Verbundvorhaben: HTPgeox - Energieeffiziente Hochtemperaturprozesse für große und geometrisch komplexe Bauteile; TP 2: Entwicklung von Prozessmonitoring und rückverfolgender Datenanalyse für die energieeffiziente Produktion von Sanitärkeramiken
Zeitraum
2020-06-01 – 2024-05-31
Bewilligte Summe
290.916,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN2043B
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Gewinnung und Verarbeitung von Steinen und Erden, Feinkeramik, Glasgewerbe [EA3220]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN2)
Förderprogramm
Energie
Ziel des Projektes HTPgeox ist es, die Energieeffizienz von Hochtemperaturprozessen zur Herstellung großer und geometrisch komplexer Produkte durch Methoden der Digitalisierung zu optimieren. Für minimalen Energieverbrauch sollen die Thermoprozesse individuell ausgelegt und möglichst kontrolliert durchgeführt werden, um die Endformtreue und Schadensfreiheit der Produkte zu gewährleisten – jedes nicht verwendbare Produkt ist zusätzliche Energieverschwendung. Da der Einsatz aktiver Elektronik bei Temperaturen von >1000°C nicht möglich ist, setzt HTPgeox auf eine Kombination innovativer, indirekter Verfahren: Ein zentraler Baustein ist eine einzigartige, strikt auf präzisen Messdaten beruhende Modellierung des Material- und Bauteilverhaltens während der Temperaturbehandlung. Damit kann eine produktspezifische Vorab-Optimierung des Brennprozesses auf minimalen Energieverbrauch erfolgen. Für die Umsetzung im Produktionsofen wird ein Prozess-Monitoring aufgebaut, welches die individuelle Ofenhistorie jedes einzelnen Bauteils dokumentiert und mit der erzielten Produktqualität verknüpft. Hierzu werden als zwei weitere zentrale Bausteine die kontinuierliche Datenaufnahme im Ofen (insbesondere für Ofentemperatur und –atmosphäre) sowie Methoden der industriellen Bildverarbeitung zur Dokumentation von Setzrastern auf dem Ofenwagen und Anfangs- und Endform jedes einzelnen Produktes eingesetzt. Aus den kontinuierlich erhobenen Daten sollen zum einen automatisch Handlungsvorschläge zur Qualitätssicherung und zum Störungs-Handling an das Ofen-Bedienpersonal erarbeitet werden. Zum anderen sollen die laufend ermittelten Korrelationen zwischen Produktqualität und konkret absolvierter Ofenfahrt, ggf. unterstützt durch Simulationen, das Verständnis von Fehlerursachen weiter vertiefen und so iterativ den Prozess weiter verbessern. Die Methodik wird im Projekt am Beispiel von Sanitärkeramiken entwickelt, um das Energie-Einsparpotenzial aufzuzeigen.