Entwicklung von Zukunftstechnologien (Werkzeug und Prozess) für die Produktion großflächiger dünnwandiger 3- D- Strukturen mit hohen Planheitsanforderungen

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Entwicklung von Zukunftstechnologien (Werkzeug und Prozess) für die Produktion großflächiger dünnwandiger 3- D- Strukturen mit hohen Planheitsanforderungen
Projektleitung Harald Hansmann , Prof. Dr.-Ing.
Kürzel Flowfieldstrukturen
Projektbeginn 01. Januar 2011
Projektabschluss 28. Februar 2013
Projektpartner Martin Membrane Systems AG
Projektbeteiligte
Projektmittel 131800 €
Mittelgeber HSW Verwaltung
Fakultät(en) Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Forschungsschwerpunkte(e) Produktentwicklung, Neue Materialien
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Inhalt

Der Markttrend in der Ultrafiltrations-Anlagentechnik weist deutlich auf einen Bedarf an größeren Einheiten mit Kapazitäten von bis zu 20.000 l/h. Hierzu wurde in Kooperation mit dem Industriepartner, der Martin Membrane Systems AG, ein neues Modul entwickelt, das von der Membranfläche her schon die Kapazitätssteigerung einer Größenordnung ermöglicht. Wichtigste Ziele des FuE-Projektes waren: Die Problematik der verzugsarmen Herstellung großflächiger ebener Bauteile systematisch zu erarbeiten und Erkenntnisse zu gewinnen, die sich aus der experimentellen Umsetzung von virtuell erzeugten Strukturen in praktische Funktionsmuster ableiten lassen. Die konstruktive Lösung zur Entwicklung von Flowfield-Strukturen wurde am Demonstrator hinsichtlich Verzugsarmut, Beulverhalten, dynamischer und mechanischer Steifigkeit, Strömungswiderstand gegen Filtratabzug sowie Formfüllvermögen im Spritzguss optimiert. Eine hoch komplexe Fragestellung war auf die Prozessführung im Hinblick auf die geforderte Ebenheit dieser Platten gerichtet. Als Ergebnis des Vorhabens konnte prototypisch dargelegt werden, dass die Spritzgussfertigung solcher Flowfieldplatten unter Einsatz des physikalischen Mikroschaum-Spritzgießverfahrens zielführend ist. Die Entwicklung der neuen Plattenstruktur unter Berücksichtigung innovativer Fertigungsverfahren brachte insgesamt eine Materialersparnis von ca. 45 Prozent in der Herstellung. Durch konsequente Umsetzung und Ausnutzung aller Gestaltungsfreiheiten, welche die Anwendung der neuen Technologie bietet, konnte die Bauteilgeometrie um ca. 40 Prozent leichter gestaltet werden.