Wissenschaft und Industrie bündeln Kr?fte für nachhaltige Produktion
Trotz des von der Europ?ischen Union gerade erst aufgeweichten Verbrennerverbots bleibt E-Mobilit?t in der Breite unverzichtbar. Elektroantriebe sind das Mittel der Wahl, wenn es darum geht, CO?-Emissionen im Stra?en- und Bahnverkehr zu senken und einen deutlichen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Ein neues, gro?angelegtes Forschungsprojekt unter Leitung der Universit?t Paderborn arbeitet jetzt an der Entwicklung von E-Motoren auf Basis additiver Fertigungsverfahren. Das Vorhaben, an dem u. a. Industriepartner wie die Mercedes-Benz AG und die Siemens AG beteiligt sind, hat ein Gesamtvolumen von rund 11,5 Millionen Euro und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) für eine Dauer von drei Jahren gef?rdert. Das Forschungs- und Innovationsmanagement vom T?V Rheinland betreut ?AddReMo“[1], so der Projektname.
?Unser Ziel ist es, innovative Technologien zur Produktion von elektrischen Antriebssystemen zu entwickeln, die zur nachhaltigen Mobilit?t und signifikanten Reduktion der CO2-Emissionen beitragen“, sagt Prof. Dr.-Ing. Balázs Magyar, Leiter der ?Konstruktions- und Antriebstechnik“ an der Universit?t Paderborn. Der Lehrstuhl bildet zusammen mit der Siemens AG die Konsortialleitung des Forschungsprojekts. Im Fokus stehen die Erforschung und Anwendung additiver Fertigungsverfahren zur Herstellung von E-Motoren. ?Wir setzen drei verschiedene Verfahren[2] ein, um Gestaltungsfreiheiten zu nutzen und den Materialeinsatz zu optimieren. Der Schwerpunkt liegt auf der Weiterentwicklung hinsichtlich Prozessstabilit?t, Verarbeitung neuartiger Hochleistungswerkstoffe im Mono- und Multimaterialbereich, simulationsgestützter Konstruktion und KI-basierter Qualit?tssicherung“, so Prof. Magyar weiter.
Die Verfahren lassen eine Reduktion des Gewichts, des sogenannten Massentr?gheitsmoments und eine Verbesserung der Kühlung zu, um die Leistungsdichte der E-Motoren zu erh?hen. Für den industriellen Einsatz werden E-Motordemonstratoren von der Mercedes-Benz AG und der Siemens AG weiterentwickelt, technisch-wirtschaftlich bewertet und in bestehende Gesamtsysteme integriert. Neben den optimierten E-Motoren wird auch die Dezentralisierung der Produktion erm?glicht, was die Abh?ngigkeit von globalen Lieferketten reduziert und die industrielle Resilienz st?rkt. ?Durch den Vergleich der Fertigungsverfahren werden die mechanischen, thermischen und magnetischen Eigenschaften der E-Motoren analysiert und unter realen Bedingungen simulativ und experimentell validiert. Ziel ist es, sowohl eine technische als auch ?konomisch-?kologische Bewertung der Verfahren sowie der E-Motoren durchzuführen, um eine serienreife Produktion zu schaffen“, erkl?rt Prof. Dr.-Ing. Mirko Schaper, Leiter des Lehrstuhls für Werkstoffkunde an der Universit?t Paderborn und Dekan der Fakult?t für Maschinenbau.
Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, ressourcenschonendere und leistungsf?higere Antriebssysteme für die zukünftige Mobilit?t zu realisieren und die industrielle Produktion nachhaltig zu verbessern. Das Transfer- und Skalierungspotenzial sichert eine branchenübergreifende Wirkung, nicht nur im Bereich der E-Mobilit?t, sondern auch hinsichtlich steigender Effizienzklassen für station?re E-Motoren gem?? EU-Vorgaben.
Zum Konsortium geh?ren neben der Universit?t Paderborn auch das Karlsruher Institut für Technologie (KIT-wbk Prof. Lanza/Prof. Zanger) und die Leibniz Universit?t Hannover (LUH-IAL Prof. Ponick). Industrielle Verbundpartner*innen sind: Siemens AG, Mercedes-Benz AG, USU GmbH, Nikon SLM Solutions AG, Additive Drives GmbH, Schübel GmbH, QASS GmbH, Whitecell Eisenhuth GmbH & Co. KG, Indutherm Gie?ereitechnologie GmbH und Carbolite Gero GmbH & Co. KG. Die Additive Marking GmbH und Advanced Mechanical Engineering GmbH sind assoziierte Partner.
[1] ?Einsatz von Additiven Fertigungstechnologien zur Erreichung von ressourceneffizienten Prozessketten sowie Motorkomponenten im Bereich der E-Mobilit?t“ (AddReMo). Das Projekt ist an das F?rderprogramm ?DNS der zukunftsf?higen Mobilit?t“ des Bundesministeriums angegliedert.
[2] PBF-LB/M (Laser-Strahlschmelzen), AddCasting? und BJT-MSt/C (Binder Jetting)
