Laufende Projekte
| DigiGuss – ChipConditioner / Aufbau eines Versuchstandes zur Untersuchung des Prozessor-Wirkprinzips und Datengeneration sowie Materialevaluation in Gießprozessen |
| Fördermittelgeber | Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) |
| Förderprogramm | Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) – Innovationsnetzwerke |
| Förderkennzeichen | 16KN118822 |
| Zeitraum | 01.11.2024 – 31.10.2027 |
| Abstract | Ziel des Projektes „ChipConditioner“ ist es, anwendungsspezifische Wirbelschichtreaktoren für die thermochemische Umsetzung von pulverförmigen/partikulären Stoffen (Späne, Chips) mittels durchströmender Reaktionsgase zu entwickeln. Der Vorprozessor arbeitet nach dem Wirbelschichtverfahren. Er nimmt von oben Späne aus Magnesium (alternativ auch Aluminium oder andere Materialien) durch ein Kunststoffrohr unter Schwerkraftwirkung auf, suspendiert sie mit Argon, entfettet, trocknet und erhitzt die Späne mit Argon gleichmäßig bis auf max. 200°C und dosiert sie mit einer Förderschnecke oder mittels Argon-Düsen über den Einfüllungsstutzen nach unten in den Hauptreaktor, in dem eine teilflüssige Schmelze für den Gießprozess erzeugt wird. Für die für verschiedene Anwendungen des Vorprozessors notwendige spezifische Prozessoptimierung wird eine KI entwickelt, die eine weitgehend automatisierte Optimierung ermöglicht. |
| FlexE – Verbundvorhaben: Entwicklung einer Wasserstoff-Brenngaszufuhr zur Senkung des CO2-Ausstoßes durch die Flexibilisierung des Energieträgers (FlexE) Teilvorhaben: Entwicklung einer innovativen Wasserstoff-Brenngaszufuhr für Porenbrenner |
| Fördermittelgeber | Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) |
| Förderprogramm | 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung |
| Förderkennzeichen | 03EN2125A |
| Zeitraum | 01.04.2025 – 31.03.2028 |
| Abstract | Das in Kooperation zwischen der Promeos GmbH und der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg durchgeführte Forschungsvorhaben FlexE zielt darauf ab, die CO2-Emissionen in der Gießerei-Industrie durch die Substitution von Erdgas durch grünen Wasserstoff signifikant zu reduzieren. Dies wird durch die Entwicklung einer innovativen Wasserstoff-Brenngaszufuhr für Porenbrenner erreicht, welche die Wärmebereitstellung im industriellen Maßstab flexibilisiert. Bei der Entwicklung von Wasserstoffporenbrennern wurde durch die Firma Promeos die Medienzuführung als erfolgskritische Schlüsselkomponente identifiziert. Dabei stellen sowohl die Geometrie als auch die zur Herstellung der Geometrie erforderlichen Prozesse technologische Hürden dar. Kern des Projekts ist somit die Konstruktion verschiedener Prototypen, die mittels additiver Fertigungsverfahren hergestellt und in umfangreichen Tests auf ihre Leistungsfähigkeit, Effizienz und industrielle Integrationsfähigkeit geprüft werden. Die computergestützte Strömungsdynamik (CFD) spielt eine wesentliche Rolle bei der Optimierung der Prototypen, indem sie die Effizienz und die Brennereigenschaften durch Simulation verschiedener Designs unter variierenden Betriebsbedingungen verbessert. Nach der Entwicklung und Erprobung erfolgt die Auswahl der optimalen Geometrie und Fertigungsprozesskette. Die validierte Technologie wird anschließend in einen automatisierten Versuchsstand für das Schwerkraftgießen implementiert, und es wird analysiert, wie Wasserstoff die mechanischen Eigenschaften der Gussbauteile beeinflusst. Diese Ansätze schaffen die Grundlage für weitere Innovationen in der Nutzung erneuerbarer Energien und tragen zur Effizienzsteigerung sowie zur Reduktion von Emissionen in industriellen Brennprozessen bei. |
| Mineralisch gebundene und mehrfach verwendbare Formwerkstoffe für die gießtechnische Herstellung von Aluminiumbauteilen |
| Fördermittelgeber | Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) |
| Förderprogramm | Sachbeihilfe |
| Förderkennzeichen | MU 4410/4-1 |
| Zeitraum | 01.01.2026 – 31.12.2028 |
| Abstract | Das Projekt erforscht mineralisch gebundene Formwerkstoffe als innovative, wiederverwendbare Dauerformen im Leichtmetallguss. Durch den Einsatz von Ultrahochleistungsbetonen und alkalisch-aktivierten Bindemitteln sollen Reaktivität und Wärmeleitfähigkeit herkömmlicher metallischer Formen reduziert und die Prozessstabilität verbessert werden. Neben der Optimierung der thermischen und mechanischen Eigenschaften werden unterschiedliche Gesteinskörnungen und Faserzusätze untersucht, um die Beständigkeit der Formwerkstoffe weiter zu erhöhen. Experimentelle Studien und numerische Simulationen liefern die Grundlage für ein vertieftes Verständnis der Formfüllung, Spannungsverteilung und Lebensdauer der Betonformen. Darüber hinaus wird der Einfluss auf Gefüge und mechanischen Eigenschaften ausgewählter Aluminiumlegierungen analysiert, um die Prozessparameter gezielt anpassen zu können. Ziel ist die Entwicklung eines kosteneffizienten, ressourcenschonenden Gießverfahrens, das eine Brücke zwischen Sand- und Kokillenguss schlägt und neue Potenziale für die industrielle Anwendung erschließt. |
| Entwicklung eines nachdruckreduzierten Druckgießverfahrens zur wirtschaftlichen Fertigung großformatiger Bauteile bei limitierten Maschinengrößen Teilprojekt: Entwicklung eines neuartigen nachdruckreduzierten Druckgießverfahrens mit den Schwerpunkten numerische Optimierung und grundlegende Gießversuche zur methodischen Beschreibung mit dem Ziel einer bauteilübergreifenden Übertragbarkeit und Reproduzierbarkeit |
| Fördermittelgeber | Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) |
| Förderprogramm | Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) – FuE-Kooperationsprojekt |
| Förderkennzeichen | KK5059925SH4 |
| Zeitraum | 01.01.2026 – 29.02.2028 |
| Abstract | Das Projekt zielt auf die Entwicklung eines nachdruckreduzierten Druckgießverfahrens (Medium Pressure Die Casting – MPDC) ab, das die kosteneffiziente Herstellung großformatiger Bauteile auf kleineren Maschinen ermöglicht. Durch die Kombination aus numerischer Simulation, einer optimierten Prozessführung und neuen Materialien wie einer Aluminium-Kolbenstange soll der Druckgießprozess effizienter gestaltet werden. Im Gegensatz zum konventionellen Druckgießen, bei dem die Schmelze beim Eintritt in den Formhohlraum atomisiert wird und hohe Nachdrücke erforderlich sind, wird das Bauteil beim MPDC mit einem kompakten Freistrahl gefüllt und unter reduziertem Nachdruck verdichtet. Der Ansatz berücksichtigt die transiente Sprengfläche und ermöglicht eine präzise Nachdruckregelung, wodurch Werkzeugverformungen reduziert und gratarmes Gießen erreicht werden. Als Demonstrator wird eine Aluminiumfelge für Elektromotorräder gefertigt. Durch die Erkenntnisse des beantragten Vorhabens wird der Industriepartner in die Lage versetzt, das MPDC-Verfahren sicher und reproduzierbar für ein breites Spektrum innovativer, wettbewerbsfähiger Produkte in bestehenden und neuen Marktsegmenten, einzusetzen. |
| KI meets vhb: Erprobung von KI-Einsatzszenarien bei den Lehrangeboten „DMM – Datenverarbeitung und Analyse im Kontext von Fertigungsverfahren und Materialwissenschaften“ und „DMM – Data Acquisition, Processing and Analysis in Manufacturing Engineering and Material Science“ |
| Fördermittelgeber | Virtuelle Hochschule Bayern (vhb) |
| Förderprogramm | KI meets vhb: Experimentelle Ansätze in der Online-Lehre ermöglichen |
| Förderkennzeichen | Kl_25-II_23-ll-03-14Mue1_23-ll-03-14Mue2 |
| Zeitraum | 01.11.2025 – 30.06.2026 |
| Abstract | Anhand eines gießereitechnischen Anwendungsfalls erlangen Studierende Kenntnis, wie Forschungsergebnisse aus der KI-Grundlagenforschung in die ingenieurtechnische Praxis übertragen werden können und hier tägliche Konstruktionsaufgaben erleichtern können. Der Hauptaugenmerk liegt darin, den Studierenden den Weg von der Analyse in Fachjournalen publizierter Algorithmen mit zugehörigem Open-Source-Code über die Einrichtung virtueller Umgebungen bis hin zur anwendungsbezogenen Strukturoptimierung zu vermitteln. Der Erwerb der Kenntnisse erfolgt im Rahmen des laufenden VHB-Kurses „Data Acquisition, Processing and Analysis in Manufacturing Engineering and Materials Science“ (DMM). Hier bearbeiten die Teilnehmenden ein interaktives Lehrbeispiel zur KI-gestützten Gestaltung von Leichtbauwerkzeugen. Die Studierenden analysieren lastfallabhängige Topologien, bewerten die Ergebnisse mit FEM und verbessern ihre Entwürfe iterativ. Ziel ist es, forschungsnahes, virtuelles Lernen mit einem ingenieurwissenschaftlichen Transferverständnis zu verknüpfen und so kritisches Urteilsvermögen, digitale Werkzeugkompetenz und KI-basierte Optimierungsmethoden praxisnah zu vermitteln. Beantragt wird eine Förderung zum Aufbau einer KI-gestützten Übung und deren Integration in den laufenden VHB-Kurs DMM. |
Abgeschlossene Projekte
| Auslegung, Analyse und Prinzipdemonstration inkrementell gefertigter, modularer Leichtbau-Druckgießwerkzeuge |
| Fördermittelgeber | Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) |
| Förderprogramm | Sachbeihilfe |
| Förderkennzeichen | MU 4410/2-1 |
| Zeitraum | 01.06.2020 – 31.01.2024 |
| Abstract | Das übergeordnete Ziel des Vorhabens war das Erreichen einer Methodik zur experimentell fundierten Auslegung sowie zur inkrementellen Herstellung modularer Leichtbau-Druckgießwerkzeuge. |
| Digitalisierung und Ressourceneffizienz in der Gießerei-Industrie (DigiGuss) |
| Fördermittelgeber | Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) |
| Förderprogramm | Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) – Kooperationsnetzwerk |
| Förderkennzeichen | 16KN118801 |
| Zeitraum | 01.06.2023 – 31.05.2024 (Phase 1) |
| Abstract | Im Kooperationsnetzwerk wurden Verfahren und Lösungen entwickelt, die bei gleichbleibender Produktqualität die Produktions-planung effizienter gestalten und eine energie- und ressourcensparende Produktion ermöglichen. Mit passgenauen Effizienzmaßnahmen kann der Verbrauch von Material und Primärenergie in der Fertigung signifikant gesenkt werden. Durch den Einsatz digitaler Planungs- und Prozesssteuerwerkzeuge wird der gesamte Gießereiprozess optimiert. |