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Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

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[Quelle: https://openlib.tugraz.at]

Der Einsatz von hochperformanten Faser-Kunststoff-Verbunden in der Fahrzeugkarosserie stellt ein großes Potential für die Reduzierung des Karosseriegewichtes dar und liefert somit einen wichtigen Beitrag bei der Reduktion von Emissionen und fossiler Treibstoffe. Hierbei stellt die Verfügbarkeit des werkstoffgerechten Fügeverfahrens immer öfter die Grenze der Einsatzmöglichkeit des Werkstoffes dar. Neben der technischen Möglichkeit eine Verbindung zwischen zwei oder auch mehr Bauteilen innerhalb eines Tragwerkes herzustellen, ist eine Fähigkeitsbetrachtung sowie der ökonomisch sinnvolle Einsatz des Verfahrens notwendig. In dieser Arbeit wird das Induktionsschweißen von carbonfaserverstärkten Thermoplasten untersucht. Der Thermoplast wird in dieser Anwendung durch die induzierten Wirbelströme in der Carbonfaser plastifiziert. Die Möglichkeit das Verfahren in der automobilen Karosseriefertigung einzusetzen ist von der Reproduzierbarkeit der Prozesse abhängig. Hierzu wird in der Arbeit die Möglichkeit der Prozessüberwachung und der temperaturgeregelten Plastifizierung betrachtet. Der zweite Prozessschritt des kontinuierlich ausgeführten Induktionsschweißprozesses ist die Rekonsolidierung des plastifizierten Fügeflansches. Hierbei handelt es sich um den festigkeitsbildenden Teilprozess. Die Verbesserung der mechanischen Kennwerte sowie der Reproduzierbarkeit, wird durch die aktive Beeinflussung des Abkühlgradienten und des Konsolidierungsdrucks herbeigeführt. Hierzu wird der Teilprozess in die Phasen der aktiven und passiven Konsolidierung unterteilt und eine Optimierung durchgeführt. Für die zeit- und kostenoptimierte Schweißbarkeitsanalyse und Erstparametrierung des vorliegenden Werkstoffes, wird eine semi-analytische Methode entworfen und zur Parameterfindung verwendet. Unter Berücksichtigung der durchgeführten Effektanalysen wird eine industriell verwendbare automatisierte Schweißstation an einem 6-Achsen-Industrieroboter realisiert. Im zweiten Teil der Arbeit werden hiermit Schweißnähte in unterschiedlichen Raumlagen hergestellt und untersucht. Mit zerstörenden Prüfmethoden sowie den bildgebenden Untersuchungsmethoden, Computertomografie und Rasterelektronenmikroskopie, wird das Versagen der Schweißverbindung analysiert. Die mechanischen wie auch optischen Schweißnahteigenschaften werden neben der Zug-Scher-Prüfung durch eine adaptierte Anwendung des Compression-Shear-Tests verwendet um die interlaminare Scherfestigkeit zu ermitteln. Abschließend erfolgt die Betrachtung der konstruktiven Rahmenbedingungen und Einflüsse auf die Schweißnahteigenschaften. Die Prozessfähigkeitsbetrachtung sowie die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zeigen das Potential und die Grenzen der industriellen Anwendung in der aktuellen Serienfertigung von Fahrzeugkarossen auf.

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Bücher, Broschüren

Dietmar Schäfer
Lehmputze und ihre Anwendungen
2022, vii, 64 S., VII, 64 S. 65 Abb., 61 Abb. in Farbe. 210 mm, Softcover
Springer

 

 

Das Buch beschäftigt sich mit dem Lehmputz und der Technologie des Lehmputzes in Europa. Es werden Gemeinsamkeiten und Unterschiede der jeweiligen Lehmputztechnologien aufgezeigt.

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Christoph Schmutzler
Analyse des Verzugs infolge der Schwindung beim 3-D-Druck
Dissertationsschrift
2022, 246 S., 68 SW-Abb. 205 mm, Softcover
Utz Verlag

 

 

Das Ziel der Arbeit ist es, das Verständnis über die Ursachen und die Wirkung von schwindungsbedingten Verzugsformen im 3-D-Druck zu erweitern, um darauf aufbauend eine Prognose sowie Maßnahmen zur Verzugsreduktion zu ermöglichen. In einem ersten Schritt sind dafür eine theoretische und empirische Analyse der Schwindung hinsichtlich der Einflussgrößen und deren Wirkung erforderlich. Anschließend sind prozessbedingte Verzugsformen zu charakterisieren und mithilfe des Stands der Technik sowie den Beobachtungen aus den durchgeführten Versuchen zu erklären. Eine Untersuchung geometrischer und prozessbedingter Einflussfaktoren sowie die Ableitung empirischer Prozessmodelle soll eine Prognose des erwarteten Verzugs ermöglichen. Auf dieser Basis ist eine Methode zur Kompensation der prognostizierten Verformungen zu entwickeln, um die Maß und Formgenauigkeit der herzustellenden Objekte zu steigern.

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Neue Materialien im Bauwesen
Kurzberichte zu den Verbundforschungsvorhaben aus den Förderinitiativen HighTechMatBau und KMU-innovativ.
2021, 104 S., zahlr. Abb.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die besondere Bedeutung des Baugewerbes in unserer Volkswirtschaft lässt sich sehr anschaulich anhand von zwei Zahlen belegen: Fast zwei Millionen Beschäftigte erwirtschafteten im Jahr 2019 ein nominales Bauvolumen von knapp 400 Milliarden Euro. Das Baugewerbe ist dabei mit vielen anderen Branchen und Handwerkszweigen eng verknüpft. Aktuelle wirtschaftspolitische Themenbereiche wie Energie & Klima, Digitalisierung und Fachkräftebedarf betreffen die Bauwirtschaft zudem unmittelbar. Die wachsende Nachfrage im Bauwesen erfordert hierbei neuartige Baustoffe und optimierte Materialien bei gleichzeitig steigenden Anforderungen an Nachhaltigkeit und Energieeffizienz. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat diese Entwicklungen zum Anlass genommen, mit den beiden Förderinitiativen "HighTechMatBau - Neue Werkstoffe für urbane Infrastrukturen" und "KMU-innovativ: Materialforschung (ProMat_KMU)" die Entwicklung innovativer Materialien im Bauwesen zu unterstützen. Der Förderschwerpunkt knüpft damit an den Erfolg der vorausgehenden Förderinitiative "Nanotechnologie im Bauwesen - NanoTecture" an. "HighTechMatBau" ist Teil des Rahmenprogramms "Vom Material zur Innovation " und damit Bestandteil der Hightech-Strategie der Bundesregierung. Diese verfolgt das Ziel, mit Hilfe von Schlüsseltechnologien Innovationen zu fördern und Lösungsbeiträge zu den globalen und gesellschaftlichen Herausforderungen zu leisten. Die seit 2014 mit den beiden Initiativen geförderten 23 Verbundforschungsvorhaben aus dem Bauwesen sind mittlerweile weitgehend abgeschlossen. Der zusammenfassende Berichtsband wurde durch das wissenschaftliche Begleitprojekt "Wissenstransfer im Bauwesen (WiTraBau)" in Kooperation mit den Koordinatoren der einzelnen Verbundforschungsvorhaben erstellt. Ziel des Begleitprojekts war die Unterstützung beim Transfer der Forschungsergebnisse in die Praxis. Mit individuell konzipierten Verwertungsstrategien, die aus projektbezogenen Verwertungsaktivitäten sowie Themenkolloquien und Konferenzen und der Unterstütz

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Dietmar Schäfer
Massivbauweise mit Lehm
Essentials
Beispiele für eine historische und moderne Bauweise
2021, vii, 68 S., VII, 68 S. 89 Abb., 81 Abb. in Farbe. 210 mm, Softcover
Springer

 

 

Das Buch beschäftigt sich mit den Massivlehmbauweisen in Europa. Es werden Gemeinsamkeiten und Unterschiede der jeweiligen Lehmbautechnologien aufgezeigt.

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Innovativ und praktikabel - vom Boden bis zum Dach
Tagungsband der 30. Hanseatischen Sanierungstage vom 7. bis 9. November 2019.
2020, 432 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Unter dem Motto "Innovativ und praktikabel - vom Boden bis zum Dach" berichteten auf der Jubiläumstagung des Bundesverbandes zwanzig namhafte Fachexperten aus Deutschland, der Schweiz und aus Dänemark über vielfältige Themen aus Denkmalpflege, Sanierungspraxis und Bautenschutz. Die Aufsätze des Tagungsbandes behandeln unter anderem die Themen Decken und Fußbodenkonstruktionen sowie deren Sanierung mit innovativen Dreistoffsystemen, die Revitalisierung von Böden, verschiedene Facetten des Holzbaus, Putzschäden und die Eigenschaften von Fassadenbeschichtungen sowie Konstruktionsfragen rund um Dächer und Terrassen. Ebenso werden rechtliche Aspekte sowie die Regelwerke und Normen beleuchtet, z. B. in einer Gegenüberstellung von DIN 4108 und DIN EN ISO 13788 zum wärme- und feuchtetechnischen Verhalten von Bauteilen und in einem Beitrag zur Abdichtung nach DIN 18531 und der Flachdachrichtlinie. Einblick in die praktische Denkmalpflege bieten Beiträge aus der Forschung für die Praxis sowie Praxisberichte zum Bauen im Bestand, z. B. zur Sanierung des Lübecker Rathauses und zur inzwischen abgeschlossenen Sanierung der Christi-Verklärung-Kirche auf der Insel Kischi/Karelien in Russland. Fester Bestandteil der Hanseatischen Sanierungstage ist die Verleihung des "Nachwuchs-Innovationspreises Bauwerkserhaltung", gestiftet vom BuFAS und unterstützt durch den Fraunhofer IRB Verlag und den Beuth Verlag. Mit diesem Preis zur Nachwuchsförderung werden herausragende wissenschaftliche Leistungen im Bereich der Bauwerkserhaltung gewürdigt. Alle eingereichten Beiträge finden Sie in dem Tagungsband.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
Portal Bauforschung

Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

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Tamara Bimesmeier, Karin Gruhler, Clemens Deilmann, Jan Reichenbach, Sonja Steinmetzer
Sekundärstoffe aus dem Hochbau
Energie- und Materialflüsse entlang der Herstellung und des Einsatzortes von Sekundärstoffen aus dem Hochbau für den Baubereich
Abschlussbericht SEROBAU.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3184
2020, 252 S., 95 Abb. u. 27 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Recycling von Bauabfällen ist ein wichtiger Baustein zur Ressourcenschonung. Das Forschungsvorhaben ist eine Sondierungsstudie, die sich insbesondere dem Aspekt der energetischen Aufwendungen im Zuge der Kreislaufführung im Bausektor widmet. Den bisher üblichen massebezogenen materiellen Betrachtungen zum Recycling werden energetische Aufwendungen gegenübergestellt und geprüft, inwieweit sich Recycling auch aus energetischer Perspektive lohnt. Dabei wird die Wertigkeit des möglichen neuen Einsatzortes der Rückbaumaterialien mitberücksichtigt. Für jede Bauproduktgruppe werden instruktive Nutzungsbeispiele in Form charakteristischer "durchgängiger" Prozessketten vom Rückbaumaterial bis zur Einsatzvariante nachgezeichnet und aus energetischer Perspektive in drei Schritten analysiert: 1. Aufbereitung des Rückbaumaterials bis zum Sekundärstoff - Modulare Berechnung des Energieaufwands der Sekundärstoffaufbereitung; 2. Erreichen der funktionalen Äquivalenz (Einsatzfähigkeit als Substitut) auf Grundlage von Unterschieden zwischen Primär- und Sekundärstoffverwendung bis zur Einsatzvariante; 3. Gegenüberstellung der Energieaufwendungen für die Substitut- und Primärstoffherstellung.

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Frank U. Vogdt, Diana Fischer, Falk Schaudienst, Michael Schober
LifeCycle KMF
Optimierung der Stoffströme im Lebenszyklus von Bauprodukten aus künstlichen Mineralfaserdämmstoffen
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3166
2019, 212 S., 69 Abb. u. 36 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Aufgrund der Eigenschaften im Hinblick auf den Brand-, Wärme- und Schallschutz findet Mineralwolle in nahezu sämtlichen Baukonstruktionen der wärmeübertragenden Gebäudehülle und des Innenausbaus sowie zur Dämmung von Komponenten der technischen Gebäudeausrüstung Anwendung, so dass der heutige Marktanteil am Gesamtdämmstoffmarkt ca. 54 Prozent beträgt. Es kann davon ausgegangen werden, dass jährlich etwa 160 Tsd. Tonnen Mineralwolle als Abfall deponiert werden. Die Menge wird in den nächsten 50 Jahren kontinuierlich anwachsen. Derzeit existieren keine Recyclingverfahren, die eine mengenmäßig relevante Rückführung der Mineralwolle in den Produktionsprozess gewährleisten können. Im Forschungsvorhaben LifeCycle KMF wurde ein vollständig geschlossener Recyclingkreislauf für Mineralwolle - beginnend mit dem Rückbau, über die Aufbereitung sowie die Verpackung und den Transport bis zur Rückführung in den Herstellungsprozess - systematisch entwickelt und allgemeine Anforderungen sowie Randbedingungen dafür definiert.

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Wolfram Jäger, Raik Hartmann
Lehmmauerwerk: Entwurfs- und Konstruktionsgrundsätze für eine Breitenanwendung im Wohnbau unter Berücksichtigung klimatischer Bedingungen gemäßigter Zonen am Beispielstandort Deutschland
EGsL - Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3109
2019, 99 S., 25 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Basierend auf den Erkenntnissen historischer Lehmbauten sowie statischer Berechnungen und der Bauphysik stützen unsere Untersuchungen die Annahme, dass Mauerwerk mit modernen, großformatigen Lehmsteinen ein viel höheres Leistungspotenzial hat als derzeit angenommen. Dies gilt insbesondere für die Nachhaltigkeit. Die größte Sorge bis heute betrifft die Wasserempfindlichkeit dieses Baustoffs in Bezug auf die strukturelle Stabilität. Dem kann jedoch mit zuverlässigen, prophylaktischen Schutzmaßnahmen begegnet werden. Selbst bei einer maximalen feuchtigkeitsbedingten Festigkeitsabnahme von 20 % besteht für den Tragfähigkeitszustand der Tragfähigkeit noch eine ausreichende Druckfestigkeit. Mit der Feuerwiderstandsfähigkeit von mehr als 60 Minuten, dass es möglich ist, mehrstöckige freistehende Wohnhäuser zu bauen. Dies zeigt, dass die Leistungsfähigkeit des modernen Lehmmauerwerks höher ist als derzeit angenommen, sofern die bei den Arbeiten entwickelten baulichen und technischen Sicherheitsprinzipien für modernes Lehmmauerwerk eingehalten werden.

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Rebekka Volk, Richard Müller, Frank Schultmann, Jeremy Rimbon, Thomas Lützkendorf, Joachim Reinhardt, Florian Knappe
Stofffluss- und Akteursmodell als Grundlage für ein aktives Ressourcenmanagement im Bauwesen von Baden-Württemberg "StAR
Produktion und Energie, Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion und Deutsch-Französisches Institut für Umweltforschung, Band 32
2019, 418 S., graph. Darst. 210 mm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

Der Bericht untersucht aktuelle und zukünftige Stoffströme in einem integrierten, regionalen Stoffstrom- und Akteursmodell für Gebäude und Straßeninfrastrukturen. Die drei Maßnahmen Besteuerung von Primärrohstoffen, Erhöhung von Deponiegebühren und Anpassung von Ausbildungsinhalten ergeben in den Modellberechnungen ein mittleres Ressourcenschonungspotenzial von 30,8 % für Baden-Württemberg bis 2030, also eine Verringerung der kumulierten Stoffstrombilanzen von 119 auf 82 Mio. Tonnen.; The report investigates current and future material flows in an integrated, regional material flow and stakeholder model of buildings and road infrastructures. The three measures taxing primary raw materials, increasing landfill fees and adjusting training content result in a mean resource conservation potential of 30.8% for Baden-Württemberg until 2030, that is a reduction of the cumulated material flow balances from 119 to 82 million tons.

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Konstantin Terytze, Robert Wagner, Michaela Dumm
Überprüfung des Einflusses von standardisiertem Wasser auf das Auslaugverhalten von Bauprodukten im inversen Säulenversuch im Rahmen der Normierung der inversen Säulenelution nach Schössner. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3308
2014, 157 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Kenntnisse über das Auslaugverhalten von Bauprodukten sind für die objektive Bewertung eines möglichen Gefährdungspotenzials mobilisierbarer umweltrelevanter Stoffe erforderlich. Aus diesem Grund sind praxisnahe Eluatherstellungen vorgesehen. Für Bauprodukte zur Injektion in den Boden wird in den Grundsätzen zur "Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser" des DIBt der Säulenversuch mit inverser Fließrichtung genannt (DIBt, 2009). Für dieses Verfahren liegt eine Arbeitsanweisung des Hygiene Instituts des Ruhrgebiets Gelsenkirchen vor. In der Arbeitsanweisung zur Durchführung der inversen Säulenelution ist u.a. eine Elution mit Trinkwasser vorgesehen. In einem von 2008 - 2009 laufenden Forschungsvorhaben zur Normierung des inversen Säulenversuches wurde mittels einer Vergleichsuntersuchung festgestellt, dass die regional unterschiedlichen Trinkwässer einen signifikanten Einfluss auf die Freisetzung und die Vergleichbarkeit des Verfahrens besitzen. Diese beträchtlichen Unterschiede der Qualität des Trinkwassers lassen es nur eingeschränkt als geeignetes Elutionsmittel für Laboruntersuchungen erscheinen. Die in diesem Forschungsvorhaben weiterentwickelte Arbeitsanweisung (DIN-Vorlage) wurde im Unterausschuss Eluierungsverfahren (NA 119-01-02-05 UA) vorgestellt. Dabei wurde vor allem die Verwendung von Trinkwasser als Elutionsmittel in Frage gestellt. Bei der Weiterentwicklung und Validierung der Methode der inversen Säulenelution ist neben der Aufnahme der bisherigen Erfahrungen auch die Umstellung des Verfahrens auf ein standardisiertes Elutionswasser zu prüfen, Der Einfluss auf die weitere Bewertung nach den Grundsätzen zur "Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser" des DIBt ist ebenfalls zu betrachten. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die inverse Säulenelution auf ein standardisiertes Elutionswasser umzustellen. Die sich daraus veränderten Auslaugraten sollen anhand von mehreren Bauprodukten. die laut den Grundsätzen zur "Bewertung der Auswirkungen von

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Trautz, Martin; Saez, Dana Laura; Grizmann, Denis; Werner, Anett
Myzelkomposit als vielseitig einsetzbarer, kreislaufgerechter Werkstoff für das Bauen
nbau. Nachhaltig Bauen, 2022

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Lein, Peter
Werkstoffe in der Sanitärtechnik. Hinweise zur Auswahl. Anwendung und Installation (Teil 1)
Sanitär + Heizungstechnik, 2022

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Gänßmantel, Jürgen
Mit Putzen Gutes fürs Wohlbefinden tun. Kalk-Lehm-Putze
Ausbau + Fassade, 2022

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Sander, Christoph
Betondickglasfenster. Wand und Fenster verbinden sich
Das Münster, 2022

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Breuer, Reinhard
Aufgeschäumt. Ob zum Reinigen, Feuerlöschen oder als schusssicherer Panzer: Schaumartige Materialien lassen sich vielseitig einsetzen - und verblüffen die Forscher immer wieder mit neuen Eigenschaften.
Bild der Wissenschaft, 2022

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Highlights aus dem Programm 2022