Der Konstrukteur 10 2021

3D-DRUCK
LEICHTBAU IST MEHR ALS
NUR DIE SUBSTITUTION
VON WERKSTOFFEN
So wurde ein Nadelbettenträger, also eine gewichtsintensive
Komponente einer Flachstrickmaschine, des Unternehmens H. Stoll
AG & Co. KG topologisch optimiert. Durch die lastengerechte
Konstruktion wurde Material nur dort angebracht, wo Kräfte wirken.
Dadurch konnten rund 30 % Material gespart werden, was
mit einer Senkung der Herstellungskosten um 7 % einherging.
Damit ermöglichte die Leichtbauweise auch eine CO 2
-Reduktion
um 30 % pro Jahr durch einen reduzierten Energiebedarf.
Dass insbesondere in der frühen Entwicklungsphase eine entscheidende
Materialeinsparung möglich ist, verdeutlicht ein
weiteres Beispiel. In der Wellpappen-Verarbeitungsmaschine
der Wilhelm Bahmüller Maschinenbau Präzisionswerkzeuge
GmbH bewegt ein Schlitten die Produktstapel im zyklischen
Start-/Stopp-Betrieb innerhalb der Maschine. Für diese Bauteilgruppe
wurde das größte Potenzial zur Optimierung der Funktion
der Maschine ermittelt. Die Masse an bewegten Teilen mit Antriebskomponenten
wurde durch Neukonstruktion um etwa
50 % im Vergleich zur ursprünglichen Konstruktion reduziert.
Daraus resultieren im Betrieb der Maschine Energieeinsparungen
von rund 40 % und eine Senkung der Herstellungskosten um
bis zu 25 %.
Laut einer Hochrechnung auf die deutsche Maschinenbaubranche
im Rahmen einer Studie des Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik
und Automatisierung, die von der Leichtbau BW
mitbeauftragt wurde, ließen sich allein durch die Materialeinsparung
aus dem ersten Beispiel jährlich der Stahlverbrauch um
etwa 1,53 Mio. t und der CO 2
-Ausstoß um rund 2 Mio. t verringern.
Letzteres entspricht den jährlichen CO 2
-Emissionen einer
Stadt wie Lübeck.
CO 2
-EINSPARPOTENZIAL DURCH LEICHTBAU
Noch eindrücklicher wird das Potenzial für den Klimaschutz
durch Leichtbau unter folgendem Betrachtungswinkel: Die LCS
Life Cycle Simulation GmbH berechnete exemplarisch anhand
von baden-württembergischen KMU aus dem Netzwerk der
Leichtbau BW, wie viele Millionen Tonnen CO 2
jährlich durch die
Umsetzung von Leichtbauprinzipien eingespart werden können.
Betrachtet wurden dabei Leichtbaulösungen aus den Branchen
Maschinenbau und Mobilität. Insgesamt konnte durch die
Leichtbauoptimierungen für die betrachteten Branchen ein CO 2
-
Einsparpotenzial von bis zu 36 Mio. t hochgerechnet werden. Das
entspricht in etwa dem jährlichen CO 2
- Ausstoß der Schweiz. Der
Beitrag und das zukünftige Potenzial des Leichtbaus zum Klimaschutz
sind damit enorm.
02
02 Dank Leichtbau konnte die Masse an bewegten Teilen einer
Wellpappen-Verarbeitungsmaschine um 50 % reduziert werden,
die Herstellungskosten sanken um 25 %
NACHHALTIGKEIT DURCH
LEICHTBAU IN DER PRAXIS
Zwei Tage voller Leichtbauinnovationen rund um das
Thema „Nachhaltigkeit durch Leichtbau in der Praxis“
erwarten die Teilnehmer am 09. und 10. November 2021
beim Technologietag Leichtbau, der in diesem Jahr dank
der engen Zusammenarbeit mit China, Kanada und der
European Lightweight Association (ELA) erstmalig als
Global Lightweight Summit stattfinden wird.
Die Konferenz findet als hybrides Event statt. Interessenten
sind herzlich eingeladen, vor Ort im Mövenpick
Hotel Stuttgart Airport oder per Online-Livestream
teilzunehmen.
Am ersten Konferenztag präsentieren und diskutieren
internationale Leichtbau-Experten in praxisorientierten
Sessions zu innovativen Themen wie CO 2
-Reduzierung in
China, neue Materialien und ihr Beitrag zur Nachhaltigkeit
sowie kreislauffähige Produktion. Ebenso bietet der
renommierte Umweltforscher Prof. Dr. Michael Braungart
neue Nachhaltigkeitsimpulse. Dabei kommt bei der
gesamten Konferenz dank (digitaler) Vernetzungsmöglichkeiten
der persönliche Austausch nicht zu kurz. In
den Pausen bieten vielfältige Themeninseln weitere
Leichtbauinspirationen. Vor-Ort-Teilnehmer dürfen
sich am zweiten Konferenztag zudem auf exklusive
Touren durch innovative baden-württembergische
Unternehmen und Forschungseinrichtungen freuen.
Das Programm zum Technologietag Leichtbau 2021
sowie die Möglichkeit zur Anmeldung finden Sie unter:
www.leichtbau-technologietag.de
NEUDENKEN FÜR DAS KLIMA
In der Industrie schlummert großes Zukunftspotenzial, um unsere
Ressourcen zu schützen und die Klimaziele zu erreichen. Die
Konstruktionsphilosophie des Leichtbaus vermag dieses Potenzial
zu wecken. Die Werkzeuge zum Neudenken konventioneller
Engineering-Methoden sind da – sie müssen nur genutzt werden,
wie es etwa die hier genannten Praxisbeispiele verdeutlichen.
Damit bleibt festzuhalten: Weniger ist mehr, Leichtbau
lohnt sich.
Bilder: Aufmacher dehweh – stock.adobe.com, 01 wbk Karlsruhe,
02 WILHELM BAHMÜLLER Maschinenbau Präzisionswerkzeuge GmbH,
Infokasten Leichtbau BW GmbH
www.leichtbau-bw.de
www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2021/10 47