Ganzheitliche Implementierung ressourceneffizienter Formgebungsverfahren

Projektbeschreibung und Forschungsinhalte

Die ESF-Nachwuchsforscherinnengruppe „Ganzheitliche Implementierung ressourceneffizienter Formgebungsverfahren“ wird aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds (ESF) finanziert und dient der  Unterstützung der metallverarbeitenden Industrie in Sachsen. Das Vorhaben beinhaltet inter­disziplinäre Forschungsarbeiten zu modernen Formgebungsverfahren. In Tandemprojekten arbeiten jeweils eine Doktorandin der Wirtschaftswissenschaften mit einer Doktorandin der Ingenieurs­wissenschaften zusammen an vier Themenschwerpunkten. Zu den Schwerpunkten des Lehrstuhls für Industriebetriebslehre / Produktionswirtschaft und Logistik gehören:

Bewertung und Implementierung von Verfahren zur Niedertemperatur-Abwärmenutzung

Ziel des Tandem-Forschungsvorhabens ist es, geeignete Technologien für die Niedertemperatur-Abwärmenutzung (80 °C bis 250 °C) in der Gießerei-Branche zu entwickeln bzw. bestehende Techniken zu modifizieren. Ferner sollen Empfehlungen für die nachhaltige Nutzung dieser Anlagen abgeleitet werden. Die zu erstellende Empfehlungsmatrix für Gießereien berücksichtigt sowohl die in den Gießereien bereits installierten Abwärmenutzungstechniken als auch die zu erwartende Menge an emittierter Niedertemperaturabwärme und basiert auf technischen, ökonomischen und ökolo­gischen Aspekten.

Am Beispiel von Gießereibetrieben sollen die Möglichkeiten der Erfassung der relevanten Energie- und Stoffströme erarbeitet werden. Ziel ist eine ganzheitliche Bilanzierung, die wirtschaftliche, technische und ökologische Aspekte mit einbezieht. Einen Schwerpunkt bilden hierbei Prozesssimulation sowie Optimierungsmodelle der Niederdertemperatur-Abwärmenutzung, wobei u.a. die Software Umberto NXT mit herangezogen wird. Im Vordergrund der Betrachtung stehen Techniken zur thermischen Nutzung der Abwärme, wie z.B. Wärmespeicher, -tauscher oder pumpen, aber auch Technologien zur Verstromung der Abwärme, z.B. OCR- oder Kalina-Prozesse, die auf die besonderen Anforderungen der Gießereiindustrie zu­geschnitten sind.

Entwicklung eines wertschöpfungsübergreifenden Prozess- und Qualitätsmanagements der Her­stellung und Verarbeitung von Mg-Halbzeugen

Ziel des Tandem-Forschungsvorhabens ist es, eine Prozesskette der Wärmebehandlung und des Kaliberwalzens von anwendungsgerechten Mg-Halbzeugen zu erschaffen. Neben der technologischen Entwicklung des Umformverfahrens gilt es, die vor- und nachgelagerten Prozess­schritte aufeinander abzustimmen und für eine marktgerechte Qualität der Mg-Halbzeuge zu sorgen.

Am Beispiel der Magnesiumbandherstellung soll ein entsprechendes Qualitätsmanagement für die Herstellung und Verarbeitung gießgewalzter Halbzeuge aus Magnesiumlegierungen entwickelt werden. Im Vordergrund der Untersuchung stehen empirische Studien Die dabei gewonnenen Erfahrungen sollen soweit verallgemeinert werden, dass sie auch für andere Prozesstechnologien nutzbar sind. Damit soll die Umsetzung neuartiger technologischer Verfahren in der betrieblichen Praxis, in der ein umfassendes QM erforderlich ist, was oft eine signifikante Hürde darstellt, vereinfacht und beschleunigt werden.

Unter der fachlichen Leitung von Prof. Dr. rer. pol. Michael Höck sind Wiebke Berkel, M.Sc. und Dipl.-Kffr. Claudia Kawalla mit der Bearbeitung der Arbeitspakete betraut.

Veröffentlchungen

C. Kawalla, M. Ligarski, M. Höck, Supply chain quality management of automotive components. Scientific Papers of Silesian University of Technology. Organization and Management Series. 133 (2019) 69-83.

C. Kawalla (2018): Development of a Supply Chain Quality Management Model for Innovative Construction Materials. Diss. Technische Universität Bergakademie Freiberg.

C. Kawalla, M. Höck, M. Ligarski, Supply Chain Quality Management of Magnesium Components: Concept, Examples and Recommendations. Materials Science Forum 941 (2018)  657-662.

C. Kawalla, W. Berkel, R. Kawalla, M. Höck, M. Ligarski, Material flow cost accounting analysis of twin-roll casting magnesium strips. Procedia Manufacturing 15 (2018) 193-200.

C. Kawalla, M. Ligarski, M. Höck, Quality management over the value chain of magnesium ready-to-assemble components, in: R. Kawalla, U. Prahl, M. Moses, H. Wemme (Eds.): MEFORM 2018 - Ressourceneffiziente Werkstoff- und Umformtechnologien, 2018, pp. 78-84.

M. Moses, C. Kawalla, R. Kawalla, M. Höck, Development of an innovative and quality-focused production technology for magnesium wire. Material Science Forum 918 (2018) 34-39.

C. Kawalla, M. Teuber, M. Höck, Empirical Examination of the Formation of Mechanical Properties of Heated Twin-roll-cast Magnesium Strips. In: D. Orlov, V. Joshi, K. Solanki, N. Neelameggham (eds) Magnesium Technology 2018, Springer, Cham.

C. Kawalla, M. Höck, M. Ullmann, C.M Ringle, An Empirical Examination of the Thickness Profile Formation of Twin-Roll-Cast Magnesium Strips. Archives of Civil and Mechanical Engineering 18(1) (2018) pp. 227-234.

C. Kawalla, M. Hoeck, Quality assurance system for hot rolled TRC magnesium strips. Scientific Papers of Silesian University of Technology. Organization and Management Series. 100 (2017) 171-179.

C. Kawalla, M. Ullmann, M. Hoeck, Procedure to analyze the formation of segregations using the PLS-SEM approach. Key Engineering Materials 746 (2017) 75-83.