Projektideen für Horizon2020 Advanced Materials

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1 Projektideen für Horizon2020 Advanced Materials DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v. Institut für Werkstoff-Forschung, Köln-Porz Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie, Stuttgart / Augsburg Dr. Ingo Steller ingo.steller@dlr.de

2 Geschäftsfelder Institut für Werkstoff-Forschung, Köln-Porz Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie, Stuttgart AERONAUTICS SECURITY Fuselage & High Lift Gas Turbine Engine Autom. Production Fuselage structures Cabin structures High lift structures Safe helicopter Compressor rotor Turbine vanes Combustor Housing Cooperative robots Autom. CFRP process Mechatronic tools Production integrated NDT tools CFRP fuselage for UAVs High performance engine components Ballistic protection

3 Geschäftsfelder Institut für Werkstoff-Forschung, Köln-Porz Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie, Stuttgart SPACE ENERGY TRANSPORT Space Propulsion Injector Combustor Nozzle Space Vehicles Hot structures for atmospheric reentry Thermal protection systems Satellite components Heat exchanger Thermo-solar receiver Gas turbine components Thermoelectric generators Super Caps, batteries Crash optimized design principles for trains and cars Thermoelectric power generators

4 NMP Materials for Severe Operation Conditions, including Added-value Functionalities (LEIT) CMC mit selbstheilenden Eigenschaften Bulk Ceramic Matrix Composite, Basis C/C-SiC Besonderheit: selbstheilende Eigenschaft (interne Oxidation) für extreme Anforderungen (Korrosion, etc.) mit EB-Schutzschicht Anwendungsbereich: Temperaturen > 1000 C, langzeitig, Anwendungsgebiete: Hochtemperatur, Korrosion, Verschleiß Kompetenzen: Werkstoffherstellung im vor-industriellen Maßstab, Beschichtung, numerische Modellierung (mehrskalig, Schädigung) Partner-Profil: EU, besondere Prüftechniken (Korrosion, etc.), Charakterisierung, Gradientenwerkstoffe (?) R&I TRL 5 Deadline

5 NMP Materials for Severe Operation Conditions, including Added-value Functionalities (LEIT) alternativ: COMPET (Space), NMP Ablator-Werkstoff Bulk Kurzfaser-verstärkter Polymerwerkstoff, Nano-verstärkt Besonderheit: Ablation (selbstschützend bei therm. Überlast) für extreme Anforderungen (Thermoschock) Anwendungsbereich: Temperaturen kurzzeitig>> 1000 C, Anwendungsgebiete: Raumfahrt, Industrie-Prozesse Kompetenzen: Werkstoffherstellung im vor-industriellen Maßstab, numerische Modellierung (mehrskalig, Schädigung) Partner-Profil: EU, Herstellung nanoskaliger Zusatzstoffe, Messung C P und Wärmeleitfähigkeit, Charakterisierung im Plasma, mehrskalige Modellierung Innov. TRL 4 6 Deadline

6 NMP16 Extended In-Service Life of Advanced Functional Materials in Energy Technologies alternativ: MG Mobility for Growth, EE Energy Efficiency Added Layer Manufacturing komplexer Bauteile Metallische Strukturbauteile (z.b. TiAl) mit komplexer Geometrie, in-situ hergestellt aus tailored powders durch Laserschmelzen Besonderheit: Maximierung der erzielbaren Eigenschaften, Nachweis der Langzeit-Beständigkeit (bis zu h) für Anforderungen (Korrosion, etc.) mit Oberfläche, schweißbar Anwendungsbereich: hohe Temperaturen, langzeitbeständig, Anwendungsgebiete: Energietechnik, Verkehr, Luft- und Raumfahrt Nachweis der Wirtschaftlichkeit: CAPEX, OPEX Kompetenzen: Werkstoffherstellung im vor-industriellen Maßstab, Charakterisierung der Werkstoffe realen Einsatzbedingungen, numerische Modellierung (mehrskalig, Schädigungsentwicklung) Partner-Profil: EU, Endanwender, Komponentenhersteller (Gießereien, Schmieden) zur Fertigung hybrider Komponenten Innov. TRL 6 Deadline

7 NMP Manufacturing and Control of Nanoporous Materials (LEIT) alternativ: div. Anwendungsgebiete Zellulose-Silicagel-Verbundwerkstoffe Nanoporöse Werkstoffe, Gradient der Porenverteilung Besonderheit: besondere physikalisch-chemische Eigenschaften: superisolierend, Adsorption, elastisch, Fluidtransport (heat pipe) Anwendungsbereich: Superisolation, Filter, Katalyse, etc. Anwendungsgebiete: Luft- und Raumfahrt, Verkehr, Filter Kompetenzen: Werkstoffherstellung im vor-industriellen Maßstab, Pilotproduktion, numerische Modellierung Kontakte zu Rohstofflieferanten und Verfahrenstechnik Partner-Profil: EU, (KMU-)Anwender Lastenhefte, Demonstrator-Bauteile, Auslegung, Normung Innov. TRL 4 6 Deadline

8 SPIRE Energy & Resource Mgmt. Systems (09/12/2014) EE Heat Recovery Wärmerückgewinnung (26/03/2015) alt.: NMP MG-Programm SME-Calls: z.b. NMP25 Thermoelektrische Materialien und Systeme Nanostrukturierte TE-Materialien und Systeme (Rundum-Partner), Anwendungsgebiete: TE-Generatoren Verkehr, Luft- u. Raumfahrt, Energie, Industrieprozesse (stationäre Abwärmenutzung) Kompetenzen: TE-Materialentwicklung, Technologieentwicklung und Systemdesign für TE-Module, TE-Charakterisierung (temperaturabhängig, Microscanning, Modulwirkungsgrad, Standardisierung), Auslegung / Simulation TE-Module und segmentierte Pellets, Upscaling Pellet-Fertigung, Messmethoden-Entwicklung Interesse: Substitutionsmaterialien für aktuelle Werkstoffe (NMP23) zahlreiche Kontakte zu EU-Instituten und Herstellern/Anwendern Partner-Profil: EU, industrielle Anwender (OEM), KMU bes. in den Gebieten Modultechnologie und Systementwicklung R&I Inno TRL 4 7 Deadline ab 09/2014

9 Energy Efficiency, Mobility for Growth, Factories of the Future, Nano-Materials Funktionale Schichten Maßgeschneiderte Schichtsysteme für alle Basiswerkstoffe (Metalle, Polymere, Keramiken), integrierte Sensoren (Gas, Kraft) Besonderheit: Nano-strukturierte Schichten für besondere Einsatzbedingungen Anwendungsbereich: extreme Anforderungen (hohe Temperaturen, Korrosion, Abrasion), elektrische Eigenschaften Anwendungsgebiete: Luft- u. Raumfahrt, Verkehr, Energietechnik Kompetenzen: Schichtherstellung im vor-industriellen Maßstab durch EB und MS-Technologie, Charakterisierung, Modellierung Partner-Profil: EU, besondere Prüftechniken, Anwendung Innov. TRL 4 6 Deadline ab 9/2014

10 Energy Efficiency, Mobility for Growth, Smart Cities Supercaps Nanoporöser Werkstoff Besonderheit: Kurzzeit-Speicher für elektrische Energie Einsatz in Verbindung mit Langzeit-Speichern z.b. für dezentrale Energieversorgung, Nkw-Antriebe, Tram Anwendungsgebiete: Luft- u. Raumfahrt, Verkehr, Energietechnik Kompetenzen: Schichtherstellung im vor-industriellen Maßstab, numerische Modellierung Partner-Profil: EU, besondere Prüftechniken, Anwendung Innov. TRL 4 6 Deadline 3/2015

11 Energy Efficiency, Smart Cities, NMP, SPIRE Oxidkeramische Faserverbundwerkstoffe Oxidfaser-verstärkte Oxidkeramik-Werkstoffe Besonderheit: Hochtemperatur-fest, korrosions- und oxidationsbeständig, schadenstolerant (nicht spröde) Anwendungsbereich: hohe Temperaturen ( C), langzeitig Anwendungsgebiete: diverse Brennkammern, Luft- u. Raumfahrt, Radome (strahlungsdurchlässig), etc. Kompetenzen: Werkstoffherstellung im vor-industriellen Maßstab, numerische Modellierung (mehrskalig, Schädigung) Partner-Profil: EU, Anwender, Burner Rig Test Innov. TRL 4 6 Deadline

12 Factories of the Future, Mobility for Growth Prozesskette automatisierte Produktion Full-scale Produktion, CFRP-Werkstoffe Mechatronik und Robotik, koop. Roboter Produktionsintegrierte QS Anwendungsgebiete: Luft- u. Raumfahrt, Energietechnik (WEA), Transport, etc. Kompetenzen: Multi-funktionale flexible Roboterzelle Roboterbasierte Fertigung v. Großbauteilen im Industriemaßstab Partner-Profil: EU, Anwender, (in-line-)prüftechniken (Thermographie, US, etc.) Innov. TRL >6 Deadline