Leichtbau rechnet sich für Maschinen- und Anlagenbauer

Werkstoffe 07. 03. 2017
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– neues Handbuch hilft mit Erfolgsbeispielen beim Einstieg

Leichtbau bringt Maschinenbauern einen echten Mehrwert und damit Wettbewerbsvorteile. Das zeigt das neue Handbuch Leichtbau im Maschinen-, Anlagen- und Gerätebau – Herausforderungen, Potenziale, Mehrwerte, Beispiele. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA hat dafür Erfolgsbeispiele zusammengetragen, die verdeutlichen, wie Maschinen und Anlagen durch Leichtbau noch produktiver und zuverlässiger gestaltet werden können. Das 78 Seiten starke Handbuch zum praktischen Gebrauch soll insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) den Weg in den Leichtbau ebnen.

Leichtbau im Maschinen-, Anlagen- und Gerätebau steht im Gegensatz zu Flugzeug- und Automobilbau bei vielen Unternehmen noch am Anfang der Entwicklung. Leichtbau ist kompliziert, Leichtbau ist teuer, Leichtbau bringt nichts – so lauten viele Pauschalierungen, wie die Autoren des Handbuchs anführen. Unter anderem deshalb findet ihrer Ansicht nach Leichtbau nur schwer den Weg in die Betriebsrealität kleiner und mittlerer Unternehmen aus diesen Branchen – dabei bedeutet Leichtbau bei anforderungsgerechtem Einsatz für die Branche dank weniger Kosten und mehr Umsatz einen echten Mehrwert und damit einen Wettbewerbsvorteil. Laut Fraunhofer-IPA nimmt die Leichtbaurelevanz für den Maschinen-, Anlagen- und Gerätebau aufgrund der ständig steigenden Anforderungen an die Produkte in Bezug auf Dynamik und Kosten stetig zu. Nach Erkenntnissen von Leichtbau BW steigt die Relevanz des Leichtbaus im Bereich Maschinenbau seit 2004 um jährlich acht Prozent, gemessen an den Publikationsaktivitäten.

Maschinenbauer generieren durch Leichtbau Mehrwerte

Wie der erfolgsversprechende Einstieg in den Leichtbau gelingen kann, analysiert das Handbuch zunächst anhand der Erfahrungen von Unternehmen beim Einführungs- und Umsetzungsprozess konkreter Leichtbauapplikationen. Es wurden 22 Unternehmen aus dem Maschinen-, Anlagen- und Gerätebau befragt, die Leichtbau bereits erfolgreich umgesetzt haben. Dadurch konnten sie die Leistungsfähigkeit ihrer Maschinen und Anlagen erhöhen, Alleinstellungsmerkmale schaffen und ihre Wett­bewerbssituation festigen.

Insbesondere bei hochperformanten und dynamischen Applikationen sehen die Auto­ren der Studie eindeutige Mehrwerte, die durch Leichtbau generiert werden können, wie die Umsetzung großer Beschleunigungen bei gleichzeitiger Erhöhung der Präzision. Weitere Vorteile sind energiesparendere Prozesse und auch Maschinenbaulösungen für Kundenapplikationen, die ohne den Einsatz von Leichtbauprinzipien technisch nicht umsetzbar wären. Selbst bei statischen Maschinenkomponenten ist es durch Leichtbau möglich, Material einzusparen, Herstellkosten zu senken und Mehrwerte zu generieren.

Handbuch gibt Beispiele und Handlungsempfehlungen für erste Schritte

Der Hauptteil des Handbuchs widmet sich erfolgreichen Best-Practice-Beispielen. Anhand von mehr als 20 Leichtbauprodukten wird beispielsweise aufgezeigt, wie mithilfe von neuen Designmöglichkeiten durch additive Fertigung Material- und Gewichteinsparungen bei hoher Steifigkeit erzielt werden können. Andere Beispiele veranschaulichen die Möglichkeiten von Materialsubstitution etwa durch CFK. Durch die Gewichtseinsparung gewinnen die Maschinen unter anderem an Dynamik und Präzision. Dargelegt werden auch Beispiele zur Kosten- und Materialeinsparung durch Topologieoptimierung, zum Beispiel an einem statischen Maschinenbauteil. Aus der Analyse von Hemmnissen, Potenzialen und Bedarfen leiten die Autoren zum Abschluss des Handbuchs Handlungsoptionen ab – mit besonderem Blick auf die Bedürfnisse von KMU. Am Handbuch mitgearbeitet haben die AG Hybride Leichtbau-Technologien des VDMA, die IG Metall Baden-Württemberg und die Leichtbau BW GmbH.

Nach den Worten von Prof. Thomas Bauernhansl, Leiter des Fraunhofer-IPA, macht Leichtbau da Sinn, wo Mehrwerte erzielt werden können. Das Handbuch gebe hier klare Hinweise. Teure Leichtbauwerkstoffe und komplexe Leichtbaukonstruktionen seien jedoch nur mit modernster automatisierter und vernetzter Produktionstechnik wirtschaftlich herstellbar. Der Projektleiter der VDMA AG Hybride Leichtbau-Technologien, Dr. Walter Begemann, ist davon überzeugt, dass sich der Leichtbau auch im Maschinen-, Anlagen- und Gerätebau lohnt, wenn er anforderungsgerecht eingesetzt wird. Als Leitfaden ver-standen, unterstütze das Handbuch KMU daher beim Einstieg in den Leichtbau.

Leichtbau sichert Wettbewerbsfähigkeit und Jobs

Laut Roman Zitzelsberger, Bezirksleiter der IG Metall Baden-Württemberg, tun sich vor allem kleine und mittelständische Betriebe bei der Umstellung auf neue Anwendungen oft schwer; sie fänden in dieser Publikation Beispiele für einen erfolgreichen Einsatz von Leichtbaumaterialien, aus denen sich Handlungsoptionen für das eigene Unternehmen ableiten ließen.

Nach den Worten des Geschäftsführers der Leichtbau BW GmbH, Dr. Wolfgang Seeliger, zeigt das Handbuch anschaulich, dass Leichtbau nicht teuer sein muss und durch steigende Umsätze und sinkende Kosten einen echten Mehrwert auch für den Maschinen- und Anlagenbau bietet. Damit liefere Leichtbau für die Branche einen wichtigen Impuls zum Erhalt und Ausbau von Wettbewerbsfähigkeit und Jobs in Baden-Württemberg und anderen Bundesländern.

Das Handbuch kann kostenlos angefordert werden bei Dr. Christoph Birenbaum, E-Mail:
christoph.birenbaum@ipa.fraunhofer.de.

 

Leichtbau ermöglicht im Maschinenbau Einspar­potenziale, neue Gestaltungsmöglichkeiten und eine höhere Performance (Beispiel Greifer) (Quelle: Fraunhofer IPA/robomotion GmbH)

 
 

Leichtbau hilft etwa durch Topologieoptimierung, Material einzusparen, Herstellkosten zu senken und
Mehrwerte zu generieren (Beispiel Maschinenbett) (Quelle: Leichtbau BW/H. Stoll AG & Co. KG)

 

Text zum Titelbild: Leichtbau ist auch im Maschinen-, Anlagen- und Gerätebau technisch und wirtschaftlich erfolgreich umsetzbar (Quelle: Franke GmbH)

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