ENITEC Ein Förderprojekt des BMBF

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1 ENITEC Ein Förderprojekt des BMBF

2 Projekt ENITEC und die Partner Keramische Prozesskette Energierelevante Prozesse Konkrete Beispiele und Fakten einiger Prozesse Lösungsansätze und Strategien Ausblick Dr.-Ing. Torsten W eiß 2

3 Dr.-Ing. Torsten W eiß 3

4 Dr.-Ing. Torsten W eiß 4

5 Dr.-Ing. Torsten W eiß 5

6 Mit dem Projekt ENITEC soll eine deutliche Energieeinsparung (> 40 %) bei der Herstellung von technischen Keramiken erreicht werden. Im Mittelpunkt steht der energieaufwändigste Herstellungsschritt: die Wärmebehandlung. Die möglichen Energieeinsparpotentiale sollen durch die Entwicklung neuer innovativer Konzepte mit Hilfe von In-Situ-Meßmethoden und Simulationstechniken realisiert werden. Dr.-Ing. Torsten W eiß 6

7 Pulver Urformen Sintern Aufbereitung Grün-/Weißbearbeitung Endbearbeitung Bauteil Rohstoffe Plastifizieren Mischen Granulieren Extrudieren Spritzen Gießen Pressen Fräsen Drehen Bohren Sägen Sinterbrand Entbindern Schleifen Läppen Polieren Formgebung Aufwand Quelle Ceramtec GmbH Dr.-Ing. Torsten W eiß 7

8 Quelle Ceramtec GmbH Dr.-Ing. Torsten W eiß 8

9 Optmierte keramische Versätze / Rohstoffe % Verringerung des Brennhilfsmittelanteils % Entfall einer energieaufwändigen Bearbeitung % Ein- statt zweistufiger thermischer Prozess Energetisch verbesserte Ofenkonzepte % % Dr.-Ing. Torsten W eiß 9

10 Quelle Lapp Insulators GmbH Dr.-Ing. Torsten W eiß 10

11 Quelle BCE Special Ceramics GmbH Dr.-Ing. Torsten W eiß 11

12 Quelle Ceramtec GmbH Dr.-Ing. Torsten W eiß 12

13 Quelle Ceramtec GmbH Dr.-Ing. Torsten W eiß 13

14 Quelle FCT Systeme GmbH Allg. Tunnelofen Dr.-Ing. Torsten W eiß 14

15 Therm. Wirkungsgrad Ofentechn. Wirkungsgrad Wärmetechn. Wirkungsgrad Typ. Tunnelofen Durchschnitt 5 Systeme 37,6 % 26,8 % 9,96 % 23,7 % 3,6 % 5,56 % Quelle Eisenmann AG Dr.-Ing. Torsten W eiß 15

16 Die Energieeffizienz etlicher Systeme ist nur ungenügend Technik und Materialien zur Energieoptimierung werden nur unzureichend genutzt Die größten Verluste entstehen über die Abluft- und Abgasmengen In dieser Untersuchung schneiden gasbeheizte Öfen schlechter als elektrische Systeme ab Quelle Eisenmann AG Dr.-Ing. Torsten W eiß 16

17 Optimierung des Lufthaushaltes zur Reduzierung der Abluftverluste insbesondere in der Kühlzone Austausch von Ofenwagenisolierungen gegen effiziente und leichte Faserkernmaterialien Die Abdichtung kontinuierlich betriebener Durchlauföfen muss verbessert werden, um die Falschluftmengen zu reduzieren Hohe Transmissionsverluste im Hochtemperaturbereich durch mangelnde oder brüchige Isolierungen beseitigen Quelle Eisenmann AG Dr.-Ing. Torsten W eiß 17

18 Isostatisches Pressen sorgt für isotrope Gründichte Homogenität des Materials / Presslings erzeugt gleichmäßigen Sinterschwund Optimale Entbinderungs- & Sinterregime erzeugen präzise Bauteile > ca µm Dr.-Ing. Torsten W eiß 18

19 ca. 5% Material ca. 10 % Ofenoptimierungen ca. 30% Entfall Schleifprozess Dr.-Ing. Torsten W eiß 19

20 Gleichmäßige Dichteverteilung Geringe Gefügeunterschiede Einzelne Maßabweichungen Dr.-Ing. Torsten W eiß 20

21 AP im Projekt Demonstrator Isolator Medizin Gleitring Öfen Kontiöfen AP 5 Batchöfen AP 6 Energie AP 7 Homogen AP 8 Entbindern AP 9 Sintern AP Dr.-Ing. Torsten W eiß 21

22 Quelle FhG ISC Dr.-Ing. Torsten W eiß 22

23 Quelle FhG ISC Dr.-Ing. Torsten W eiß 23

24 Quelle FhG ISC Dr.-Ing. Torsten W eiß 24

25 Quelle FhG ISC Dr.-Ing. Torsten W eiß 25

26 Neue Ofenkonzepte für Batch und kontinuierlichen Betrieb sind derzeit schon geplant und werden gebaut Prozessänderungen 1 vs. 2 stufig teilweise schon erfolgreich umgesetzt Optimierung der Grünfertigung in der Umsetzung Versatzanpassung zur Senkung der Sintertemperatur Entwicklung und Evaluierung der Querschnittsmethodiken sind laufende Prozesse Dr.-Ing. Torsten W eiß 26

27 Die Ansätze zur Energieeinsparung sind eher evolutionär statt revolutionär, aber: Nur mit der Vernetzung zur Wissenschaft umsetzbar Bestehende Prozesse sind empirisch optimiert, Änderungen werden in der Praxis nur ungern vorgenommen Investitionen in abgeschriebene Anlagen sind schwer vermittelbar Die erfolgreiche Umsetzung der Ansätze ist sicher möglich und übertragbar Dr.-Ing. Torsten W eiß 27

28 Dr.-Ing. Torsten W eiß 28