten Maschinenbauanwendungen ist ein Betrieb im niedrigsten Verschleißratenregime in vielen Anwendungen essentiell, um die Anforderungen an Lebensdauer und Effizienz der Produkte erreichen zu können. Eng mit diesem niedrigsten Verschleißratenregime in der Mischreibung verknüpft ist das Einlaufverhalten, d.h. die Änderung von Reibung und Verschleiß in der anfänglichen Betriebszeit. Fragestellung im Projekt war die oberflächenchemische Vorkonditionierung tribologisch belasteter Oberflächen mit dem Ziel, das Einlaufverhalten und damit Reibungs- und Verschleißverhalten im niedrigsten Verschleißratenregime zu verbessern. Die Oberflächenfunktionalisierung erfolgte mit biobasierten Schmierstoffen. Im Rahmen des Projekts wurden sowohl einsatzgehärtete Proben als auch normalisierte Proben aus Stahl bearbeitet. Als weiteres Tribosystem wurde eloxiertes Aluminium in unterschiedlichen Oberflächenmodifikationen untersucht. Das Teilprojekt am Fraunhofer IWM befasste sich mit der Oberflächencharakterisierung und der Analyse des Einlaufverhaltens. Die Oberflächencharakterisierung erfolgte sowohl topographisch mit Weißlicht- und Konfokalmikroskopie als auch chemisch über Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS). | Dr. Dominic Linsler Tel.: +49 721 204327-18 dominic.linsler@iwm.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM) Straße am Forum 5 76131 Karlsruhe | X | |
| 01.04.2019 | 30.06.2022 | 22025218 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Potenziale algenbasierter Bioschmierstoffadditive; Teilvorhaben 2: Prüfung und Bewertung des Umweltrisikos der neu entwickelten Additive - Akronym: ALBINA | Übergeordnetes Ziel des beantragten Vorhabens ist die Substitution mineralölbasierter Schmierstoffadditive durch Bestandteile aus Algen. In dem Vorhaben sollen funktionsorientierte Bestandteile aus Algen identifiziert, deren Potenzial für die Verwendung als Schmierstoffadditive belegt und zur Anwendung gebracht werden. Die Chancen dieses Ansatzes sind: mineralölreduzierte Schmierstoffanwendung, deutliche Ressourcenschonung und Vermeidung des Tank-Teller-Konfliktes. Das Teilprojekt P2 "Prüfung und Bewertung des Umweltrisikos der neu entwickelten Additive" testet die potentiellen Additive auf mögliche Umwelteffekte. Dafür werden die extrahierten Substanzen auf ihre akute Toxizität hin geprüft und klassifiziert. Diese Ergebnisse werden anschließend mit mikrobiologischen Abbaubarkeitstests ergänzt. Die Testmethodik orientiert sich dabei an den OECD-Standardtestverfahren und erfüllt damit die Kriterien für eine Zulassung nach REACH und GHS. Für die erste Stufe der ökotoxikologischen Bewertung sind Tests mit Algen, Bakterien und Wasserflöhen geplant. Auf Basis der chemischen Analyse durch P3 (CVT) und der Abbaubarkeit durch P5 und P7 (HSBRHV, TecMic) werden weitere ökotoxikologische Tests, z.B. zu Langzeiteffekten oder Effekten gegenüber Bodenorganismen, durchgeführt. Damit geht das Projekt über die REACH-Vorgaben für geringfügige Produktionsmengen hinaus und gewährleistet so eine zuverlässigere Prognose der Umweltverträglichkeit. Verbindungen, die in den umweltbezogenen Untersuchungen unerwünschte Eigenschaften bezüglich Abbaubarkeit und Toxizität aufweisen, werden verworfen oder in Absprache mit den Verbundpartnern P3 (CVT) und P5 (HSBRHV) in Bezug auf Ziel-Substanz oder Extraktionsprozess modifiziert. So wird das Vorhaben gesichert, Additive mit ökotoxikologisch unbedenklichen Eigenschaften zu entwickeln. | Prof. Dr. Juliane Filser Tel.: +49 421 218-63470 filser@uni-bremen.de Universität Bremen - Zentrum für Umweltforschung und nachhaltige Technologie (UFT) - Allgemeine und theoretische Ökologie Leobener Str. 6 28359 Bremen | ||
| 01.04.2019 | 30.06.2022 | 22025318 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Potenziale algenbasierter Bioschmierstoffadditive; Teilvorhaben 3: Chemische Strukturaufklärung - Akronym: ALBINA | Übergeordnetes Ziel des beantragten Vorhabens ist die Substitution mineralölbasierter Schmierstoffadditive durch Bestandteile aus Algen. In dem Vorhaben sollen funktionsorientierte Bestandteile aus Algen identifiziert, deren Potenzial für die Verwendung als Schmierstoffadditive belegt und zur Anwendung gebracht werden. Die Chancen dieses Ansatzes sind: mineralölreduzierte Schmierstoffanwendung, deutliche Ressourcenschonung und Vermeidung des Tank-Teller-Konfliktes. Im Teilprojekt P3 "Chemische Strukturaufklärung" werden die Verfahrensschritte zur Gewinnung der aus dem Rohmaterial zu extrahierenden Additive entwickelt. Parallel dazu erfolgt die begleitende Identifizierung und instrumentelle Analytik der Additive, um eine hinreichende Reinheit der Stoffe für die geplanten Anwendungen unter Berücksichtigung der zukünftigen Herstellkosten zu sichern. Als Messmethoden kommen GS-MS, HPLC-MS und GPC zur Anwendung. Teilweise werden diese Untersuchungen durch Fremdauftragsvergabe erbracht. | Prof. Dr.-Ing. Jorg Thöming Tel.: +49 421 218-63301 thoeming@uni-bremen.de Universität Bremen - Zentrum für Umweltforschung und nachhaltige Technologie (UFT) - Chemische Verfahrenstechnik Leobener Str. 28359 Bremen | X | |
| 01.04.2019 | 30.06.2022 | 22025418 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Potenziale algenbasierter Bioschmierstoffadditive; Teilvorhaben 4: Leistungsprüfung in der Metallumformung - Akronym: ALBINA | Übergeordnetes Ziel des beantragten Vorhabens ist die Substitution mineralölbasierter Schmierstoffadditive durch Bestandteile aus Algen. In dem Vorhaben sollen funktionsorientierte Bestandteile aus Algen identifiziert, deren Potenzial für die Verwendung als Schmierstoffadditive belegt und zur Anwendung gebracht werden. Die Chancen dieses Ansatzes sind: mineralölreduzierte Schmierstoffanwendung, deutliche Ressourcenschonung und Vermeidung des Tank-Teller-Konfliktes. In dem Teilprojekt P4 "Leistungsprüfung in der Metallumformung" werden parallel zu dem Teilprojekt P1 "Leistungsprüfung in der Zerspanung" die technischen Anforderungen und die Leistungsfähigkeit der zu entwickelnden Additive in zwei Schritten ermittelt, bewertet und beschrieben. Der erste Schritt erfolgt auf Prüfmaschinen im Labormaßstab, im zweiten Schritt kommen Werkzeugmaschinen der Hochschule Wismar für Versuche in den Anwendungen Blech- und Massivumformung und unter Nutzung des technischen Messequipments zum Einsatz. | Prof. Dr.-Ing. Roland Larek Tel.: +49 3841 753-7458 roland.larek@hs-wismar.de Hochschule Wismar University of Applied Sciences Technology, Business and Design Philipp-Müller-Str. 14 23966 Wismar | ||
| 01.04.2019 | 30.06.2022 | 22025518 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Potenziale algenbasierter Bioschmierstoffadditive; Teilvorhaben 5: Gewinnung von Rohstoffen aus Algenkulturen - Akronym: ALBINA | Übergeordnetes Ziel des beantragten Vorhabens ist die Substitution mineralölbasierter Schmierstoffadditive durch Bestandteile aus Algen. In dem Vorhaben sollen funktionsorientierte Bestandteile aus Algen identifiziert, deren Potenzial für die Verwendung als Schmierstoffadditive belegt und zur Anwendung gebracht werden. Die Chancen dieses Ansatzes sind: mineralölreduzierte Schmierstoffanwendung, deutliche Ressourcenschonung und Vermeidung des Tank-Teller-Konfliktes. Das Teilprojekt P5 "Gewinnung von Rohstoffen / -materialien aus Algenkulturen" wird die Anzucht und Auswahl der als Rohstoffbasis dienenden Algenkulturen realisieren. Es werden zunächst geeignete Algenstämme ausgewählt und deren Wachstumsbedingungen in Kulturgefäßen im Labormaßstab optimiert. Im Vordergrund steht nicht nur Biomasseproduktion, sondern auch die Synthese der in Frage kommenden Substanzen. Diese Arbeiten schließen die Ernte und Extraktion (chemisch-physikalische Analytik) der Rohstoffe mit ein. Schließlich wird ein Up-scaling vom Laboransatz hin zum Technikumsmaßstab angestrebt | Prof. Dr. Imke Lang Tel.: +49 471 4823-534 ilang@hs-bremerhaven.de Hochschule Bremerhaven An der Karlstadt 8 27568 Bremerhaven | ||
| 01.04.2019 | 31.12.2022 | 22026218 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Vollsynthese maßgeschneiderter bioabbaubarer und hydrolyse-beständiger Industrieschmierstoffe; Teilvorhaben 3: Optimierung der Syntheseverfahren zur Herstellung von Grundsubstanzen für Schmierstoffe - Akronym: ProProRoh | Ausgehend von ungesättigten Fettsäuren bzw. deren Derivate werden über zwei verschiedene chemische Funktionalisierungsschritte neue zusätzliche funktionale Gruppen in die Ausgangsmoleküle eingefügt. Damit werden zwei Gruppen neuer Synthesebausteine hergestellt. Diese können dann beispielsweise in Veresterungsreaktionen weiter umgesetzt werden. Die entstehenden Verbindungen (= neue Schmierstoff-Rohstoffe) werden in einer Substanzbibliothek zusammengestellt und einer ersten Bewertung unterworfen, die vor allem grundlegende Daten wie Hydrolysestabilität, Bioabbaubarkeit und rheologisches Verhalten ermittelt. Vielversprechende Kandidaten werden in größerem (kg) Maßstab hergestellt und ersten tribologischen Untersuchungen unterzogen. Die Untersuchungen starten bei allgemeinen Untersuchungen zur Reibungs- und Verschleißminderung und führen bis zu ersten Prüfverfahren, die die Eignung der anvisierten Anwendungen beschreiben. Ein erstes Screening zu toxikologischen Eigenschaften sichert eine Umsetzbarkeit für die ausgewählten Kandidaten ab. Parallel werden die eingangs beschriebenen Funktionalisierungsschritte auf ihre technische Umsetzbarkeit bewertet. Zusätzlich werden die Kandidaten /Verfahren mit einer Life Cycle Analyse bewertet. | Prof. Dr. Harald Gröger Tel.: +49 521 106-2057 harald.groeger@uni-bielefeld.de Universität Bielefeld - Fakultät für Chemie - Organische Chemie I Universitätsstr. 25 33615 Bielefeld | ||
| 01.05.2019 | 31.07.2022 | 22026618 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung und Einsatz von Biostatika aus nachwachsenden Rohstoffen zur Stabilisierung wasserbasierter Fluide wie den Kühlschmierstoffen; Teilvorhaben 3: Praxistests neuartiger Kühlschmierstoffe - Akronym: Biostatik | Das Gesamtziel des Vorhabens war es, umfassend zu recherchieren, welche Biostatika / Biozide in Deutschland in terrestrischen oder aquatischen Pflanzen bzw. in pflanzlichen Produktionsabfällen zu finden sind oder auch biotechnologisch aus diesen produziert werden können und wie sich ihre Verfügbarkeit darstellt. Die technische Einsatzfähigkeit und Wirksamkeit ausgewählter biostatischer Wirkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sollte sowohl durch Formulierungsexperimente, tribologische und mikrobiologische Tests im Labor, als auch durch Praxistests in der Metallbearbeitung demonstriert und optimiert werden. DAW war dabei an folgenden Arbeitspaketen beteiligt: Evaluierung der Verfügbarkeit identifizierter Wirkstoffe. Formulierungsversuche mit wassergemischten Kühlschmierstoffen und biostatische Hemmwirkung. Physikalisch-chemische und tribologische Eigenschaften der neuartigen Kühlschmierstoff-Formulierungen. Praxistest der neuartigen Kühlschmierstoff-Formulierungen. Umweltverträglichkeit, biologische Abbaubarkeit und Einsatzprognosen der biostatischen Wirkstoffe. | DAW übernahm die Evaluierung der Verfügbarkeit der biostatischen Substanz Hexandiol und stellte die Chemikalie für Maschineneinsätze zur Verfügung. Ebenso wurde eine geeignete handelsübliche Referenz-Emulsion ausgewählt und beschafft. Zudem wurden im Rahmen der ersten Formulierungsversuche Vorschläge für die Leistungsadditivierung zur Optimierung der Formulierungen gemacht. Für die Versuche auf Maschinenebene half DAW dabei, geeignete Versuchspläne zu erstellen und die Formulierungen auf ihre Einsatzfähigkeit in industriellen Maschinen vorzubereiten. Von Bedeutung ist dabei die Vergleichbarkeit der neuen Formulierungen mit handelsüblichen Produkten sowie die Abbildung industrienaher Versuchsparameter und Materialien. Hierbei gewährleistete DAW die Übertragbarkeit von Untersuchungen im Forschungsumfeld auf die industrielle Umgebung. Vor diesem Hintergrund entstanden entsprechende Versuchspläne und die Materialpaarungen. Tribologische und weitere praxisrelevante Größen, wie Geruchsund Schaumbildung, wurden seitens DAW bewertet. So wurden z. B., angepasst an die Fluidformulierungen, schaumhemmende Additive zur Verfügung gestellt. Im Laufe des Projekts wurde das Konzept verfolgt, Stoffe, die eine biostatische Wirksamkeit bei > 10 vol.% aufweisen, dem Basisfluid zuzuordnen und damit das bisher verwendete Glycerin teilweise oder gänzlich zu ersetzen. Andere Stoffe, insbesondere solche mit biostatischer Wirksamkeit bereits bei < 1 vol.%, eignen sich auch für den Einsatz bei einem akuten mikrobiellen Befall sowie in Reinigungsfluiden für die Maschinen. Dieses Konzept wurde auf Maschinenebene durch Tests bestätigt. Alle Praxistests der neuartigen Kühlschmierstoff- Formulierungen auf Maschinenebene wurden im Versuchsfeld durchgeführt. Praxistests in der Industrie kamen trotz der Kontakte von DAW zu zwei Firmen während der Laufzeit des Verbundprojektes nicht zustande. Dies war auf die pandemische Lage zurückzuführen, die Arbeitskraft in den Firmen in besonderer Weise band. | Harald Draeger Tel.: +49 3761 7600-976 h.draeger@daw-aerocit.de DAW AEROCIT Schmierungstechnik GmbH Johannisstr. 3 08412 Werdau | |
| 01.04.2019 | 31.12.2021 | 22026918 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Tribologische Konditionierung zum Verschleiß- und Korrosionsschutz mit Hilfe von biobasierten Kühlschmierstoffen; Teilvorhaben 2: Erforschung der Additivierung der Grundöle - Akronym: TriboKon | In tribologisch belasteten Maschinenbauanwendungen ist ein Betrieb im niedrigsten Verschleißratenregime in vielen Anwendungen essentiell, um die Anforderungen an Lebensdauer und Effizienz der Produkte erreichen zu können. Eng mit diesem niedrigsten Verschleißratenregime in der Mischreibung verknüpft ist das Einlaufverhalten, d.h. die Änderung von Reibung und Verschleiß in der anfänglichen Betriebszeit. Fragestellung im Projekt war die oberflächenchemische Vorkonditionierung tribologisch belasteter Oberflächen mit dem Ziel, das Einlaufverhalten und damit Reibungs- und Verschleißverhalten im niedrigsten Verschleißratenregime zu verbessern. Die Oberflächenfunktionalisierung erfolgte mit biobasierten Schmierstoffen. Im Rahmen des Projekts wurden sowohl einsatzgehärtete Proben als auch normalisierte Proben aus Stahl bearbeitet. Als weiteres Tribosystem wurde eloxiertes Aluminium in unterschiedlichen Oberflächenmodifikationen untersucht. Das Teilprojekt am Fraunhofer IWM befasste sich mit der Oberflächencharakterisierung und der Analyse des Einlaufverhaltens. Die Oberflächencharakterisierung erfolgte sowohl topographisch mit Weißlicht- und Konfokalmikroskopie als auch chemisch über Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS). | Dipl.-Ing. Klaus König Tel.: +49 6147 2036481 koenig@gs-electroplating.de GS Electroplating Gesellschaft mit beschränkter Haftung Treburer Str. 28 65468 Trebur | X | |
| 01.05.2019 | 31.07.2022 | 22027218 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung und Einsatz von Biostatika aus nachwachsenden Rohstoffen zur Stabilisierung wasserbasierter Fluide wie den Kühlschmierstoffen; Teilvorhaben 2: Untersuchung neuartiger Kühlschmierstoffe - Akronym: Biostatic | Im Verbundvorhaben "Entwicklung und Einsatz von Biostatika aus nachwachsenden Rohstoffen zur Stabilisierung wasserbasierter Fluide wie den Kühlschmierstoffen" wurden Fluide formuliert, wobei konventionelle Additive zur biologischen Stabilisierung der Fluide durch nachwachsende Rohstoffe (nawaRo) substituiert wurden. Kühlschmierstoffe (KSS) werden in der Technosphäre umfangreich angewendet, daher sollte an ihrem Beispiel die Entwicklung und der Einsatz von Biostatika aus nawaRo erfolgen. Der Fokus lag insbesondere auf nawaRo, die in Deutschland verfügbar sind. Im Teilvorhaben 2 – Untersuchung neuartiger Kühlschmierstoffe – wurden die vom Projektpartner IÖNC formulierten, mit Biostatika aus nawaRo stabilisierten Fluide (Teilvorhaben 1: Untersuchungen von Biostatika aus nachwachsenden Rohstoffen) vom IWF in ihren Eigenschaften untersucht. Als Anwendungsbeispiel wurde eine Stahllegierung (100Cr6) herangezogen. Hierzu erfolgten verschiedene Untersuchungen sowohl auf Labor- als auch auf Maschinenebene. Auf Laborebene wurden verschiedene tribologische Versuchsreihen durchgeführt, um das Reibverschleißverhalten der Fluide zu bewerten. Neben dem Reibverschleißverhalten wurden Kenngrößen wie Drehmoment und Wärmeabführung beim Gewindeformen von Stahl bewertet. Durch diese Untersuchungen wurde eine Vorauswahl an Fluiden getroffen und diese in Untersuchungen auf Maschinenebene eingesetzt. Ein hierzu mit dem Projektpartner DAW erstellter Versuchsplan (Teilvorhaben 3: Praxistests neuartiger Kühlschmierstoffe) wurde nach industriellen Rahmenbedingungen erarbeitet. Bei Innenrundschleifversuchen der Stahllegierung wurden die Fluide als KSS eingesetzt, über mehrere Monate in der Versuchsmaschine bzw. deren Filteranlage gehalten und anhand von Kenngrößen wie Werkstückrauheiten, Schaum- und Geruchsverhalten sowie biologische Stabilität bewertet. Zudem erfolgte parallel eine Fluid- bzw. Additivanalytik durch regelmäßige Dichtemessungen und Messung des Brechungsindex. | Anhand von Reibverschleißtests mit 100Cr6 wurden die Fluide auf ihr Schmiervermögen untersucht. Die für die Laboruntersuchungen eingesetzten, glycerinbasierten Fluide und deren Variationen zeigten ein besseres Schmiervermögen als deionisiertes Wasser, eine kommerzielle 6 vol.% KSS-Emulsion und ein reines Glycerin- Wasser-Gemisch. Dadurch konnte eine schmierverbessernde Wirkung der Additivpakete der neuformulierten Fluide nachgewiesen werden. Beim Tapping-Torque-Test wurden die Fluide zusätzlich auf ihre Wirkung beim Gewindeformen von 100Cr6 untersucht. Die Leistungsunterschiede der neuartigen Fluide waren sowohl untereinander gering als auch nicht signifikant gegenüber der Referenzemulsion. Diese Ergebnisse deuteten darauf hin, dass sich die Formulierungen auf Basis von Glycerin-Wasser und die Varianten mit den biostatisch wirkenden Alkoholen 1,5-Pentandiol oder 1,6-Hexandiol als KSS eignen. Für die Temperaturdifferenzen wurde erwartungsgemäß ein großer Einfluss des Wasseranteils festgestellt. Im Anschluss wurden drei Fluide (a) Glycerin-KSS; b) Glycerin/Terpineol-KSS: GT-KSS; c) 1,6-Hexandiol-KSS: 1,6-HD-KSS) in Untersuchungen auf Maschinenebene charakterisiert. Der Einsatz des Glycerin-KSS und GT-KSS, welcher im Vergleich zum Glycerin-KSS mit Terpineol als Biostatikum sowie Stabilisatoren versetzt war, resultierte in größeren Werkstückrauheiten im Vergleich zur Emulsion. Geruchsbildung war für den Glycerin-KSS unproblematisch, die Zugabe von Terpineol war jedoch deutlich wahrnehmbar und konnte auch nach Stabilisierung nicht vollständig eingedämmt werden. Der Einsatz des 1,6-HD-KSS führte dagegen zu ähnlichen Rauheiten im Vergleich zur Emulsion. Anders als beim Einsatz des Glycerin-KSS trat beim GT-KSS und 1,6-HD-KSS Schaumbildung auf. Die Versuche zeigten, dass sich Terpineol und 1,6-Hexandiol zur Stabilisierung von wasserbasierten Fluiden eignen, jedoch ist für deren Einsatz als KSS-Additiv eine Nachbesserung der Formulierungen erforderlich. | Robar Arafat Tel.: +49 531391-7657 r.arafat@tu-bs.de Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 4 - Maschinenbau - Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik Langer Kamp 19 B 38106 Braunschweig | |
| 01.06.2019 | 31.05.2022 | 22027318 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung biobasierter Metallbearbeitungsöle für die kryogene Minimalmengenschmierung; Teilvorhaben 3: Validierung biobasierter Schmierstoffe für kryogene MMS beim Drehen - Akronym: ECO2il | In diesem Teilvorhaben wurden die Versuche mit biobasierten Schmierstoffen für die kryogene Zerspanung kombiniert mit MMS durchgeführt. Im Fokus stand dabei der Drehprozess Schruppen. Ziel war es, anwendungsnah Schmierstoffe biologischen Ursprungs für die kryogene MMS zu entwickeln, diese bedarfsgerecht zu additivieren und zu optimieren. Dadurch soll sichergestellt werden, dass sowohl die Werkzeugstandzeit als auch Zeitspanvolumina im Vergleich zu konventioneller Überflutungskühlung gesteigert werden können. Die dadurch erreichbaren ökologischen Verbesserungen stellen den Kern dieses Projektes dar. Industrielle Anwender sollen dahingehend unterstützt werden, dass Bearbeitungsprozesse mit aktuell konventioneller Überflutungskühlung auf MMS in Kombination mit kryogener CO2-Kühlung umgestellt werden können. | Dipl.Wirtsch.Ing. Franz Kneißl Tel.: +49 8171 23-1180 franz.kneissl@eagleburgmann.com EagleBurgmann Germany GmbH & Co. KG Äußere Sauerlacher Str. 6-10 82515 Wolfratshausen | X | |
| 01.06.2019 | 31.05.2022 | 22027618 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung biobasierter Metallbearbeitungsöle für die kryogene Minimalmengenschmierung; Teilvorhaben 5: Validierung biobasierter Schmierstoffe für kryogene MMS beim Fräsen und Bohren - Akronym: ECO2il | Innerhalb des Vorhabens wurden Fräs- und Bohrversuche mit kryogener Minimalmengenschmierung durchgeführt. Nach den ersten Funktionsversuchen wurden beiden Prozesse angepasst und die Parameter verändert, damit der Prozess stabiler wird. Nach der Optimierung konnte der Fräsprozess stabilisiert werden und alle biobasierten Schmierstoffe durchgetestet werden. Es wurden immer jeweils drei Werkzeugen der Firma Gühring eingesetzt und stetig dokumentiert, damit der Verschleiß und die Kraftaufnahme im Prozess gemessen werden konnten. Nach den Versuchen wurden die Kräfte des Prozesses analysiert und in Relation zu den diversen Schmierstoffen und dem Verschleiß gesetzt. Der Bohrprozess konnte in mehreren Versuchen nicht optimal durchgeführt werden, da die Komponenten vom Mischsystem bis hin zur Werkzeugspitze noch weiter optimiert und speziell gefertigt werden müssen, sodass ein solider Prozess nicht durchführbar war. Es wurden Variationen im Durchmesser des Werkzeuges getestet, was aber nicht die gewünschte Verbesserung brachte. | Tobias Müller Tel.: +49 7571 108-22297 tobias.mueller@guehring.de Gühring KG - FuE-Zentrum Winterlinger Str. 12 72488 Sigmaringen | X | |
| 01.04.2019 | 31.12.2022 | 22027818 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Vollsynthese maßgeschneiderter bioabbaubarer und hydrolyse-beständiger Industrieschmierstoffe; Teilvorhaben 2: Erforschung der Pilotierung der entwickelten Syntheseverfahren - Akronym: ProProRoh | Die Vorhabenbeschreibung wird durch den Kooperationspartner, Fa. Klüber (München), der als Koordinator des Verbundprojektes der Firmen Klüber und Oxea mit der Universität Bielefeld fungiert, eingereicht. | Dr. Julia Zimmerer Tel.: +49 208 693 2977 julia.zimmerer@oq.com OQ Chemicals GmbH Rheinpromenade 4 a 40789 Monheim am Rhein | ||
| 01.08.2019 | 31.10.2022 | 22028018 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung Glycerin/Chitosan-basierter Fluide für Antriebe in der Mobil- und Stationärhydraulik; Teilvorhaben 1: Ökologische und ökonomische Untersuchungen - Akronym: GlyAnFlu | In Vorarbeiten wurde das Glycerin/Chitosan-basierte Hydraulikfluid (HF) als Prototyp entwickelt und mit Hilfe einer einfachen Versuchshydraulikanlage mit sehr positiven Ergebnissen im Vergleich zu konventionellen HF getestet. Hierauf aufbauend besteht das Ziel des Vorhabens darin, das neuartige HF durch F+E-Arbeiten für den Praxiseinsatz in mobilen und stationären Hydraulikanlagen, z.B. in Land-, Forst- oder industriellen Produktionsmaschinen, weiterzuentwickeln und generell zur Marktreife zu bringen. Dabei wird eine neue Verwertungslinie für den nachwachsenden Rohstoff Glycerin geschaffen, der ein Überschussprodukt der landwirtschaftlichen Produktion darstellt, das nicht im Nahrungsmittelsektor eingesetzt wird. Das in kleineren Anteilen einzusetzende Chitosan wird aus Fischereiabfällen, wie den Chitinpanzern von Krabben, hergestellt. Um das Projektziel zu erreichen, arbeiten zwei Forschungsinstitute mit zwei Firmen, jeweils aus den Bereichen Maschinenbau/Hydraulik und Chemie/Kühlschmierstoffe/Analytik, im Verbund zusammen. Zum Erreichen der F+E-Ziele werden • Anforderungen an die HF-Varianten für den Einsatz in Mobil- und Stationärhydrauliken definiert, • zwei anwendungsgerechte und variabel betreibbare Hydrauliksysteme konzeptioniert, aufgebaut und betrieben, um die Praxistauglichkeit der HF-Varianten zu testen, • bedarfsgerechte Leistungsadditivierungen der HF für die Praxisanwendungen vorgenommen und weiterentwickelt, • die HF-Varianten in den Referenz-Hydraulikanlagen eingesetzt und physikalisch/technisch sowie chemisch/analytisch untersucht, um in chemischer wie technologischer Hinsicht Optimierungen vorzunehmen, • frühzeitig die Umweltverträglichkeit sowie Recycling- und Verwertungsoptionen des neuen HF bewertet, • der Einfluss des HF auf Energieverbrauch und Betriebskosten vergleichend untersucht und • die erreichbaren Einsatzfelder der HF-Varianten in Mobil- und Stationärhydrauliken bestimmt. | Dr. Hubertus Wichmann Tel.: +49 531 391-66855 hu.wichmann@tu-braunschweig.de Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 2 - Lebenswissenschaften - Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie Hagenring 30 38106 Braunschweig | ||
| 01.08.2019 | 31.10.2022 | 22028118 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung Glycerin/Chitosan-basierter Fluide für Antriebe in der Mobil- und Stationärhydraulik; Teilvorhaben 3: Additivierung und Praxistests - Akronym: GlyAnFlu | In Vorarbeiten wurde das Glycerin/Chitosan-basierte Hydraulikfluid (HF) als Prototyp entwickelt und mit Hilfe einer einfachen Versuchshydraulikanlage mit sehr positiven Ergebnissen im Vergleich zu konventionellen HF getestet. Hierauf aufbauend besteht das Ziel des Vorhabens darin, das neuartige HF durch F+E-Arbeiten für den Praxiseinsatz in mobilen und stationären Hydraulikanlagen, z.B. in Land-, Forst- oder industriellen Produktionsmaschinen, weiterzuentwickeln und generell zur Marktreife zu bringen. Dabei wird eine neue Verwertungslinie für den nachwachsenden Rohstoff Glycerin geschaffen, der ein Überschussprodukt der landwirtschaftlichen Produktion darstellt, das nicht im Nahrungsmittelsektor eingesetzt wird. Das in kleineren Anteilen einzusetzende Chitosan wird aus Fischereiabfällen, wie den Chitinpanzern von Krabben, hergestellt. Um das Projektziel zu erreichen, arbeiten zwei Forschungsinstitute mit zwei Firmen, jeweils aus den Bereichen Maschinenbau/Hydraulik und Chemie/Kühlschmierstoffe/Analytik, im Verbund zusammen. Zum Erreichen der F+E-Ziele werden • Anforderungen an die HF-Varianten für den Einsatz in Mobil- und Stationärhydrauliken definiert, • zwei anwendungsgerechte und variabel betreibbare Hydrauliksysteme konzeptioniert, aufgebaut und betrieben, um die Praxistauglichkeit der HF-Varianten zu testen, • bedarfsgerechte Leistungsadditivierungen der HF für die Praxisanwendungen vorgenommen und weiterentwickelt, • die HF-Varianten in den Referenz-Hydraulikanlagen eingesetzt und physikalisch/technisch sowie chemisch/analytisch untersucht, um in chemischer wie technologischer Hinsicht Optimierungen vorzunehmen, • frühzeitig die Umweltverträglichkeit sowie Recycling- und Verwertungsoptionen des neuen HF bewertet, • der Einfluss des HF auf Energieverbrauch und Betriebskosten vergleichend untersucht und • die erreichbaren Einsatzfelder der HF-Varianten in Mobil- und Stationärhydrauliken bestimmt. | Dr. Frank Süßmilch Tel.: +49 4122 924-185 suessmilch@oemeta.com Oemeta Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Ossenpadd 54 25436 Uetersen | ||
| 01.08.2019 | 31.07.2022 | 22028218 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung Glycerin/Chitosan-basierter Fluide für Antriebe in der Mobil- und Stationärhydraulik; Teilvorhaben 4: Optimierung und Praxisanwendungen - Akronym: GlyAnFlu | In Vorarbeiten wurde das Glycerin/Chitosan-basierte Hydraulikfluid (HF) als Prototyp entwickelt und mit Hilfe einer einfachen Versuchshydraulikanlage mit sehr positiven Ergebnissen im Vergleich zu konventionellen HF getestet. Hierauf aufbauend besteht das Ziel des Vorhabens darin, das neuartige HF durch F+E-Arbeiten für den Praxiseinsatz in mobilen und stationären Hydraulikanlagen, z.B. in Land-, Forst- oder industriellen Produktionsmaschinen, weiterzuentwickeln und generell zur Marktreife zu bringen. Dabei wird eine neue Verwertungslinie für den nachwachsenden Rohstoff Glycerin geschaffen, der ein Überschussprodukt der landwirtschaftlichen Produktion darstellt, das nicht im Nahrungsmittelsektor eingesetzt wird. Das in kleineren Anteilen einzusetzende Chitosan wird aus Fischereiabfällen, wie den Chitinpanzern von Krabben, hergestellt. Um das Projektziel zu erreichen, arbeiten zwei Forschungsinstitute mit zwei Firmen, jeweils aus den Bereichen Maschinenbau/Hydraulik und Chemie/Kühlschmierstoffe/Analytik, im Verbund zusammen. Zum Erreichen der F+E-Ziele werden • Anforderungen an die HF-Varianten für den Einsatz in Mobil- und Stationärhydrauliken definiert, • zwei anwendungsgerechte und variabel betreibbare Hydrauliksysteme konzeptioniert, aufgebaut und betrieben, um die Praxistauglichkeit der HF-Varianten zu testen, • bedarfsgerechte Leistungsadditivierungen der HF für die Praxisanwendungen vorgenommen und weiterentwickelt, • die HF-Varianten in den Referenz-Hydraulikanlagen eingesetzt und physikalisch/technisch sowie chemisch/analytisch untersucht, um in chemischer wie technologischer Hinsicht Optimierungen vorzunehmen, • frühzeitig die Umweltverträglichkeit sowie Recycling- und Verwertungsoptionen des neuen HF bewertet, • der Einfluss des HF auf Energieverbrauch und Betriebskosten vergleichend untersucht und • die erreichbaren Einsatzfelder der HF-Varianten in Mobil- und Stationärhydrauliken bestimmt. | Dipl.-Ing. Holger Lüüs Tel.: +49 7742 852-119 holger.lueues@bucherhydraulics.com Bucher Hydraulics GmbH Industriestr. 1 79771 Klettgau | ||
| 01.06.2019 | 31.05.2022 | 22028418 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung biobasierter Metallbearbeitungsöle für die kryogene Minimalmengenschmierung; Teilvorhaben 6: Entwicklung biobasierter Schmierstoffe für kryogene MMS - Akronym: ECO2il | Ein Großteil der spanenden Metallbearbeitungsprozesse wird durch Überflutungskühlschmierung unterstützt, bei der eine große Menge Kühlschmierstoffe (KSS) eingesetzt wird. Um ökonomische und ökologische Auswirkungen zu optimieren, wurde untersucht, ob diese konventionellen KSS im spanenden Bearbeitungsprozess durch Minimalmengenschmierstoffe (MMS) unter gleichzeitiger kryogene Kühlung mittels flüssigem Kohlendioxid (CO2) ersetzen werden können. Das Ziel dieses Projektes war die Entwicklung von biobasierten MMS zur kryogenen Bearbeitung (kryo-MMS) von schwer zerspanbaren, metallischen Werkstoffen. Es wurde untersucht, welche Grundöle für einen kryogenen MMS-Prozess geeignet sind. Die als MMS eingesetzten Testöle sollten biogenen Ursprungs sein, die unter den Anforderungen einer hohen Nachhaltigkeit auszuwählen waren. Flüssiges Kohlendioxid diente als kryogenes Trägermedium. Die sehr gute Kühlwirkung des CO2 in Kombination mit einem biobasierten MMS sollte zu einer ökologischen und ökonomischen Verbesserung des Zerspanprozesses führen. Die Testöle wurden anwendungsnah in Zerspanprozessen mit geometrisch bestimmter Schneide (Fräsen, Drehen und Bohren) getestet. Die Leistungsfähigkeit wurde durch die Bewertung der auftretenden Zerspankräfte, des fortschreitenden Werkzeugverschleißes und der entstehenden Oberflächenqualität bestimmt. Als Referenzen und Vergleichsprozesse dienten dabei die Überflutungskühlung mit einem KSS (wassergemischt) und ein nicht biobasiertes Mineralöl als kryo-MMS. In einem zweiten Schritt wurden ausgewählte Grundöle durch das Hinzufügen von schmieraktiven Additiven in ihrer Funktionalität optimiert und mithilfe der gleichen Versuche in ihrer Leistungsfähigkeit bewertet. Eine ausführliche Entscheidungsmatrix mit den Ergebnissen aus allen Zerspanprozessen verhalf schließlich zu einer prozessorientierten Eignungsbewertung der Testöle. | Dr. Hans Jürgen Schlindwein Tel.: +49 2161 5869-249 schlindwein@rhenusweb.de Rhenus Lub GmbH & Co KG Hamburgring 45 41179 Mönchengladbach | X | |
| 01.06.2019 | 31.05.2022 | 22028518 | Verbundvorhaben (FSP-Bioschmierstoffe): Entwicklung biobasierter Metallbearbeitungsöle für die kryogene Minimalmengenschmierung; Teilvorhaben 7: Validierung biobasierter Schmierstoffe für kryogene MMS beim Drehen - Akronym: ECO2il | In diesem Teilvorhaben wurden die Versuche mit biobasierten Schmierstoffen für die kryogene Zerspanung kombiniert mit MMS durchgeführt. Im Fokus stand dabei der Drehprozess Hartdrehen (Schlichtdrehen). Ziel war es, anwendungsnah Schmierstoffe biologischen Ursprungs für die kryogene MMS zu entwickeln, diese bedarfsgerecht zu additivieren und zu optimieren. Dadurch soll sichergestellt werden, dass sowohl die Werkzeugstandzeit als auch Zeitspanvolumina im Vergleich zu konventioneller Überflutungskühlung gesteigert werden können. Die dadurch erreichbaren ökologischen Verbesserungen stellen den Kern dieses Projektes dar. Industrielle Anwender sollen dahingehend unterstützt werden, dass Bearbeitungsprozesse mit aktuell konventioneller Überflutungskühlung auf MMS in Kombination mit kryogener CO2-Kühlung umgestellt werden können. | Michael Haberzettl Tel.: +49 9132 82-3247 habermch@schaeffler.com Schaeffler Technologies AG & Co. KG Industriestr. 1-3 91074 Herzogenaurach | X | |
| 01.01.2019 | 28.02.2021 | 22400618 | Einfluss von Bio-Hydrauliköl auf die Effizienz einer mobilen Arbeitsmaschine - Akronym: BIOMOBIL | Die gezielte Auswahl der Ölviskosität kann den Gesamtwirkungsgrad hydraulischer Anlagen steigern. Bei einer weiten Temperaturspanne in welcher mobilhydraulische Arbeitsmaschinen eingesetzt werden, erweist sich ein Öl mit einem hohen Viskositätsindex von Vorteil, was die hydraulischen Verluste der Maschine angeht. Ein hoher Viskositätsindex bedeutet eine geringere Abhängigkeit der Viskosität von der Temperatur. Moderne hydraulische Systeme tendieren dazu, kompakter sowie mit beispielsweise höheren Temperaturen zu Operieren. Dies führt zu einer höheren thermischen Belastung des Fluides. Deshalb werden in modernen hydraulischen Systemen bereits mineralölbasierte Hydrauliköle verwendet, welche mit polymeren Verdickern additiviert sind, die bei hohen Temperaturen die Fließfähigkeit des Öls verringern und somit dem Viskositätsabfall entgegenwirken. Biohydrauliköle besitzen von Natur aus einen wesentlich höheren Viskositätsindex als Mineralöle und stellen somit eine alternative zu den eingesetzten Mineralölen dar. Ziel des Projektes ist es den Einfluss des Einsatzes von Biohydrauliköl auf den Wirkungsgrad eines mobilen Raupenbaggers zu identifizieren. Mögliche Wirkungsgradsteigerungen und damit verbundene Einsparpotenziale an Kraftstoff sollen zu diesem Zweck herausgestellt werden. Dazu werden vergleichbare Arbeitszyklen der Baumaschine mit Mineralöl und Biohydrauliköl in Bezug auf ihren Kraftstoffverbrauch miteinander verglichen. Auf Grundlage der Messergebnisse des Referenzzyklus mit Mineralöl wird ein Biohydrauliklöl entwickelt, welches auf die thermischen Gegebenheiten der Temperaturverteilung während des Zyklus angepasst ist. | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Katharina Schmitz Tel.: +49 241 80-477-01 katharina.schmitz@ifas.rwth-aachen.de Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 4 - Maschinenwesen - Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen Campus-Boulevard 30 52074 Aachen | X |