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Schlagwort: Kreislauforientierte Wertschöpfung
Fördermaßnahme: KMU-innovativ: Produktionsforschung (ab 2016)
Forschungsziel: Das Abrasiv-Wasserstrahlverfahren (AWS) ist ein sehr flexibles und leistungsfähiges Fertigungsverfahren. Überall dort, wo konventionelle und thermische Trennverfahren an ihre Grenzen stoßen, kann das AWS eingesetzt werden. Allerdings ist die AWS-Technologie durch den Einsatz natürlicher Mineralstoffe als Strahlmittel von begrenzten Ressourcen abhängig, die zunehmend verknappen. Dieses Projekt zielt darauf, die Wasserstrahltechnologie ressourcenschonender und wirtschaftlicher zu machen. Dazu werden u.a. die Eignung von Recyclingprodukten und Reststoffen anderer Branchen als Alternative zu gängigen Strahlmitteln untersucht. Weiterhin werden zentrale und dezentrale Konzepte zur Aufbereitung und Wiederverwendung des Strahlmittels nach dem Schneidprozess beforscht und die Wasserchemie vor und nach dem Prozessdurchgang optimiert.
Dominik Ridder +49 2381 30212-31
dominik.ridder@ridder.de
Dipl.-Ing. Martina Göttel
+49 721 608-28561
martina.goettel@kit.edu
Problemstellung
Das Abrasiv-Wasserstrahlverfahren (AWS) ist ein sehr flexibles und leistungsfähiges Fertigungsverfahren, das überall dort zum Einsatz kommt, wo konventionelle und thermische Trennverfahren an ihre Grenzen stoßen. Allerdings werden dabei fast ausschließlich mineralische Strahlmittel aus Übersee verwendet, die als natürliche Ressource immer knapper werden. Erste Versorungsengpässe und steigende Marktpreise sind die Folge. Vor diesem Hintergrund ist die übliche Verwendung von jährlich ca. 300.000 Tonnen Granatsand in Europa als Wegwerfprodukt nicht mehr zeitgemäß. Außerdem stellen die EU-weit strenger werdenden Richtlininen zur Einleitung von Abwässern in die Kanalisation viele AWS-Anwender vor große Herausforderungen.
Zielsetzung
Im KMU-innovativ Projekt ReWiProAWS soll die Abrasiv-Wasserstrahltechnologie nachhaltiger und wirtschaftlicher gemacht werden. Dazu sind Konzepte zur Wiederverwendung von Strahlmitteln und zur Abwasseraufbereitung zu erarbeiten sowie nach Alternativen zu gängigen Strahlmitteln zu suchen. Insgesamt soll so der jährlich benötigte Gesamtbedarf an Rohware aus Übersee signifikant reduziert werden.
Vorgehensweise
Die benötigte Infrastruktur für die Kreislaufführung wird unter Einhaltung der Anlagen-, Strahlmittel- und Abwasservorgaben entwickelt. Zur Reduzierung des Gesamtbedarfs an Strahlmittelrohware soll sowohl ihre effizientere Nutzung im Strahlprozess selbst als auch ihre Aufbereitung und Wiederverwendung beforscht werden. Im Fokus stehen Analysen der Verschleißmechanismen an den Strahlmitteln und die Faktoren, die ihre Leistungsfähigkeit während der Bearbeitung von Bauteilen beeinflussen. Der Einsatz alternativer Strahlmittel – idealerweise auch Abfallprodukte aus anderen Branchen, wie z. B. Glasbruch oder Basaltkies – wird untersucht und ein Leistungsverzeichnis für mögliche Anwendungsfälle erstellt. Daneben ist ein Filtersystem zur chemischen Abwasseraufbereitung zu entwickeln, um einerseits die Kreislaufführung zu ermöglichen und andererseits den Einleitbedingungen ins kommunale Abwassernetz zu genügen. Schließlich wird die gesamte Systemtechnologie modularisiert und an die unterschiedlichen Anwendungsfelder der Wasserstrahltechnologie angepasst.
Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Neben der Stärkung der beteiligten Unternehmen, die sich mit technologisch anspruchsvollen Lösungen im direkten Wettbewerb behaupten können, wirken sich die eingesparten Ressourcen positiv auf wesentliche Kostenfaktoren im praktischen Betrieb der Wasserstrahltechnologie aus. Für europäische KMU in der fertigenden Industrie kann der Gesamtbedarf an importiertem Granatsand in Europa, und damit die Abhängigkeit von steigenden Marktpreisen, mittelfristig um 50 % reduziert werden. Das Konzept des Vorhabens ist auf ähnliche Verfahren übertragbar, z. B. in die Schleifbearbeitung, und kann nach Projektende einem erweiterten Anwenderkreis zugänglich gemacht werden.
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