Projektideen

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
11.07.2014
[email protected]
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
Geschäftsfelder
Institut für Werkstoff-Forschung, Köln-Porz
Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie, Stuttgart
SPACE
Space Propulsion
Space Vehicles
• Injector
• Combustor
• Nozzle
• Hot structures for
atmospheric reentry
• Thermal protection
systems
• Satellite components
ENERGY
TRANSPORT
• Heat exchanger
• Thermo-solar receiver
• Gas turbine
components
• Thermoelectric
generators
• Super Caps, batteries
• Crash optimized
design principles for
trains and cars
• Thermoelectric power
generators
NMP19-2015 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 (?)
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R&I
TRL 5
Deadline 26.03.2015
NMP19-2015 Materials for Severe Operation Conditions,
including Added-value Functionalities (LEIT)
alternativ: COMPET01-2015 (Space), NMP03-2015
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 CP und Wärmeleitfähigkeit, Charakterisierung im Plasma,
mehrskalige Modellierung
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Innov. TRL 4…6
Deadline 26.03.2015
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 20.000 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 26.03.2015
NMP03-2015 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 26.03.2015
SPIRE 06-2015 Energy & Resource Mgmt. Systems (09/12/2014)
EE 18-2015 Heat Recovery – Wärmerückgewinnung (26/03/2015)
alt.: NMP 23-2015 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
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
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
Energy Efficiency, Smart Cities, NMP, SPIRE
Oxidkeramische Faserverbundwerkstoffe
• Oxidfaser-verstärkte Oxidkeramik-Werkstoffe
• Besonderheit: Hochtemperatur-fest, korrosions- und
oxidationsbeständig, schadenstolerant (nicht spröde)
• Anwendungsbereich: hohe Temperaturen
(700-1300°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
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.)
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Innov. TRL >6
Deadline