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Printmagazin TECHNIK und WISSEN - Ausgabe 027

Technik und Wissen berichtet in moderner Form für Fachleute aus der Industrie. Die Themen reichen vom 3D-Druck, neuen Materialien über Robotik, Montage und Zulieferindustrie bis hin zu Konstruktions- und den Digitalisierungsthemen rund um die intelligente Fabrik. Technik und Wissen gilt in der Branche als Meinungsführer. Das Printmagazin besteht aus exklusiven Fachartikeln, die von renommierten Fachjournalisten geschrieben werden und so brandaktuelle Themen aufgreifen. Auch im Onlinebereich zählt das Fachmagazin zu den führenden Plattformen in der DACH-Region. Sie zählen zu den Experten des sogenannten «digitalen Storytellings», wofür sie schon ausgezeichnet wurden. Das sagt man über Technik und Wissen: «So sieht innovativer, erzählerischer und cooler (Multimedia)-Fachjournalismus im digitalen Zeitalter aus.» – Laudatio beim SFJ-Award ---------- Schwerpunkt Ausgabe 027: Manufacturing-X und Schleiftechnik

Technik und Wissen berichtet in moderner Form für Fachleute aus der Industrie. Die Themen reichen vom 3D-Druck, neuen Materialien über Robotik, Montage und Zulieferindustrie bis hin zu Konstruktions- und den Digitalisierungsthemen rund um die intelligente Fabrik.

Technik und Wissen gilt in der Branche als Meinungsführer. Das Printmagazin besteht aus exklusiven Fachartikeln, die von renommierten Fachjournalisten geschrieben werden und so brandaktuelle Themen aufgreifen. Auch im Onlinebereich zählt das Fachmagazin zu den führenden Plattformen in der DACH-Region. Sie zählen zu den Experten des sogenannten «digitalen Storytellings», wofür sie schon ausgezeichnet wurden.

Das sagt man über Technik und Wissen: «So sieht innovativer, erzählerischer und cooler (Multimedia)-Fachjournalismus im digitalen Zeitalter aus.» – Laudatio beim SFJ-Award

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Schwerpunkt Ausgabe 027: Manufacturing-X und Schleiftechnik

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27 2024<br />

SCHLEIF<strong>TECHNIK</strong>


WAS<br />

KANN<br />

DAS?<br />

WAS DU<br />

WILLST!<br />

Wo, wie, wofür – das entscheidest Du!<br />

Wir wissen selbst nicht genau, wie <strong>und</strong> wofür Du dieses Produkt einsetzen<br />

<strong>und</strong> nutzen wirst – müssen wir auch nicht. Denn Du weißt es selbst am besten.<br />

Entdecke jetzt Deine Möglichkeiten mit dem neuen WAGO Compact Controller 100!<br />

www.wago.com/compactcontroller100


EDITORIAL<br />

HINTERGRUND­<br />

GESCHICHTEN<br />

Die Initiative «Manufacturing-X» der B<strong>und</strong>esministerien<br />

für Bildung <strong>und</strong> Forschung sowie<br />

für Wirtschaft <strong>und</strong> Klimaschutz soll die Wettbewerbsfähigkeit<br />

der deutschen Industrie<br />

stärken. Dennoch, <strong>und</strong> das klingt kurios, sind zu dieser<br />

alle interessierten Unternehmen eingeladen. Selbst<br />

jene aus Ländern, die in den asiatischen <strong>und</strong> amerikanischen<br />

Wettbewerbsmärkten liegen. Die Erklärung<br />

dafür liefert Dr.-Ing. Marc Hüske vom Verband Deutscher<br />

Maschinen- <strong>und</strong> Anlagenbau im Interview ab<br />

Seite 20.<br />

Offen wie Manufacturing-X zeigen sich die Steuerungen<br />

von Wago hinsichtlich ihrer Kommunikationsmöglichkeiten.<br />

Diese Mehrsprachigkeit prädestiniert<br />

sie vor allem für den Einsatz in der Gebäudeautomation,<br />

wo diverse Aktoren in ein übergeordnetes Leitsystem<br />

einzubinden sind. Wie das in der Praxis aussieht<br />

<strong>und</strong> welchen weiteren Vorteil der Anwender hat, wenn<br />

der Controller dann auch BACnet spricht, erfahren Sie<br />

in der Applikationsstory über das Mandarin Oriental<br />

Palace Hotel in Luzern ab Seite 30.<br />

Während die Mehrsprachigkeit der Wago-Steuerungen<br />

Anwender begeistert, ist es bei der Circelli AG in<br />

Dulliken die Haltekraft der Magnos Magnetspannplatten<br />

mit Quadratpoltechnik von Schunk. Zunächst nur<br />

zögerlich, spanen die Brüder Paolo <strong>und</strong> Marco mittlerweile<br />

bedenkenlos ins Volle. Die Sorge, Werkstücke<br />

könnten nicht sicher fixiert bleiben, hat das Duo längst<br />

nicht mehr. Wieso, erfahren Sie ab Seite 80 in der Geschichte<br />

über eine in der Schweiz bislang verkannte<br />

Technologie.<br />

Markus Back, Chefredaktor Print<br />

Die Schweiz <strong>und</strong> die Schleiftechnik – das passt!<br />

Nicht nur wegen der Alliteration. In der Schweiz<br />

sind zahlreiche Maschinenbauer ansässig, die<br />

Schleifmaschinen auf höchstem Niveau entwickeln<br />

<strong>und</strong> produzieren. Das zeigte sich auch an der Grinding<br />

Hub wieder eindrücklich: Von den über 440 Ausstellern<br />

kamen 62 aus der Schweiz! Doch nicht nur die Quantität<br />

beeindruckt. Zwei Gespräche auf der Grinding Hub, die ich<br />

hier hervorheben möchte, verdeutlichen die enorme Innovationskraft,<br />

die in der Schweiz beheimatet ist.<br />

Das eine Gespräch führte ich mit der Firma Agathon<br />

(Seite 64). Dabei hat mich vor allem ein Aspekt überrascht:<br />

die Programmierbarkeit der Maschinen. Dieser<br />

Faktor wird oft völlig unterschätzt, ist aber sehr einflussreich<br />

<strong>und</strong> trägt wesentlich dazu bei, dass die Agathon-<br />

Maschinen ein so hohes Schleifniveau erreichen.<br />

Ein weiteres bemerkenswertes Beispiel ist das Start-up-<br />

Unternehmen G-Elements aus Wallisellen. Sie haben<br />

eine CNC-R<strong>und</strong>schleifmaschine mit einer XZC-Achsenkonfiguration<br />

(X <strong>und</strong> Z als Linearachsen, C als Rotationsachse)<br />

entwickelt. Diese Maschine passt auf eine Euro-<br />

Palette, wiegt 475 Kilogramm <strong>und</strong> besticht durch ihre<br />

herausragenden Eigenschaften. Neben ihrer hohen Präzision<br />

kann sie an eine normale Haushaltssteckdose angeschlossen<br />

werden <strong>und</strong> ist in Sachen Energieeffizienz<br />

kaum zu schlagen. Ein absoluter Hingucker auf der Messe<br />

<strong>und</strong> zu bestaunen auf Seite 66.<br />

Diese beiden Beispiele zeigen eindrücklich, warum<br />

die Schweiz in der Schleiftechnologie zu den führenden<br />

Ländern gehört. Innovationskraft <strong>und</strong> Präzision –<br />

das sind die Markenzeichen der Schweizer Maschinenbauer.<br />

Und deshalb passen Schleiftechnik <strong>und</strong> die<br />

Schweiz so gut zusammen.<br />

Eugen Albisser, Chefredaktor Online<br />

#<strong>027</strong> 3


CO-CREATION:<br />

ZIELE ODER ERGEBNISSE? – SEITE 11<br />

SO GELINGEN FACHMESSEN! –<br />

SEITE 52<br />

NEUE PRODUKTE FÜR DIE INDUSTRIE – SEITE 38<br />

«QUANTENCOMPUTING IST DAS BESTE,<br />

WAS MAN MACHEN KANN» – SEITE 54<br />

INHALT<br />

Exklusives KI-Interview mit<br />

Kiichirō Toyoda: «Sie wären damit<br />

noch beliebter als Arbeitgeber!» –<br />

«Ja, das wäre schön!»<br />

6<br />

20<br />

«Manufacturing X ist kein<br />

kurzfristiger Trend»<br />

MANUFACTURING-X<br />

IM WELTWEITEN NETZ – SEITE 24<br />

DIGITALE KOOPERATION ALS<br />

WETTBEWERBSVORTEIL – SEITE 18<br />

QR-NEWS – SEITE 8<br />

POSTQUANTEN-SICHERE KRYPTOGRAFIE – SEITE 28<br />

INTERVIEW ZUR MESSE<br />

«ALL ABOUT AUTOMATION» – SEITE 36<br />

4 #<strong>027</strong>


CONNECTIVITY-LÖSUNGEN JENSEITS DER NORM –<br />

SEITE 29<br />

MAGNETSPANNPLATTEN:<br />

«DAS HÄLT ABSOLUT SICHER!» – SEITE 80<br />

SO ERKENNT MAN FEHLER<br />

BEIM SCHWEISSEN – SEITE 78<br />

FORSCHUNGSNEWS –<br />

SEITE 13 UND 56<br />

TECH-EVENTS IM SOMMER 2024 – SEITE 50<br />

Belle Époque trifft<br />

BACnet<br />

30<br />

46<br />

3D-Nanostrukturen –<br />

wozu?<br />

SCHLEIFEN, SCHLEIFEN,<br />

SCHLEIFEN – DIE GRINDINGHUB IM<br />

RÜCKBLICK – SEITE 62<br />

FEHLER BEIM SCHLEIFEN<br />

IN ECHTZEIT ERKENNEN – SEITE 70<br />

SCHLEIF<strong>TECHNIK</strong>-ARTIKEL<br />

IM WELTWEITEN NETZ – SEITE 74<br />

#<strong>027</strong> 5


HISTORISCHES KI-INTERVIEW<br />

«SIE WÄREN DAMIT<br />

NOCH BELIEBTER ALS<br />

ARBEITGEBER!» –<br />

«JA, DAS WÄRE SCHÖN!»<br />

In unserem historischen Interview haben wir Kiichirō Toyoda seine visionären<br />

Gedanken zu «Manufacturing X» entlockt. Er würde gerne die Grenzen der Fertigung<br />

neu definieren <strong>und</strong> eine Produktion ermöglichen, die empathisch<br />

auf ihre Umgebung reagiert.<br />

«Manufacturing X» steht für eine neue Ära der Fertigung,<br />

die sich durch fortschrittliche Technologien <strong>und</strong> einen<br />

gemeinsamen Datenraum auszeichnet. Wie hätten solche<br />

Technologien Ihrer Meinung nach Toyota in seinen<br />

Anfangsjahren beeinflusst?<br />

Kiichirō Toyoda: Hätten wir damals Zugriff auf die heutigen<br />

Technologien gehabt, wäre Toyota vielleicht schneller von<br />

einer lokalen Marke zu einem globalen Giganten aufgestiegen.<br />

Automatisierung <strong>und</strong> KI hätten uns erlaubt, unsere<br />

Produktion zu beschleunigen <strong>und</strong> Fehler zu minimieren,<br />

während wir gleichzeitig unsere Mitarbeiter von wiederholenden,<br />

mühsamen Aufgaben befreien <strong>und</strong> sie stattdessen<br />

in kreativen <strong>und</strong> problemlösenden Rollen einsetzen hätten<br />

können.<br />

Rückblickend, welche Technologie, die heute als Standard<br />

gilt, hätten Sie gerne gehabt, als Sie Toyota gründeten?<br />

Wie hätten Sie diese implementiert?<br />

Ohne Zweifel, die Datenanalyse. Das hätte uns einen<br />

enormen Vorteil verschafft. Ich hätte Systeme implementiert,<br />

die jeden Aspekt der Produktion überwachen <strong>und</strong><br />

analysieren, von der Lieferkette bis zum Endk<strong>und</strong>en. Naja,<br />

so wie man es heute schon sieht.<br />

Die Daten wären wahrscheinlich auch in den kontinuierlichen<br />

Verbesserungsprozesses (Kaizen) eingeflossen?<br />

Selbstverständlich!<br />

Versuchen wir es mit ein wenig Utopie:<br />

Wie würden Sie die Daten auf visionäre Weise nutzen?<br />

Eine eindrucksvolle Nutzung der Datenanalyse im Rahmen<br />

des Kaizens wäre es, nicht nur unsere Produktionsprozesse,<br />

sondern auch das Wohlbefinden unserer Mitarbeiter zu<br />

verbessern. Also die Daten zu nutzen, um die Arbeitsbedingungen<br />

zu analysieren <strong>und</strong> genau zu verstehen, wie<br />

verschiedene Arbeitsumgebungen die Ges<strong>und</strong>heit <strong>und</strong><br />

Produktivität beeinflussen.<br />

Stellen Sie sich vor, wir würden feststellen, dass kürzere,<br />

aber häufigere Pausen die Produktivität steigern oder dass<br />

bestimmte Beleuchtungs- <strong>und</strong> Lärmniveaus die Konzentration<br />

verbessern.<br />

Sie wären damit noch beliebter als Arbeitgeber!<br />

Das wäre schön! Und diese Herangehensweise würde ja<br />

nicht nur die Produktivität steigern, sondern auch die<br />

Mitarbeiterbindung erhöhen <strong>und</strong> eben Toyota als vorbildlichen<br />

Arbeitsplatz positionieren. Das wäre eine innovative<br />

Art, die Prinzipien des Kaizens auf die gesamte Unternehmenskultur<br />

anzuwenden, nicht nur auf die Fertigungslinien.<br />

Kommen wir ganz konkret zu Manufacturing X: Angenommen,<br />

Sie könnten ein neues Werk nach den Prinzipien von<br />

Manufacturing X gestalten, welche futuristischen Elemente<br />

würden Sie integrieren?<br />

Ich kombiniere gleich das vorherige Thema mit dieser<br />

Frage, denn ich habe mich damit selbst inspiriert: In einem<br />

neuen Werk, das den Prinzipien von Manufacturing X<br />

entspricht, würde ich die Grenzen der Fertigung neu<br />

definieren, indem ich ein System integriere, das sich selbst<br />

auf die jeweiligen globalen <strong>und</strong> lokalen Bedürfnisse<br />

einstellt. Dieses System wäre nicht nur selbstlernend <strong>und</strong><br />

adaptiv, sondern auch empathisch gegenüber seiner<br />

Umgebung <strong>und</strong> den Bedürfnissen der Menschen innerhalb<br />

<strong>und</strong> ausserhalb der Fabrik.<br />

Das müssen Sie genauer erklären.<br />

Stellen Sie sich ein Werk vor, das die biologischen Rhythmen<br />

seiner Mitarbeiter versteht <strong>und</strong> die Arbeitsbedingungen<br />

dynamisch anpasst, um maximale Produktivität <strong>und</strong><br />

6 #<strong>027</strong>


Wohlbefinden zu fördern. Licht, Temperatur, sogar die<br />

Geräuschkulisse könnten je nach Tageszeit <strong>und</strong><br />

festgestelltem Stresslevel der Mitarbeiter automatisch<br />

angepasst werden.<br />

Sie würden sicherlich KI einsetzen.<br />

Ja, denn das Herzstück des Werkes wäre ein zentrales<br />

«Hirn», das mit fortschrittlicher KI arbeitet <strong>und</strong> nicht<br />

nur Produktionsdaten verarbeitet, sondern auch aus<br />

externen Quellen wie Marktbedingungen, Umweltfaktoren<br />

<strong>und</strong> sozialen Medien lernt. Diese KI könnte<br />

Produktionspläne in Echtzeit anpassen, um auf<br />

unerwartete Nachfrageschwankungen oder Lieferengpässe<br />

zu reagieren, <strong>und</strong> gleichzeitig vorausschauend<br />

agieren, um potenzielle Krisen zu vermeiden.<br />

Das klingt sehr fortschrittlich <strong>und</strong> ich würde das<br />

gerne vertiefen, aber wir sind am Ende des Interviews<br />

angekommen.<br />

Oh, schon? Darf ich den Lesern von «Technik <strong>und</strong><br />

Wissen» noch etwas mit auf den Weg geben?<br />

Selbstverständlich!<br />

Vergessen Sie nicht: Die besten Innovationen kommen<br />

oft von dort, wo man sie am wenigsten erwartet.<br />

Vielleicht liegt die nächste grosse Erfindung ja in den<br />

Pausen, die Sie machen – nicht während der Arbeit.<br />

Oder noch verrückter: Vielleicht ist es die Arbeit, die<br />

sich eine Pause von Ihnen nimmt, um selbst auf<br />

grossartige Ideen zu kommen!<br />

Oh, das hört sich an wie ein Koan, über das wir lange<br />

nachdenken können.<br />

Oder wie eine KI.<br />

Koan oder KI, genau. Ich danke Ihnen für das<br />

interessante Gespräch.<br />

Dieses Interview wurde mit generativen<br />

KI-Programmen erstellt wie «Hello History»<br />

<strong>und</strong> ChatGPT sowie der menschlichen<br />

Denkkraft des Online-Chefredaktors<br />

Eugen Albisser.<br />

Kiichirō Toyoda,<br />

geboren 1894 in Japan, war der Gründer von Toyota Motor<br />

Corporation <strong>und</strong> ein Pionier in der Entwicklung des<br />

innovativen Toyota Production Systems, das die Basis für<br />

moderne Fertigungsmethoden weltweit bildete. Unter<br />

seiner Leitung verwandelte sich Toyota von einem kleinen<br />

Webstuhlhersteller zu einem der führenden Automobilhersteller<br />

der Welt.<br />

#<strong>027</strong> 7


RUBRIKTITEL<br />

QR<br />

CODE<br />

NEWS<br />

SCHWEIZER FIRMEN<br />

ALS TESTKUNDEN<br />

FÜR NEUARTIGEN<br />

METALL-3D-DRUCK<br />

GESUCHT<br />

ANDREAS<br />

CONZELMANNS<br />

VISIONEN FÜR<br />

DIE JAKOB<br />

MÜLLER GROUP<br />

CHATGPT<br />

STEUERT<br />

FLUGROBOTER-<br />

CHOREOGRAPHIE<br />

NACH MUSIK<br />

8 #<strong>027</strong>


RUBRIKTITEL<br />

DIE UNBEMERKTE<br />

KI-NUTZUNG DURCH<br />

ARBEITNEHMER<br />

NIMMT RISKANT ZU<br />

WIE SCHNELL<br />

KANN DIE<br />

INDUSTRIE<br />

KLIMA- UND<br />

ROHSTOFF -<br />

NEUTRAL WERDEN?<br />

DIESE LADESTATIONEN<br />

GIBT ES AM<br />

SCHWEIZER MARKT<br />

TESTFLUG DER<br />

PARAFFIN-TRÄGERRAKETE<br />

KÖNNTE EINE KI UNS<br />

ALLE UMBRINGEN?<br />

DAS IST DER<br />

GRÖSSTE 3D-DRUCKER<br />

DER WELT<br />

#<strong>027</strong> 9


Wissenswertes<br />

ETH ZÜRICH BETREIBT<br />

SPITZENFORSCHUNG IN BASEL<br />

Das vom Münchner Architekturbüro<br />

Nickl & Partner entworfene, fünfeckige<br />

Gebäude soll durch sein Design die Vision<br />

eines offenen Austausches über einzelne<br />

Forschungsgruppen <strong>und</strong> Disziplinen<br />

hinweg unterstützen. Bild: ETH Zürich<br />

Mitte Mai weihte die Eidgenössische<br />

Technische<br />

Hochschule, kurz ETH, ihr<br />

Lehr- <strong>und</strong> Forschungsgebäude<br />

BSS auf dem Life-Science-Campus<br />

Schällemätteli in Basel ein. Hier<br />

forschen Experimentalbiologen, Bioinformatiker<br />

<strong>und</strong> Bioingenieure der<br />

ETH gemeinsam mit Partnern aus der<br />

Industrie an innovativen medizinischen<br />

Lösungen.<br />

Es war eine kühne Idee, als die ETH<br />

Zürich 2007 ein neues Departement<br />

gründete, das Forschende aus drei verschiedenen<br />

Disziplinen zusammenführen<br />

sollte – <strong>und</strong> das auch noch in<br />

Basel. «Basel ist die Life-Science-<br />

Hauptstadt Europas, <strong>und</strong> für uns war<br />

<strong>und</strong> ist es eine unglaubliche Chance,<br />

hier etwas Neues aufzubauen», sagt<br />

Sven Panke, Leiter des Departements<br />

für Biosysteme.<br />

«Ges<strong>und</strong>heit <strong>und</strong> Medizin sowie Datenwissenschaften<br />

zählen zu den strategischen<br />

Schwerpunkten der ETH<br />

Zürich. Im Departement für Biosysteme<br />

kommen diese Bereiche zusammen»,<br />

ergänzt Ulrich Weidmann, Vizepräsident<br />

für Infrastruktur an der ETH.<br />

«Mit unserem Departement <strong>und</strong> nun<br />

auch dem neuen Gebäude in Basel<br />

können wir den Austausch mit der<br />

hiesigen Industrie <strong>und</strong> Akademie weiterentwickeln<br />

<strong>und</strong> gemeinsam die medizinische<br />

Forschung vorantreiben».<br />

Heute lehren <strong>und</strong> forschen am Departement<br />

für Biosysteme der ETH Zürich<br />

19 Professoren, 180 Doktorierende<br />

sowie insgesamt r<strong>und</strong> 340 Mitarbeitende;<br />

bis zu 180 Masterstudierende<br />

werden hier ausgebildet. Sie alle sind<br />

nun in dem hochmodernen Gebäude<br />

BSS unter einem Dach vereint <strong>und</strong> arbeiten<br />

in unmittelbarer Nähe zu wichtigen<br />

Kooperationspartnern aus Medizin,<br />

Pharma <strong>und</strong> der chemischen<br />

Industrie.<br />

Aber nicht nur die neue Infrastruktur,<br />

sondern die räumliche Nähe soll die<br />

Translation von biologischen Erkenntnissen<br />

in die Medizin weiter beschleunigen.<br />

Denn die ETH-Forschenden des<br />

Departements für Biosysteme bringen<br />

ein interdisziplinäres Know-how in<br />

Bioengineering, computergestützter<br />

Datenanalyse <strong>und</strong> Bioinformatik an<br />

den Standort Basel. «Wir wissen mittlerweile<br />

ziemlich genau, wie Zellen<br />

<strong>und</strong> Zellsysteme funktionieren <strong>und</strong><br />

wie man diese manipulieren kann. In<br />

einem nächsten Schritt geht es nun<br />

darum, dieses Wissen für therapeutische<br />

Zwecke nutzbar zu machen», sagt<br />

Sven Panke<br />

www.ise.fraunhofer.de<br />

10 #<strong>027</strong>


Licht ins Dunkel der Fotosynthese<br />

Forschenden aus Göttingen <strong>und</strong> Hannover gelang<br />

nun erstmals, die Kopiermaschine von Chloroplasten,<br />

die RNA-Polymerase PEP, hochaufgelöst in 3D<br />

sichtbar zu machen. Die detaillierte Struktur bietet<br />

neue Einblicke in die Funktion <strong>und</strong> Evolution dieser<br />

komplexen zellulären Maschine, die eine Hauptrolle<br />

beim Ablesen der genetischen Bauanleitungen<br />

von Fotosynthese-Proteinen spielt.<br />

In enger Zusammenarbeit gelang es den Forschenden<br />

einen 19-teiligen PEP-Komplex mit einer<br />

Auflösung von 3,5 Ångström, 35 Millionen Mal kleiner<br />

als ein Millimeter, in 3D sichtbar zu machen.<br />

Hierfür wurden intakte PEP aus weissem Senf, einer<br />

typischen Modellpflanze in der Pflanzenforschung,<br />

isoliert.<br />

Mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie erstellten<br />

die Wissenschaftler anschliessend ein detailliertes<br />

3D-Modell des 19-teiligen PEP-Komplexes.<br />

Dafür wurden die Proben ultraschnell schockgefroren.<br />

Tausendfach <strong>und</strong> bis auf Atomebene fotografierten<br />

die Forschenden dann die Kopiermaschine<br />

aus unterschiedlichsten Winkeln <strong>und</strong> fügten sie<br />

mittels komplizierter Computerberechnungen zu<br />

einem Gesamtbild zusammen.<br />

Die Forschungskollaboration ging mittels Datenbanken<br />

auch auf evolutionäre Spurensuche. Sie<br />

wollte herausfinden, ob sich die beobachtete Architektur<br />

der Kopiermaschine auf andere Pflanzen<br />

übertragen lässt. Die Ergebnisse deuten darauf hin,<br />

dass die Struktur des PEP-Komplexes in allen Landpflanzen<br />

gleich ist. Die neuen Erkenntnisse zum<br />

Kopiervorgang der Chloroplasten-DNA tragen dazu<br />

bei, gr<strong>und</strong>legende Mechanismen der Biogenese der<br />

Fotosynthese-Maschinerie besser zu verstehen. Sie<br />

könnten sich möglicherweise zukünftig auch biotechnologisch<br />

nutzen lassen.<br />

www.uni-hannover.de<br />

COCREATION<br />

IM ALLTAG<br />

ZIELE ODER<br />

ERGEBNISSE?<br />

Von Dr. Georg Michalik<br />

Wenn Du mit Deinem Team Ziele vereinbarst, dann sollte<br />

Dir bewusst sein, dass manche Ziele gar keine Ziele, sondern<br />

Ergebnisse sind!<br />

In der Zusammenarbeit als Team oder auch in der Führung<br />

von Personen sind unter anderem zwei Dinge motivierend<br />

<strong>und</strong> sorgen für Klarheit:<br />

a.) Was Ihr gr<strong>und</strong>sätzlich erreichen wollt. Das ist ein Ziel.<br />

b.) Was dabei herauskommen sollte. Das ist ein Ergebnis.<br />

Warum ist es so wichtig, den Unterschied zu verstehen?<br />

Häufig werden in der Führung «Ziele» vereinbart, aber<br />

eigentlich sind das gar keine Ziele, sondern Ergebnisse.<br />

Das kann durchaus Sinn machen, dass man Ergebnisse<br />

vereinbart. Nur dann sollte man sie auch so benennen.<br />

Ziele sind prädiktiv <strong>und</strong> beeinflussbar. Sie zeigen an, welche<br />

Massnahmen ergriffen werden müssen, um ein Ergebnis<br />

zu erreichen. Zum Beispiel kann in einem Vertriebsunternehmen<br />

die Anzahl der K<strong>und</strong>engespräche<br />

pro Tag ein Ziel sein.<br />

Ergebnisse messen das bereits Eingetretene <strong>und</strong> können<br />

nicht mehr beeinflusst werden. Im obigen Beispiel wäre<br />

das der Umsatz am Ende eines Quartals. Dieser zeigt, ob<br />

die Verkaufsziele erreicht wurden, kann aber nicht mehr<br />

verändert werden, sobald das Quartal vorbei ist.<br />

Konkret heisst das: Wenn Du von oben Ziele bekommst<br />

wie 3 Prozent mehr Umsatz, dann ist das eigentlich kein<br />

Ziel. Die Ziele musst Du mit Deinem Team definieren.<br />

Also mit diesem festlegen, welche Aktionen es braucht,<br />

um das Ergebnis 3 Prozent mehr Umsatz zu erreichen.<br />

Führst Du über Ziele <strong>und</strong> meinst eigentlich Ergebnisse,<br />

kann es dazu führen, dass Mitarbeitende nur den Zahlen<br />

nachrennen, anstatt eine gute K<strong>und</strong>enbeziehung zu entwickeln,<br />

die letztlich zu guten Ergebnissen führt.<br />

www.cocreation.com<br />

Die Abbildung zeigt ein hochaufgelöstes 3D-Modell der<br />

pflanzlichen RNA-Polymerase PEP, die eine zentrale<br />

Rolle in der Fotosynthese spielt. Bild: MPI-NAT, UMG<br />

Dr. Georg Michalik ist Coach <strong>und</strong> Buchautor.<br />

Er begleitet Unternehmen in Veränderungsprozessen.<br />

#<strong>027</strong> 11


<strong>WISSEN</strong>SWERTES<br />

Prozessschritte:<br />

Vom Getreiderest zum<br />

Aerogel. Bild: Empa<br />

IN BIER VERPACKT<br />

Forschende des Empa-Labors<br />

«Cellulose and Wood<br />

Materials» haben unter Leitung<br />

von Gustav Nyström<br />

ein kostengünstiges <strong>und</strong> einfaches<br />

Verfahren entwickelt, um aus Brauereiabfall<br />

hochwertige Nanocellulose<br />

herzustellen. Dieser vielseitig<br />

biologisch abbaubare Rohstoff lässt<br />

sich beispielsweise zu Verpackungen<br />

oder faserverstärkten Kunststoffen<br />

verarbeiten.<br />

Zurzeit werden mikro- <strong>und</strong> nanofibrillierte<br />

Celluloseprodukte aus<br />

Holzstoff gewonnen. Weil Holz jedoch<br />

langsam wächst, wird es sinnvoller<br />

in langlebigen Anwendungen<br />

eingesetzt, zum Beispiel im Bau<br />

oder zur Herstellung von Möbeln.<br />

Das an der Empa entwickelte Verfahren<br />

konzentriert sich daher auf<br />

schneller wachsende, einjährige<br />

Pflanzen. «Damit können wir hochwertige<br />

Materialien aus einem sehr<br />

günstig <strong>und</strong> in grossen Mengen verfügbaren<br />

Abfallprodukt gewinnen»,<br />

so Empa-Forscher Gilberto Siqueira:<br />

«Davon profitieren auch kleine<br />

Unternehmen, die so das Maximum<br />

aus den Rohstoffen herausholen<br />

können, die sie bereits verwenden.»<br />

Ein solch kleines Unternehmen<br />

ist die Pentabier-Brauerei in Dübendorf,<br />

aus welcher der Treber<br />

stammt, den die Forschenden für<br />

ihr Experiment verwendeten. Daraus<br />

lösten sie die Nanozellulose-Fasern<br />

heraus <strong>und</strong> verarbeiteten sie<br />

durch Gefriertrocknung zu einem<br />

Aerogel. Dieses Material enthält<br />

sehr viele Poren, wodurch es ausgezeichnete<br />

Wärmeisolationseigenschaften<br />

aufweist.<br />

Um das Potenzial der Nanocellulose<br />

aus Biertreber genauer auszuloten,<br />

variierten die Forschenden<br />

die einzelnen Vorbehandlungs- <strong>und</strong><br />

Herstellungsschritte <strong>und</strong> testeten<br />

deren Auswirkungen auf das Endprodukt.<br />

So verbessert sich etwa<br />

die Qualität der gewonnenen Nanocellulose-Fasern<br />

durch Bleichen<br />

<strong>und</strong> Oxidation des Ausgangsmaterials.<br />

Mittels unterschiedlichen Gefrierverfahren<br />

lässt sich die Grösse<br />

<strong>und</strong> Ausrichtung der Poren im Aerogel<br />

steuern, was wiederum dessen<br />

isolierende <strong>und</strong> mechanische<br />

Eigenschaften beeinflusst.<br />

www.empa.ch<br />

Zuverlässige Vorhersage<br />

von Natur-Katastrophen<br />

Der Klimawandel verändert den Wasserkreislauf<br />

– aber wie? Um dieses<br />

komplexe System besser vorhersagbar<br />

zu machen, entwickelte ein internationales<br />

Pilotprojekt, finanziert von der<br />

Europäischen Weltraumbehörde ESA<br />

<strong>und</strong> geleitet vom italienischen National<br />

Research Council, nun einen digitalen<br />

Zwilling der Hydrosphäre, der<br />

den Wasserkreislauf <strong>und</strong> die relevanten<br />

mit ihm verb<strong>und</strong>enen Phänomene<br />

physikalisch korrekt am Computer<br />

nachbildet. So lässt sich simulieren,<br />

wie eine bestimmte Region auf hydrologische<br />

Veränderungen reagiert. Damit<br />

sollen nicht nur Katastrophen wie<br />

Überschwemmungen, sondern auch<br />

schleichende Veränderungen im Wasserhaushalt,<br />

die zum Beispiel durch<br />

höhere Temperaturen verursacht werden,<br />

räumlich detaillierter vorhergesagt<br />

werden können als bisher.<br />

Begonnen hat man damit, die Po-Ebene<br />

in Italien abzubilden – eine besonders<br />

komplexe Region, wie Projektleiter<br />

Luca Brocca erklärt: «Wir haben die<br />

Alpen, wir haben Schnee, der schwer<br />

zu simulieren ist, besonders in unregelmässigem<br />

<strong>und</strong> komplexem Gelände<br />

wie den Bergen. Dann gibt es das Tal<br />

mit all den menschlichen Aktivitäten.»<br />

Aufbauend darauf bildete man den gesamten<br />

Mittelmeerraum ab.<br />

Das Modell soll letztendlich auf den<br />

ganzen Erdball ausgedehnt werden.<br />

Ausserdem soll es noch weiter verbessert<br />

<strong>und</strong> verfeinert werden. Ziel ist eine<br />

multidimensionale Abbildung der Hydrosphäre,<br />

in der ausgewählte Prozesse<br />

mit einer räumlichen Auflösung in<br />

der Grössenordnung von zehn Metern<br />

erfasst werden können. Das soll es erlauben,<br />

rechtzeitig auf Gefahren hinweisen<br />

zu können <strong>und</strong> die Auswirkungen<br />

menschlicher Eingriffe auf lokaler<br />

Ebene zu verstehen, um nachhaltige<br />

Entscheidungen treffen zu können.<br />

www.tuwien.at<br />

Dank seiner porösen Struktur ist das<br />

entstandene Aerogel leicht <strong>und</strong> verfügt<br />

über eine hohe Wärmeisolation.<br />

Bild: Empa<br />

12 #<strong>027</strong>


ALPEN-TAUGLICHE 6G-KOMMUNIKATION<br />

Das Projekt Eive-T der Universität<br />

Stuttgart soll die nächste<br />

Generation der Mobilfunkkommunikation<br />

auf den Weg<br />

bringen. «Mit der Datenübertragung<br />

im zukünftigen 6G-Netz müssen wir<br />

enorm gesteigerte Datenraten bei einer<br />

extrem niedrigen Latenzzeit erzielen»,<br />

erklärt Professor Ingmar Kallfass<br />

vom Institut für Robuste Leistungshalbleitersysteme<br />

an der Universität<br />

Stuttgart.<br />

Er <strong>und</strong> sein Team haben dazu nun in<br />

den österreichischen Alpen nahe<br />

Innsbruck eine Breitband-Funkverbindung<br />

demonstriert: Sie erstreckt<br />

sich zwischen dem Tal Götzens <strong>und</strong><br />

dem Hafelekargipfel in 2334 Metern<br />

Höhe über eine Länge von 2 x 10,5 Kilometern<br />

<strong>und</strong> überträgt Daten mit einer<br />

Geschwindigkeit von 25 Gigabit pro<br />

Sek<strong>und</strong>e. Das entspricht einer r<strong>und</strong><br />

zehnfachen Erhöhung sowohl der Distanz<br />

als auch der Datenrate im Vergleich<br />

zu herkömmlichem Richtfunk.<br />

Dem Forscherteam der Universität<br />

Stuttgart ist es damit gelungen, erstmals<br />

eine solche Verbindung im Gebirge<br />

zwischen Tal <strong>und</strong> Gipfel zu demonstrieren.<br />

Noch dazu unter<br />

extremen winterlichen Gelände- <strong>und</strong><br />

Wetterbedingungen. Hinzu kommt,<br />

dass zur Datenübertragung teils dichte<br />

Wolkenschichten durchdrungen<br />

werden mussten <strong>und</strong> die Elevation<br />

damit so hoch war, wie bei der Kommunikation<br />

zwischen Satelliten <strong>und</strong><br />

Bodenstationen. Eine weitere Herausforderung<br />

bestand darin, ohne direkte<br />

Sicht die Reflektorantenne auf dem<br />

Berg präzise auf das Terminal im Tal<br />

auszurichten.<br />

Eigens für diesen Zweck entwickelten<br />

die Forschenden einen Peilsender.<br />

Mit diesem lässt sich die Antenne auf<br />

dem Gipfelterminal kalibrieren <strong>und</strong> so<br />

ohne Sichtverbindung präzise auf das<br />

Terminal im Tal schwenken. Exakt kalibriert,<br />

empfängt <strong>und</strong> reflektiert die<br />

Antenne auf dem Gipfel, ähnlich wie<br />

Montage der Reflektorantenne auf dem<br />

Hafelekargipfel in 2334 Metern Höhe.<br />

Bild: Universität Stuttgart<br />

ein Spiegel, das vom Sender ausgehende<br />

Signal zum Empfänger. Mit dieser<br />

Technologie müssen Sender <strong>und</strong><br />

Empfänger nicht in unmittelbarer<br />

Nähe zueinander platziert sein. «Der<br />

Vorteil ist, dass sich robuste <strong>und</strong> zuverlässige<br />

Daten- <strong>und</strong> Internetverbindungen<br />

überall dort schnell aufbauen<br />

lassen, wo sie gebraucht werden», erläutert<br />

Ingmar Kallfass.<br />

www.uni-stuttgart.de<br />

Zürich<br />

Messe Zürich<br />

28. + 29. August 2024<br />

28. + 29. August 2024<br />

Messe Zürich<br />

An der TU Braunschweig ätzen Wissenschaftler<br />

mit Höchstpräzision poröse<br />

Halbleiterkristalle aus Galliumnitrid, die<br />

an der Universität Jena durch die gezielte<br />

Implantation von Ionen leitfähig gemacht<br />

werden. Bild: Universität Jena<br />

Automatisierung, Robotik, Instandhaltung, Digitalisierung:<br />

Das Messe-Duo zur Smart Factory<br />

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Die Schweizer Leitmesse für industrielle Instandhaltung<br />

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#<strong>027</strong> 13


<strong>WISSEN</strong>SWERTES<br />

MASSENPRODUKTION<br />

VON BRENNSTOFFZELLEN<br />

Vollkommen automatisiert <strong>und</strong> in Sek<strong>und</strong>enschnelle<br />

stecken zwei Deltaroboter eine<br />

Brennstoffzelle zusammen. Bild: Fraunhofer IPA<br />

Brennstoffzellenstacks werden bisher<br />

manufakturartig gefertigt. Das<br />

macht sie teuer <strong>und</strong> unattraktiv<br />

für einen breiten Einsatz, beispielsweise<br />

im Schwerlastverkehr. Im Projekt<br />

«H2FastCell» haben nun Forschende<br />

vom Fraunhofer IPA <strong>und</strong> vom Campus<br />

Schwarzwald eine Roboterzelle aufgebaut,<br />

die Brennstoffzellen in Sek<strong>und</strong>enschnelle<br />

<strong>und</strong> vollkommen automatisiert steckt. Dabei<br />

legen zwei Delta-Roboter innert Sek<strong>und</strong>en<br />

eine Bipolarplatte oder Membran-<br />

Elektrodeneinheit auf dem<br />

Brennstoffzellenstack ab. Für die Herstellung<br />

eines fertigen Stacks, der sich aus 400<br />

einzelnen Brennstoffzellen zusammensetzt,<br />

benötigen diese gerade einmal 13 Minuten.<br />

Da beim Zusammensetzen schon Abweichungen<br />

im Mikrometerbereich die Leistung<br />

des Brennstoffzellensystems mindern<br />

würden, schichten die Roboter<br />

parallel zwei Brennstoffzellenstacks auf.<br />

Registrieren ihre Kameras bei der Qualitätskontrolle<br />

kleinste Abweichungen bei<br />

Form <strong>und</strong> Grösse, ordnen sie die Bipolarplatte<br />

oder Membran-Elektrodeneinheit<br />

dem jeweils passenden Stack zu. Dieser<br />

Ansatz reduziert den Ausschuss massiv.<br />

Damit die Masse, die beschleunigt <strong>und</strong><br />

abgebremst werden muss, möglichst gering<br />

ist, bestehen die eingesetzten Sauggreifer<br />

aus carbonfaserverstärktem Kunststoff.<br />

Eine schwere Bodenplatte stabilisiert<br />

indes die Zelle <strong>und</strong> reduziert Schwingungen.<br />

Dennoch sind die Bildverarbeitungssysteme,<br />

die den Prozess steuern <strong>und</strong><br />

überwachen, nicht mit der Einhausung<br />

verb<strong>und</strong>en.<br />

Ein Digitaler Zwilling dokumentiert die<br />

Hochgeschwindigkeitsmontage der Stacks<br />

in Echtzeit. Mit diesen Daten lässt sich simulieren,<br />

wie sich die Stacks später verhalten<br />

werden. Zudem dienen die Daten<br />

für die Qualitätskontrolle der Bipolarplatten<br />

<strong>und</strong> Membran-Elektrodeneinheiten.<br />

www.ipa.fraunhofer.de<br />

14 #<strong>027</strong>


KLIMASCHUTZ MIT MIKROORGANISMEN<br />

Kleinstlebewesen wie Bakterien<br />

oder Algen besitzen ausgeklügelte<br />

<strong>und</strong> hocheffiziente Stoffwechselwege,<br />

die modernste<br />

Chemiefabriken in den Schatten stellen.<br />

Um diese zu nutzen, stellt das<br />

Land Baden-Württemberg in der Förderlinie<br />

«Mikroorganismen als Helfer<br />

im Klimaschutz» nun 13,5 Millionen<br />

Euro für neun Projekte bereit, von denen<br />

vier am Karlsruher Institut für<br />

Technologie (KIT) <strong>und</strong> an Partnereinrichtungen<br />

angesiedelt sind.<br />

Forschende um Dr. Andrea Hille-Reichel<br />

vom Engler-Bunte-Institut des<br />

KIT wollen mithilfe von Membranbiofilmreaktoren<br />

Chemikalien aus CO 2<br />

<strong>und</strong> grünem Wasserstoff gewinnen –<br />

mit Fokus auf der Skalierbarkeit der<br />

Prozesse. Dr. Mohammad Azari vom<br />

Institut für Wasser <strong>und</strong> Umwelt des<br />

KIT untersucht mit seinem Team, wie<br />

Kläranlagen mithilfe der Kombination<br />

von Mikroorganismen zur Kohlenstoff-<br />

<strong>und</strong> Stickstoffentfernung umweltschonender<br />

werden können: «Diese<br />

Technik erlaubt mittels<br />

bioelektrochemischer Systeme eine<br />

klimaneutrale <strong>und</strong> energiesparende<br />

Abwasserbehandlung mit Rückgewinnung<br />

von Wasser <strong>und</strong> Wasserstoff.»<br />

Gemeinsam mit der Universität<br />

Stuttgart untersucht ein Team um<br />

Professor Dirk Holtmann vom Institut<br />

für Bio- <strong>und</strong> Lebensmitteltechnik des<br />

KIT, ob aus CO 2 gewonnenes Methanol<br />

mithilfe von Mikroorganismen zu Basis-<br />

<strong>und</strong> Spezialchemikalien weiterverarbeitet<br />

werden <strong>und</strong> so zur Unabhängigkeit<br />

von Rohstoffimporten<br />

beitragen kann.<br />

Dr. André Tschöpe vom Institut für<br />

Funktionelle Grenzflächen des KIT<br />

möchte indes mit Forschenden der<br />

Mikroorganismen sind unheimlich klein,<br />

bieten aber ein grosses Potenzial für den<br />

Klimaschutz. Mit diesem befassen sich nun<br />

auch Forschende des KIT. Bild: KIT<br />

Universität Hohenheim elektrochemische<br />

Reaktoren für eine klimaneutrale<br />

Zukunft nutzen. Dabei sollen die<br />

elektrochemischen <strong>und</strong> mikrobiellen<br />

Prozesse vereint werden, um die Umwandlung<br />

von CO 2 zu einem Biotensid<br />

möglichst ressourcenschonend <strong>und</strong><br />

effizient zu ermöglichen.<br />

www.kit.edu<br />

ALFRED IMHOF AG<br />

CH – 4142 Münchenstein<br />

Tel. +41 61 417 17 17<br />

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#<strong>027</strong> 15


<strong>WISSEN</strong>SWERTES<br />

Parabolrinnen-Solarmodul<br />

für hybride<br />

Strom-Wärme- Erzeugung<br />

Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI <strong>und</strong> des Technologietransferzentrums<br />

Anaxam belegten mit Hilfe der Neutronen- <strong>und</strong> der Synchrotron-Bildgebung,<br />

unter welchen Bedingungen vorgefüllte Fertigspritzen blockieren. Bild: PSI<br />

URSACHE FÜR VERSTOPFTE<br />

SPRITZENNADELN GEFUNDEN<br />

Bei vorgefüllten Fertigspritzen<br />

können die<br />

Nadeln in seltenen Fällen<br />

verstopfen. Dies<br />

kann dazu führen, dass das Medikament<br />

nicht oder nicht in<br />

ausreichender Dosierung in<br />

den Körper gelangt. Daher warf<br />

ein Team des Paul Scherrer Instituts<br />

PSI unter der Leitung des<br />

Technologietransferzentrums<br />

Anaxam nun einen detaillierten<br />

Blick in die Nadel. So gelang<br />

es den Forschenden, die<br />

möglichen Ursachen für eine<br />

Blockade zu ermitteln <strong>und</strong> die<br />

Voraussetzung zu schaffen, um<br />

diese zukünftig zu verhindern.<br />

Dafür entscheidend war eine<br />

Kombination von Bildgebungsverfahren<br />

an der Synchrotron<br />

Lichtquelle Schweiz SLS <strong>und</strong><br />

der Schweizer Spallations-Neutronenquelle<br />

SINQ.<br />

Als mögliche Ursachen für<br />

verstopfte Fertigspritzen vermuteten<br />

Forschende bislang<br />

wechselnde Druck- oder Temperatur-Verhältnisse,<br />

wie sie beim<br />

Transport der Chargen auftreten<br />

können. Ein Team um den Chemieingenieur<br />

Vladimir Novak,<br />

Leiter der Projektgruppe <strong>und</strong><br />

Forscher bei Anaxam, ging dieser<br />

Hypothese in verschiedenen<br />

Messreihen nach. So wurden 31<br />

vorgefüllte Spritzen einem Temperaturwechsel<br />

zwischen fünf<br />

<strong>und</strong> vierzig Grad sowie wechselnden<br />

Drücken zwischen 550<br />

<strong>und</strong> 1010 Millibar ausgesetzt.<br />

Derartige Bedingungen treten<br />

typischerweise auf Transportflügen<br />

dieser Medizinprodukte<br />

auf. Anschliessend betrachtete<br />

das Team die Nadeln unter dem<br />

Synchrotron-Röntgen- sowie<br />

dem Neutronenstrahl.<br />

Die Messreihen belegten, dass<br />

Schwankungen in den Umgebungsbedingungen<br />

zu Ablagerungen<br />

am Metall der Kanüle<br />

führten. So treiben sowohl<br />

Druck- als auch Temperaturschwankungen<br />

Flüssigkeit in<br />

die Nadel, wo Luftblasen entstehen<br />

können. Trocknet die Flüssigkeit<br />

aus, verbleiben Pfropfen<br />

oder Beläge im Inneren der Nadel.<br />

Hersteller, Vertreiber <strong>und</strong><br />

Anwender sollten folglich beim<br />

Transport sowie der Lagerung<br />

der vorgefüllten Spritzen auf<br />

eine geschlossene Kühlkette<br />

<strong>und</strong> einen gleichbleibenden<br />

Druck achten. «Die Kombination<br />

der Neutronenbildgebung mit<br />

der Synchrotron-Röntgentomografie<br />

belegt das eindeutig», so<br />

Vladimir Novak.<br />

www.psi.ch<br />

Die Idee, Strom <strong>und</strong> Wärme gleichzeitig aus<br />

Sonnenstrahlung zu gewinnen, gibt es seit den<br />

1970er-Jahren, hat sich wegen hoher Kosten<br />

<strong>und</strong> technologischer Probleme aber nicht<br />

durchgesetzt. Das könnte sich nun ändern,<br />

denn einen internationalen Forschungsteam<br />

unter der Leitung von Armin Buchroithner vom<br />

Institut für Elektrische Messtechnik <strong>und</strong> Sensorik<br />

der TU Graz sind im Verlaufe des Projekts<br />

«Eco sun» nun gleich mehrere technologische<br />

Innovationen geglückt.<br />

So ist es dem Kooperationspartner IMK Solarmirrotec<br />

gelungen, die Parabolrinnen-Kollektoren<br />

mittels industrieller Fertigungsmethoden<br />

wie Spritzgusstechnik wesentlich effizienter<br />

herzustellen. Die mit dem türkischen Forschungszentrum<br />

Günam entwickelten Silizium-Solarzellen<br />

sind indes kostengünstig <strong>und</strong><br />

so robust, dass sie den hohen Temperaturen<br />

von konzentriertem Sonnenlicht standhalten.<br />

Ein wichtiger Faktor, schliesslich verstärken<br />

die Parabolrinnen-Spiegel die Lichteinstrahlung<br />

um das 60-Fache. Ausserdem haben die<br />

Forschenden die Kühlung der Solarzellen optimiert,<br />

womit die Abwärme besser für weiterführende<br />

Anwendungen nutzbar wird.<br />

«Dieser Ansatz hat das Potenzial, einen wesentlichen<br />

Beitrag zur Energiewende zu leisten»,<br />

ist Armin Buchroithner überzeugt. Parabolrinnen-Kraftwerke<br />

stehen bislang fast<br />

ausschliesslich in besonders sonnenreichen<br />

Regionen wie Spanien oder am Persischen<br />

Golf. «Unsere Versuche zeigten, dass ein Einsatz<br />

auch hier in Österreich sinnvoll sein kann,<br />

um fossile Energie in Industrieprozessen zu<br />

substituieren», sagt der Wissenschaftler.<br />

www.tugraz.at<br />

An der Rückseite der Solarzellen entlang fliesst eine<br />

Kühlflüssigkeit, die die Abwärme der konzentrierten<br />

Sonneneinstrahlung aufnimmt <strong>und</strong> nutzbar macht.<br />

Bild: TU Graz<br />

16 #<strong>027</strong>


DÄBII -<br />

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#<strong>027</strong> 17


MANUFACTURING-X<br />

DIGITALE<br />

KOOPERATION ALS<br />

WETTBEWERBS-<br />

VORTEIL<br />

Die Initiative «Manufacturing-X» plant den Aufbau eines<br />

souveränen Datenraums für die gesamte Industrie. Anders als<br />

die analoge Halle befindet sich dieser aber nicht an einem<br />

bestimmten Ort, sondern ist überall verfügbar. So sollen<br />

Unternehmen Daten sicher entlang von Wertschöpfungsketten<br />

austauschen können, ohne hierbei aber die Kontrolle<br />

über diese aus der Hand geben zu müssen.<br />

Von Markus Back<br />

Jede Fabrikhalle ist eine Art Drehscheibe: Ständig<br />

kommen Lieferungen an, wandern durch die Stationen,<br />

werden bearbeitet – <strong>und</strong> schliesslich verlassen<br />

neue Produkte das Werk. Diese Drehscheiben-Funktion<br />

gibt es auch in der digitalen Welt: Denn jeder Prozess in<br />

der analogen Halle erzeugt digitale Daten. Jedes Produkt, jeder<br />

Hersteller <strong>und</strong> jeder Produktionsschritt ist ein Datensatz.<br />

Diese Datensätze können aber weit mehr als nur Produktionsprozesse<br />

optimieren. Die Verantwortlichen der Initiative<br />

«Manufacturing-X», namentlich die deutsche Wirtschaft,<br />

Politik <strong>und</strong> Wissenschaft, sehen in einer digitalen Kooperation<br />

vielmehr den Schlüssel, um Lieferketten resilient zu gestalten,<br />

die Nachhaltigkeit <strong>und</strong> Ressourceneffizienz in der<br />

Produktion zu erhöhen <strong>und</strong> die Wettbewerbsfähigkeit der<br />

Industrie zu steigern.<br />

Dabei laden die Initianten ausdrücklich alle Unternehmen,<br />

selbst aus dem asiatischen <strong>und</strong> nordamerikanischen Raum,<br />

zum Mitmachen ein. Diese Öffnung für Interessierte aus<br />

den Mitbewerbermärkten begründet Dr.-Ing. Marc Hüske<br />

vom VDMA (siehe Interview ab Seite 20) damit, dass es für<br />

eine erfolgreiche <strong>und</strong> funktionierende Daten-Ökonomie<br />

viele Teilnehmer braucht.<br />

Diese Erkenntnis ist auch den Erfahrungen der Vergangenheit<br />

geschuldet. Mit dem Aufkommen cyber-physischer<br />

Systeme erhofften sich sehr viele Maschinen- <strong>und</strong> Anlagenbauer<br />

neue Umsatz- <strong>und</strong> Gewinnmöglichkeiten, ähnlich den<br />

B2C-Konzepten der grossen Plattformbetreiber. Allerdings<br />

konnten sich die zumeist proprietären Entwicklungen nur<br />

selten durchsetzen, da sie nicht skalierten. Viele der verbliebenen<br />

Plattformen werden heute nur noch firmenintern<br />

zur datentechnischen Integration über verschiedene Standorte<br />

oder zur Absicherung des Kerngeschäfts genutzt, häufig<br />

aber ohne dabei Gewinn zu erzielen.<br />

Kein W<strong>und</strong>er also, dass Maschinen- <strong>und</strong> Anlagenbauer der<br />

Idee eines einheitlichen Datenraums, der digitale Geschäftsmodelle<br />

adressiert, mit einer gewissen Skepsis begegnen.<br />

Doch anders als bei den cyber-physischen Systemen, sollen<br />

dieses Mal nicht die B2C-Konzepte der Plattformbetreiber<br />

kopiert werden, sondern individuelle, branchen-spezifische<br />

Lösungen in den Vordergr<strong>und</strong> rücken. So erlaubt die digitale<br />

18 #<strong>027</strong>


Vernetzung der Lieferketten eine vollständige <strong>und</strong> nachvollziehbare<br />

Bilanzierung des CO 2 -Fussabdrucks von Produkten<br />

über deren gesamten Herstellungsprozess hinweg: Von<br />

Rohstofflieferanten über vorgelagerte Zulieferer bis hin zum<br />

Produzenten <strong>und</strong> zum Logistikunternehmen, welches das<br />

fertige Produkt dem Endk<strong>und</strong>en liefert.<br />

Aus dieser Transparenz lassen sich zwar nur bedingt digitale<br />

Geschäftsmodelle entwickeln, dennoch bietet sie Unternehmen<br />

grosses Potenzial. Als ein Beispiel, bei dem diese<br />

genaue Kenntnis über Bauteile <strong>und</strong> Komponenten viel Geld<br />

sparen kann, nennt Dr.-Ing. Marc Hüske Rückrufaktionen<br />

(siehe Interview unter www.technik-<strong>und</strong>-wissen.ch). Anhand<br />

der Daten lässt sich ganz genau bestimmen, ob beispielsweise<br />

bei einem Getriebefehler nur eine bestimmte<br />

Charge von Zahnrädern betroffen ist <strong>und</strong> daher nur einige<br />

Fahrzeuge zurückgerufen werden müssen oder aber eine<br />

ganze Flotte. Damit reduziert die gezielte Rückverfolgbarkeit<br />

die Kosten von Rückrufaktionen erheblich.<br />

Technik <strong>und</strong> Wissen<br />

www.technik-<strong>und</strong>-wissen.ch<br />

Initiative Manufacturing-X<br />

Die Initiative Manufacturing-X ist unter dem Dach der<br />

Plattform Industrie 4.0 entstanden, einem seit 2013<br />

bestehenden Netzwerk aus Unternehmen, Verbänden,<br />

Gewerkschaften <strong>und</strong> Forschungseinrichtungen. Die<br />

Plattform wird vom deutschen B<strong>und</strong>esministerium für<br />

Wirtschaft <strong>und</strong> Klimaschutz <strong>und</strong> dem B<strong>und</strong>esministerium<br />

für Bildung <strong>und</strong> Forschung geleitet. Im Februar 2023<br />

gegründeten Steering Committee Manufacturing-X arbeiten<br />

r<strong>und</strong> 30 Fachleute am weiteren Auf- <strong>und</strong> Ausbau der<br />

Initiative. Flankiert wird die Initiative durch mehrere vom<br />

B<strong>und</strong>esministerium für Wirtschaft <strong>und</strong> Klimaschutz<br />

geförderte Projekte: Diese sollen vor allem praxisnahe<br />

Anwendungsfälle <strong>und</strong> Prototypen für einen branchenübergreifenden<br />

Datenraum konzipieren <strong>und</strong> testen <strong>und</strong> so<br />

Manufacturing-X den Weg ebnen.<br />

#<strong>027</strong> 19


MANUFACTURING-X<br />

«DAS IST KEIN<br />

KURZFRISTIGER<br />

TREND»<br />

Prozesse, die sich automatisch regulieren, <strong>und</strong><br />

ein reduzierter Entwicklungsaufwand sind nur<br />

zwei vieler Vorzüge von Manufacturing-X.<br />

Welche Rolle hierbei einheitliche Datenräume<br />

spielen <strong>und</strong> wie sich die Arbeitswelt verändern<br />

wird, erklärt Dr.-Ing. Marc Hüske, Leiter Forum<br />

Manufacturing-X beim VDMA im Interview.<br />

Von Markus Back<br />

In einer Vorstudie zum Datenraum «Manufacturing-X» des<br />

VDMA <strong>und</strong> des ZVEI heisst es, dass es unterschiedliche <strong>und</strong><br />

doch passende Antworten auf diese Initiative gibt, da diese<br />

von der jeweiligen Perspektive, nämlich der technischen,<br />

der organisatorischen oder der rechtlichen, abhängig sind.<br />

Wie genau unterscheiden sich diese drei Perspektiven?<br />

Starten wir mit der rechtlichen Perspektive. Hier dient Manufacturing-X<br />

beispielsweise dazu, Regulierungen umzusetzen<br />

<strong>und</strong> gesetzeskonform zu handeln, wie der EU Data<br />

Act. Ausserdem bietet es potenziell die Möglichkeit, zukünftigen<br />

Regulierungen, wie dem Cyber Resilience Act oder<br />

dem digitalen Produktpass, zu entsprechen.<br />

Im technischen Bereich schafft Manufacturing-X die Voraussetzung,<br />

um zum Beispiel den CO 2 -Fussabdruck eines<br />

Bauteils exakt zu ermitteln. Hierzu wird unter anderem der<br />

Energieverbrauch der Maschinen während des Fertigungsprozesses<br />

erfasst <strong>und</strong> zur Berechnung des CO 2 -Fussabdrucks<br />

herangezogen.<br />

Organisatorisch bringt Manufacturing-X Veränderungen in<br />

der Unternehmensstruktur mit sich. Die Unternehmen<br />

müssen sich stärker als bislang digital engagieren <strong>und</strong> sich<br />

mit komplexen, neuen Geschäftsmodellen auseinandersetzen,<br />

die auch Themen wie die Finanzierung beinhalten. Zudem<br />

sollten sie ihre Softwarekomponente organisatorisch<br />

stärken <strong>und</strong> die entsprechenden Strukturen schaffen, um<br />

sich an einen Datenraum anzuschliessen.<br />

Was bedeutet das für die Verantwortlichen an der Spitze<br />

eines Unternehmens?<br />

Es geht darum, die Digitalisierung voranzutreiben, so dass<br />

sie sich in allen Prozessen widerspiegelt, die digitalisiert<br />

werden können. Dies betrifft hauptsächlich Systeme, die<br />

miteinander kommunizieren, wie beispielsweise Product<br />

Data Management, Enterprise Resource Planning oder<br />

Customer Relationship Management. Zusätzlich empfehle<br />

ich allen Verantwortlichen, sich mit Datenräumen zu beschäftigen.<br />

Unternehmen, denen dieses Gr<strong>und</strong>wissen fehlt, können<br />

sich die Unterstützung Dritter holen. Wer versteht, was Datenräume<br />

sind, welche Vorteile sie bieten <strong>und</strong> welchen<br />

Mehrwert sie schaffen, kann seine technischen Abteilungen,<br />

die Entwicklung oder IT auf Manufacturing-X vorbereiten.<br />

20 #<strong>027</strong>


Anlaufstellen für Hilfesuchende<br />

An wen können sich die Unternehmen wenden, die Unterstützung<br />

benötigen? Gibt es Beratungsgesellschaften oder<br />

helfen vielleicht sogar der VDMA oder der ZVEI weiter?<br />

Mir sind bisher keine Beratungsgesellschaften bekannt. Der<br />

VDMA bietet mit dem Forum Manufacturing-X eine Anlaufstelle<br />

für seine Mitglieder an. Dieses Forum vereint Experten<br />

aus den Bereichen Software, Digitalisierung, Maschinenbau<br />

<strong>und</strong> Interoperabilität. Dort wird auch bei rechtlichen Fragen<br />

unterstützt.<br />

Zudem werden aktuell im Transfernetzwerk der «Plattform<br />

Industrie 4.0» diverse Demonstratoren erweitert beziehungsweise<br />

aufgebaut, die den Unternehmen als Anlaufstellen dienen<br />

sollen. Wir als VDMA sind ebenfalls aktiv am Aufbau<br />

dieser Transferinitiative beteiligt.<br />

Gibt es bereits Unternehmen, die bei Ihnen Rat gesucht<br />

haben oder ist dieses Thema noch zu neu?<br />

Wir haben tatsächlich schon Unterstützung gegeben. Während<br />

wir bei «OPC UA» oder der «Server-Client-Datenverbindung»<br />

mit unserer umati-Initiative schnell mit Informationen<br />

helfen können, ist das Heranführen an die Datenräume<br />

etwas komplexer. Im Maschinenbau gibt es bislang nur wenige<br />

Best-Practice-Beispiele, die wir anführen könnten. Daher<br />

bieten sich Datenräume, wie zum Beispiel Catena-X an,<br />

um Mehrwerte aufzuzeigen, die tatsächlich auch schon realisiert<br />

werden.<br />

Funktion eines Datenraums<br />

Es fällt immer wieder der Begriff «Datenraum». Was hat<br />

man sich darunter genau vorzustellen?<br />

Ein förderierter Datenraum erlaubt es, Daten multi-lateral<br />

unter Beibehaltung der Datensouveränität auszutauschen.<br />

Jeder Teilnehmer in diesem Datenraum behält die Kontrolle<br />

über seine Daten, weil vor dem Teilen eine Vereinbarung<br />

über den Datenaustausch getroffen wird. Das ist entscheidend,<br />

weil so Vertrauen geschaffen wird. Erst nach Vertragsabschluss<br />

werden die Daten für eine bestimmte Zeit zweckgeb<strong>und</strong>en<br />

<strong>und</strong> unter Kontrolle der Zugriffsrechte geteilt. Die<br />

Datenpersistenz, also das Speichern der Daten, bleibt in der<br />

Kontrolle des Datenanbieters <strong>und</strong> findet beispielsweise bei<br />

ihm lokal statt.<br />

Müssen diese Daten speziell kodiert sein, damit diese auch<br />

wirklich von jedem genutzt werden können?<br />

Ja, es gibt eine Standardisierung in den Beschreibungen <strong>und</strong><br />

in den semantischen Modellen, welche die Datenstruktur<br />

vorgeben. Im Bereich der Prozessdaten sind das OPC UA <strong>und</strong><br />

deren Companion Specifications, <strong>und</strong> für das Teilen von Daten<br />

entlang der Liefer- <strong>und</strong> Fertigungskette kann beispielsweise<br />

die Asset Administration Shell herangezogen werden.<br />

Diese Standardisierungen sind nötig, damit alles interoperabel<br />

ist <strong>und</strong> im Datenraum dieselbe Sprache gesprochen wird.<br />

«Factory-X reguliert<br />

abweichende Prozesse<br />

automatisiert.»»<br />

Dr.-Ing. Marc Hüske,<br />

Leiter Forum Manufacturing-X im VDMA<br />

Das B<strong>und</strong>esministerium für Wirtschaft <strong>und</strong> Klimaschutz<br />

fördert Manufacturing-X mit 150 Millionen Euro. Ist diese<br />

Initiative daher ausschliesslich deutschen Unternehmen<br />

vorbehalten oder steht Manufacturing-X auch für Interessierte<br />

aus anderen Ländern offen?<br />

Die Industrie funktioniert heute global <strong>und</strong> die Lieferketten<br />

sind international, daher darf sich die Initiative nicht allein<br />

auf Deutschland konzentrieren. Es gibt weltweit Harmonisierungsbestrebungen,<br />

die darauf abzielen, die Industrie zukunftssicher<br />

zu machen. Das geht nur, indem die Initiative<br />

<strong>und</strong> die Technologie in die Breite getragen werden. Die unter<br />

Manufacturing-X geförderten X-Projekte sind jedoch den<br />

Firmen <strong>und</strong> Partnern der jeweiligen Projektkonsortien vorbehalten.<br />

Hebt das aber nicht den Wettbewerbsvorteil auf, wenn alle<br />

mitmachen können?<br />

Nein, das Gegenteil ist der Fall. Plattformmodelle, die nicht<br />

skalieren, weil sie nicht interoperabel waren <strong>und</strong> die Bereitschaft<br />

zum Datenteilen fehlte, brachten nicht den erhofften<br />

Nutzen. Eine funktionierende <strong>und</strong> erfolgreiche Datenökonomie<br />

basiert auf vielen Teilnehmern.<br />

Factory-X<br />

Das Ökosystem für die Fertigungsindustrie beziehungsweise<br />

den Maschinenbau innerhalb von Manufacturing-X ist<br />

«Factory-X». Existiert bereits dieser Datenraum?<br />

So weit ist man noch nicht. Das Projekt «Catena-X» für die<br />

Automobilindustrie hat allerdings gezeigt, dass ein Datenraum<br />

relativ schnell etabliert werden kann. Da Factory-X auf<br />

#<strong>027</strong> 21


MANUFACTURING-X<br />

den Basistechnologien von Catena-X aufbaut, ist von einer<br />

zeitnahen Entwicklung auszugehen. Damit das Projekt aber<br />

wirklich funktioniert, ist es entscheidend, dass die Basistechnologien<br />

nicht nur für Factory-X, sondern auch für alle<br />

anderen X-Projekte entwickelt <strong>und</strong> angepasst werden. Dafür<br />

gibt es zusätzlich ein spezielles Koordinationsprojekt innerhalb<br />

von Factory-X.<br />

Wenn es nun verschiedene Datenräume gibt, wie erkennt<br />

dann ein Unternehmen, welcher Datenraum für es relevant<br />

ist?<br />

Zunächst einmal gibt es die International Data Space Association,<br />

die alle Datenräume dokumentiert hat <strong>und</strong> zu diesen<br />

nähere Informationen bereitstellt. Für Factory-X oder Manufacturing-X<br />

gibt es zentrale Anlaufstellen, wie beispielsweise<br />

die «Plattform Industrie 4.0» oder die Webseite von Factory-X,<br />

die Informationen zu diesem Datenraum vermitteln.<br />

Catena-X unterhält bereits einen eigenen Verein <strong>und</strong> es gibt<br />

mit Cofinity-X eine Betreibergesellschaft, die den Zugang<br />

zum Datenraum ermöglicht. Darüber hinaus gibt es noch<br />

weitere Datenräume, wie zum Beispiel Mobility Data Space,<br />

die Zugang zu diesem Datenraum verschaffen <strong>und</strong> die hierfür<br />

benötigten Softwarekomponenten bereitstellen.<br />

So verändert Manufacturing-X<br />

die Arbeitswelt<br />

Wie wird sich die Arbeitswelt durch Manufacturing-X<br />

verändern?<br />

Durch die Potenziale, die die Kombination aus KI <strong>und</strong> Datenräumen<br />

bietet, vor allem bei der prozess- <strong>und</strong> fertigungskettenübergreifenden<br />

Optimierung der Qualität, wird es vermutlich<br />

zu einem noch höheren Automatisierungsgrad in der<br />

Produktion kommen. Schon heute optimieren viele Fertigungsunternehmen<br />

anhand von Maschinendaten ihre Produktion.<br />

Wenn beispielsweise ein Prozess abweicht, können<br />

sie frühzeitig <strong>und</strong> automatisiert reagieren.<br />

Hier kommt auch einer der grossen Vorteile von Datenräumen<br />

zu tragen. Da die Prozesse, Schnittstellen <strong>und</strong> Definitionen<br />

standardisiert sind, muss der Maschinenbauer nicht für<br />

jeden K<strong>und</strong>en eine neue Entwicklung anstossen. Allerdings<br />

braucht es dafür Mitarbeitende mit neuen Anforderungsprofilen,<br />

ausserdem wird es zu einer Verschiebung der Kompetenzen<br />

kommen. Bei Equipment as a Service beispielsweise<br />

kann sich die Funktion des Maschinenbedieners aus der<br />

Fertigung hin zum Maschinenbauer verschieben.<br />

22 #<strong>027</strong>


Erfahren Sie unter<br />

www.technik-<strong>und</strong>wissen.ch,<br />

wie transparente<br />

Lieferketten die<br />

Kosten von Rückrufaktionen<br />

minimieren.<br />

Welche Qualifikation bringt idealerweise<br />

ein Mitarbeitender mit, der souverän mit<br />

Manufacturing-X umgehen soll?<br />

Diese Frage lässt sich nicht pauschal beantworten. Ein Mindestmass<br />

an Softwarekompetenz wird für die Mitarbeiter<br />

von Firmen Voraussetzung sein, um in der Datenökonomie<br />

wirtschaftlich bestehen zu können. Ein Idealbild von einem<br />

Mitarbeiter besitzt technische <strong>und</strong> digitale Kompetenzen,<br />

versteht wie Datenräume funktionieren <strong>und</strong> hat Kenntnisse<br />

über relevante Technologien wie OPC UA, umati <strong>und</strong> andere<br />

interoperable Systeme. Des Weiteren sind Fähigkeiten im<br />

Bereich der Datenanalyse <strong>und</strong> -sicherheit sinnvoll, um die<br />

aus den Datenräumen gewonnenen Informationen effektiv<br />

nutzen <strong>und</strong> schützen zu können.<br />

Was sollte aus Ihrer Sicht abschliessend unbedingt noch<br />

zum Thema Manufacturing-X gesagt werden?<br />

Für Unternehmen ist es wichtig, <strong>und</strong> das möchte ich betonen,<br />

sich sehr früh an Datenraumprojekten zu beteiligen.<br />

Manufacturing-X macht Fertigungen erheblich effizienter<br />

<strong>und</strong> wettbewerbsfähiger. Zudem ist das kein kurzfristiger<br />

Trend, sondern integraler Bestandteil der Industrie-4.0-Entwicklung,<br />

an der schon seit über zehn Jahren intensiv gearbeitet<br />

wird, um die Industrie auf zukünftige Herausforderungen<br />

vorzubereiten <strong>und</strong> sicherzustellen, dass wir hier in<br />

Europa global wettbewerbsfähig bleiben.<br />

VDMA<br />

www.vdma.org<br />

Manufacturing-X<br />

Als integraler Bestandteil von Industrie 4.0 soll Manufacturing-X<br />

Unternehmen flächendeckend in die Lage versetzen, Wertschöpfung<br />

auf Basis von Daten zu betreiben <strong>und</strong> so resilienter<br />

<strong>und</strong> nachhaltiger zu werden. Ausserdem sollen die unternehmensübergreifenden,<br />

föderativen Datenräume die Voraussetzung<br />

für eine produktspezifische CO 2 -Datenermittlung <strong>und</strong> die<br />

nächsten Schritte für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft<br />

schaffen. Manufacturing-X reiht sich in die grossen X-Initiativen<br />

ein, wie beispielsweise Gaia-X als europäische Plattform zum<br />

Austausch von Daten oder Catena-X für die Automobilindustrie,<br />

die Europa als Datenökonomie voranbringen sollen. Während<br />

Manufacturing-X branchenübergreifend für die Industrie, von<br />

Ausrüstern beziehungsweise dem Maschinenbau über<br />

Automotive bis hin zur Prozessindustrie, ausgerollt werden soll,<br />

ist Factory-X speziell für die deutsche Kernindustrie Maschinenbau<br />

<strong>und</strong> Fabrikbetreiber gedacht.<br />

FAULHABER<br />

Motion Control Systems<br />

Kein Trick.<br />

Reine Ingenieursleistung.<br />

Unglaublich, wie viel intelligente<br />

<strong>und</strong> leistungsstarke Antriebstechnik<br />

wir immer wieder in<br />

unsere kompakten Motion<br />

Control Systeme zaubern.<br />

www.faulhaber.com/imc/de<br />

Serie BX4 IMC<br />

NEU<br />

#<strong>027</strong> 23<br />

WE CREATE MOTION


MANUFACTURING-X<br />

«MANU­FACTURING-X» ­<br />

IM WELTWEITEN NETZ<br />

Begriff:<br />

Manufacturing-X<br />

Cost per Click:<br />

2,87 Franken<br />

Top 3 bei Google:<br />

• www.plattform-i40.de<br />

• www.bmwk.de<br />

• www.digitalstrategie-deutschland.de<br />

Die häufigsten Fragen im Netz:<br />

• Was ist Manufacturing-X <strong>und</strong> wie unterscheidet<br />

es sich von der traditionellen Fertigung?<br />

• Welche Vorteile bietet die Implementierung<br />

von Manufacturing-X in einer Produktionslinie?<br />

• Wie können Unternehmen von der traditionellen<br />

Fertigung zu Manufacturing-X übergehen?<br />

24 #<strong>027</strong>


Diese Fragen können<br />

sich Fertigungsbetriebe<br />

bereits stellen<br />

Kanal: Blog / Quelle: proAlpha<br />

Manufacturing-X:<br />

Ein Datenraum für<br />

die Industrie –<br />

eine Einführung<br />

Kanal: Youtube / Quelle: Fraunhofer ISST /<br />

Follower: 563 (Juni 2024)<br />

Manufacturing-X bedeutet mitunter auch, dass sich<br />

Unternehmen zusammenschliessen, um in flexiblen<br />

<strong>und</strong> k<strong>und</strong>enindividuellen Produktionsprozessen<br />

schnell <strong>und</strong> agil arbeiten zu können. Dazu brauchen<br />

sie die Bereitschaft <strong>und</strong> die technische Möglichkeit,<br />

Daten auszutauschen, denn die Verfügbarkeit <strong>und</strong><br />

Nutzbarkeit von Daten ist eine Gr<strong>und</strong>voraussetzung,<br />

um diese Herausforderungen erfolgreich zu meistern.<br />

Das YouTube-Video «Manufacturing-X: Ein Datenraum<br />

für die Industrie» erläutert das Konzept <strong>und</strong> die<br />

Ziele von Manufacturing-X. Es wird erläutert, wie Manufacturing-X<br />

Unternehmen dabei unterstützt, ihre<br />

Produktions- <strong>und</strong> Lieferketten zu digitalisieren <strong>und</strong><br />

effizienter zu gestalten. Das Video behandelt die Vorteile<br />

der digitalen Souveränität, der verbesserten Resilienz<br />

<strong>und</strong> der neuen Geschäftsmodelle, die durch<br />

die Nutzung eines gemeinsamen Datenraums ermöglicht<br />

werden.<br />

https://hi.switchy.io/Mo6e<br />

Michael Finkler, Geschäftsführer <strong>und</strong> Mitbegründer von<br />

Pro Alpha, betont die Notwendigkeit einer neuen Datenökonomie<br />

in Europa. Der Artikel erläutert zum einen, wie<br />

Manufacturing-X die Wettbewerbsfähigkeit <strong>und</strong> Resilienz<br />

von Unternehmen, insbesondere des Mittelstands, verbessert.<br />

Andererseits zeigt er aber auch, wie sich Unternehmen<br />

vorbereiten können <strong>und</strong> was produzierende Unternehmen<br />

bereits heute aktiv tun können. So können sie sich<br />

bereits mit folgenden Fragen auseinandersetzen:<br />

• Wie hoch ist der Digitalisierungsgrad der Gesamtorganisation<br />

– inklusive der Mitarbeitenden?<br />

• Ist technologisch alles up-to-date?<br />

• Befindet sich das ERP-System <strong>und</strong> weitere Business-<br />

Anwendungen im Unternehmen auf einem aktuellen<br />

Releasestand?<br />

• Funktioniert das Stammdatenmanagement?<br />

• Sind die Daten bereinigt <strong>und</strong> liessen sie sich in Datenräume<br />

wie Manufacturing-X integrieren?<br />

• Welche Fertigungsdaten werden erfasst? Was wird<br />

gemessen <strong>und</strong> ausgelesen?<br />

• Welche zusätzlichen Informationen werden benötigt<br />

<strong>und</strong> wie lassen sie sich gewinnen?<br />

• Gibt es bereits Ansätze <strong>und</strong> Werkzeuge zur<br />

CO 2 -Bilanzierung?<br />

• Welche Möglichkeiten bestehen, Scope-2 <strong>und</strong> Scope-<br />

3-Emissionen zu ermitteln?<br />

https://hi.switchy.io/Mo6h<br />

Industrie sehr<br />

zurückhaltend bei<br />

­Manufacturing-X<br />

Kanal: Nachrichtenseite / Quelle: Bitkom<br />

Haben Sie schon einmal von Manufacturing-X gelesen oder<br />

gehört? In einer Umfrage beantworteten zwar 77 Prozent der<br />

befragten Unternehmen, schon von Manufacturing-X gehört<br />

zu haben. Bisher gibt jedoch nur 1 Prozent der Unternehmen<br />

an, sich bereits zu beteiligen, weitere 4 Prozent der Industrieunternehmen<br />

planen eine Beteiligung. Jedes dritte Industrieunternehmen<br />

(34 Prozent) geht aber davon aus, dass<br />

der Austausch von Daten entlang der Wertschöpfungskette<br />

#<strong>027</strong> 25


MANUFACTURING-X<br />

entscheidend für die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie<br />

sein wird. Das ergibt eine Umfrage im Auftrag des Digitalverbands<br />

Bitkom unter 604 Unternehmen, darunter 160 Industrieunternehmen.<br />

https://hi.switchy.io/Mo6p<br />

Manufacturing-X<br />

in der Anwendung bei<br />

Phoenix Contact<br />

Kanal: Webseite / Quelle: vdma.org<br />

Beispiele, wie sich Unternehmen auf Manufacturing-X vorbereiten,<br />

sind noch rar. In diesem Bericht gibt es jedoch Einblicke,<br />

<strong>und</strong> zwar von der Firma Phoenix Contact. Auf die<br />

Manufacturing-X-Initiative sei Phoenix Contact bestens<br />

vorbereitet, erklärt etwa Chief Digital Office Johannes Kalhoff<br />

im Bericht. Im Kern von Manufacturing-X stehe nämlich<br />

eine Datenlogistik zum interoperablen Datenaustausch<br />

zwischen Unternehmen <strong>und</strong> den verwendeten Assets. «Die<br />

Asset Administration Shell als digitaler Zwilling von Industrie<br />

4.0 würden hierzu eine nahtlose Interaktion ermöglichen,<br />

die auch den Kommunikationsstandard OPC UA einbindet»,<br />

erklärt Kalhoff das Prinzip. Die Gr<strong>und</strong>architektur<br />

sei für alle gleich <strong>und</strong> interoperabel. Darauf bauen gemeinsame<br />

Funktionalitäten auf, die alle nutzen könnten <strong>und</strong> dadurch<br />

einen gemeinsamen industriellen Datenraum ermöglichen<br />

würde.<br />

Kalhoff kann sich eine ganze Reihe von Einsatzmöglichkeiten<br />

vorstellen. So wird er im Artikel folgendermassen zitiert:<br />

«In einer mittelgrossen Maschine, die Phoenix Contact<br />

nutzt, sind bis zu 50 netzwerkfähige Komponenten von zehn<br />

bis 15 unterschiedlichen Herstellern verbaut. Stehen etwa<br />

Security-Updates an, müssen heute die Informationen vielfach<br />

händisch auf den Websites der Hersteller gesammelt<br />

werden. Sind die Maschinen <strong>und</strong> Anlagen <strong>und</strong> deren Komponenten<br />

im Datenraum vernetzt, ergeben sich grosse Vorteile.<br />

So werden Informationen unternehmensübergreifend<br />

<strong>und</strong> automatisiert zur Verfügung gestellt, Änderungen <strong>und</strong><br />

Softwareupdates können in kurzer Zeit umgesetzt werden.»<br />

https://hi.switchy.io/Mo6u<br />

Factory-X: das erste<br />

Manufacturing-X<br />

Leitprojekt<br />

Kanal: Blog / Quelle: plattform-i40.de<br />

Dieses Gespräch r<strong>und</strong> um die Factory-X dauert 25 Minuten.<br />

Es ist das Leitprojekt <strong>und</strong> man kann dort erkennen, wohin<br />

die Reise in der Industrie gehen wird. Dabei kommen Zielsetzungen<br />

zur Sprache, es werden die Unterschiede erklärt<br />

zu traditionellen Plattformen <strong>und</strong> vor allem werden im Gespräch<br />

auch erörtert, welche Anwendungsfälle einbezogen<br />

werden können, wenn man die Daten in einem Datenraum<br />

haben wird.<br />

Dabei wird auf elf Anwendungen verwiesen für den horizontalen<br />

<strong>und</strong> vertikalen Datenaustausch <strong>und</strong> behandelt<br />

Fälle wie die Nachhaltigkeit (Carbon Footprint Management)<br />

oder die Rückverfolgbarkeit von Produkten.<br />

https://hi.switchy.io/Mo6x<br />

Datenräume am<br />

Beispiel Maschinenbau<br />

greifbar erklärt<br />

Kanal: Nachrichtenseite / Quelle: IT Produktion<br />

Datenräume dürften künftig fester Bestandteil vieler IT-<br />

Landschaften sein – doch was steht hinter dem Begriff?<br />

Das fragte sich die Zeitschrift «IT Production» in einem Artikel,<br />

der diese Datenräume für die Maschinenbauindustrie<br />

zu erklären versucht.<br />

Vor allem geht der Artikel auf die Verpflichtung ein, welche<br />

Maschinenhersteller haben werden mit dem «EU Data<br />

Act». Hier der Auszug: «Datenräume werden zunächst vor<br />

allem im Bereich von Maschinen, Anlagen <strong>und</strong> Geräten<br />

entstehen. Das liegt insbesondere am Gesetz ‹EU Data Act›,<br />

das Hersteller von Maschinen bald europaweit dazu verpflichtet,<br />

Betriebsdaten der Maschinen an Betreiber herauszugeben.<br />

Der Datenraum scheint in diesem Zusammenhang<br />

die beste Wahl zu sein, weil die Maschinenhersteller<br />

eine gewisse Souveränität über ihre Daten behalten. Ein<br />

Beispiel soll das illustrieren: Man stelle sich mehrere Maschinen<br />

vor, an einem Ort oder über mehrere Orte verteilt.<br />

Die Nutzungsdaten dieser Maschinen, die laut EU Data Act<br />

geteilt werden müssen, sind über ein gemeinsames Portal<br />

26 #<strong>027</strong>


erreichbar, quasi einem Zugang in den Datenraum hinein.<br />

Um aber überhaupt Zugang zu bekommen, muss man sich<br />

registrieren <strong>und</strong> persönliche Informationen hinterlegen. In<br />

diesem Datenraum gibt es einen Katalog, der wie eine Web-<br />

Suchmaschine funktioniert. Nutzer geben dort ein, nach<br />

welchen Daten sie suchen <strong>und</strong> bekommen den Hinweis, wo<br />

sie zu finden sind. Das weiss die Suchmaschine, weil jede<br />

Maschine entsprechende Meta-Daten bei ihr hinterlegt<br />

hat. Der Dateninteressent wird nun am Ort vorstellig, wo<br />

die Daten der ausgewählten Maschine hinterlegt sind. Daten<br />

werden also nicht zentral in einer Datenbank gespeichert,<br />

sondern dezentral am vom Maschinenhersteller bestimmten<br />

Speicherort. Das kann auf der Maschine selbst<br />

sein, auf einem Edge-Server oder in der Cloud.»<br />

Bauplanstudie: ­Daten­raum<br />

Manufacturing-X<br />

Kanal: Webseite / Quelle: Fraunhofer<br />

Eine von den deutschen Verbänden VDMA <strong>und</strong> ZVEI beauftragte<br />

Studie der Fraunhofer-Institute ISST, IOSB <strong>und</strong> IPA<br />

zeigt erstmals auf, wie ein Datenraum für das Daten-Ökosystem<br />

Manufacturing-X konzipiert sein könnte, das als<br />

nächster grosser Schritt für die Umsetzung von Industrie<br />

4.0 gilt. Dabei berücksichtigt die Studie vor allem die spezifischen<br />

Anforderungen produzierender Unternehmen aus<br />

dem Mittelstand <strong>und</strong> deren Erwartungen an eine sichere<br />

<strong>und</strong> wertbringende digitale Datenökonomie.<br />

https://hi.switchy.io/Mo70<br />

https://hi.switchy.io/Mo76<br />

1,7 Millionen St<strong>und</strong>en<br />

Wartungszeit ... wofür?<br />

Für Rolltreppen<br />

In Deutschland fallen bei Rolltreppen jedes Jahr 1,7 Millionen<br />

St<strong>und</strong>en Wartungszeit an, um die Lagerbuchsen in den Rollenketten<br />

nachzuschmieren, die die Stufen bewegen.<br />

(Manufacturing Technology Institute MTI <strong>und</strong> Werkzeugmaschinenlabor<br />

WZL der RWTH Aachen, „Ökologiebewertung des Einsatzes<br />

von Kunststoffgleitlagern“, Aachen 2023)<br />

/Schmierfreiheit #<strong>027</strong> 27<br />

Tel. 062 388 97 97 info@igus.ch


PUBLIREPORTAGE<br />

POST-QUANTEN-SICHERE<br />

KRYPTOGRAFIE:<br />

GERÜSTET FÜR DEN<br />

«Q-DAY»<br />

Der «Q-Day» rückt näher: Unter Hochdruck<br />

arbeiten Cyber Security-Experten weltweit an<br />

der Post-Quantum-Security. Ihr besonderes<br />

Augenmerk liegt dabei auf der Kryptografie.<br />

Die Verschlüsselungslösungen der CyOne<br />

Security sind bereits heute post-quanten-sicher.<br />

Von Roland Odermatt, Leiter Verkauf Behörden, CyOne Security<br />

Quantencomputing markiert eine Zäsur im IT-Zeitalter.<br />

Anders als herkömmliche Laptops oder Smartphones<br />

«denken» Quantenrechner in Qubits <strong>und</strong><br />

können somit eine enorme Vielzahl an Rechenaufgaben parallel<br />

lösen.<br />

Die Kehrseite der Medaille: Die gigantische Rechenleistung<br />

von Quantencomputern stellen Cyber-Security-Fachleute<br />

vor grosse Herausforderungen. Der «Q-Day» – jener<br />

Tag, an dem Quantencomputer es schaffen, die kryptografischen<br />

Algorithmen heute gängiger Public-Key-Systeme zu<br />

brechen – rückt näher. Experten gehen davon aus, dass dies<br />

bereits in fünf bis zehn Jahren der Fall sein wird. Je früher<br />

sichere Verschlüsselungssysteme zur Verfügung stehen,<br />

desto besser.<br />

PQC-Entwicklung als Wettbewerb<br />

Deshalb beschäftigt sich die Kryptologie weltweit mit der<br />

Post-Quanten-Kryptografie (engl. abgekürzt PQC). Diese fokussiert<br />

auf asymmetrische Verschlüsselungs- <strong>und</strong> Signaturverfahren.<br />

Dies, da die aktuell weltweit umfassend<br />

eingesetzten asymmetrischen Public-Key-Verfahren auf<br />

mathematischen Problemen – der Schwierigkeit der Primfaktorzerlegung<br />

<strong>und</strong> der Berechnung diskreter Logarithmen<br />

– beruhen, welche sich mit Quantencomputern effizient<br />

lösen lassen. Daher ist es das Ziel von PQC, neue<br />

quantensichere Public-Key-Verfahren zu entwickeln, die<br />

für die Ära nach Beginn der kommerziellen Nutzung des<br />

Quantencomputers zur sicheren Verschlüsselung eingesetzt<br />

werden.<br />

2016 startete das National Institute of Standards and Technology<br />

(NIST) einen Prozess zur Standardisierung von quantenresistenter<br />

Public-Key-Kryptographie. Erste definitive<br />

Standards sollen noch in diesem Jahr folgen.<br />

Post-quanten-sichere Verschlüsselung – bereits heute<br />

Die CyOne Security hat – unabhängig von den Standardisierungsbemühungen<br />

– bereits post-quanten-sichere Verschlüsselungslösungen<br />

entwickelt. Grossmehrheitlich kommen<br />

dabei symmetrische Chiffrierverfahren mit einem mehrstufigen<br />

Sicherheitskonzept zum Einsatz. Die symmetrische<br />

Kryptografie gilt als nicht von Quantencomputern bedroht,<br />

solange ausreichend lange Schlüssel verwendet <strong>und</strong> Schlüsselaustausch-<br />

<strong>und</strong> Authentifizierungsmechanismen umfassend<br />

geschützt werden.<br />

Ein Beispiel hierfür ist die innovative one Technology Suite<br />

der CyOne Security: Um höchste Cyber Security zu erreichen,<br />

wurde die post-quanten-sichere one Produktefamilie entwickelt.<br />

Sie bietet umfassenden <strong>und</strong> zuverlässigen Schutz –<br />

auch vor dem allgemein mit Bangen erwarteten «Q-Day» <strong>und</strong><br />

den damit verb<strong>und</strong>enen potenziellen Cyber-Bedrohungen.<br />

Erfahren Sie mehr über die one Produktefamilie:<br />

CyOne Security | www.cyone.ch<br />

28 #<strong>027</strong>


KUNDENSPEZIFISCHE CONNECTIVITY-LÖSUNGEN<br />

INNOVATIONEN JENSEITS<br />

DER NORM<br />

Standardprodukte aus dem Binder-Portfolio<br />

sind den allermeisten Applikationen gewachsen<br />

– aber nicht allen. In solchen Fällen<br />

kommt die Lösungskompetenz des Spezialisten<br />

zum Tragen: in Form perfekt auf die<br />

Anwendung zugeschnittener Steckverbinder.<br />

Beispiele k<strong>und</strong>enspezifischer Entwicklungen<br />

finden sich etwa in der Medizingeräte- sowie<br />

der Anlagentechnik.<br />

Text <strong>und</strong> Bild von Binder Swiss AG<br />

Binder entwickelt <strong>und</strong> fertigt spezialisierte Verbindungslösungen<br />

nach K<strong>und</strong>enwunsch. Im Fokus stehen<br />

Anwendungsfälle, deren besondere Anforderungen<br />

das übliche Mass übersteigen, sodass keines<br />

der Katalogprodukte für den Einsatz infrage kommt. Der<br />

Neckarsulmer Anbieter verfügt hierfür über ein umfassendes<br />

Know-how <strong>und</strong> mehr als 60 Jahre an Erfahrung in der<br />

Konstruktion <strong>und</strong> im Design von Steckverbindern.<br />

Bei der Umsetzung k<strong>und</strong>enspezifischer Entwicklungsprojekte agieren<br />

alle involvierten Unternehmensabteilungen miteinander. Das<br />

ermöglicht die Fertigung individualisierte Steckverbinder für<br />

unterschiedliche Zielmärkte auf hohem Qualitätsniveau. Bild: Binder<br />

Fertigungstiefe <strong>und</strong> Qualitätskompetenz<br />

Entwicklung, Werkzeugbau, Fertigung, Montage <strong>und</strong> Automation<br />

gibt es bei Binder aus einer Hand. Über seine Verb<strong>und</strong>unternehmen<br />

verfügt der Hersteller über weiteres<br />

Know-how bei Stanz-, Dreh- <strong>und</strong> Gussteilen sowie bei Galvanik,<br />

Leiterplattendesign <strong>und</strong> Bestückung. Darüber hinaus<br />

werden die massgeschneiderten Produkte im unternehmenseigenen<br />

Labor qualifiziert.<br />

Mithilfe von Auswirkungsanalysen (FMEA, Fehlermöglichkeits-<br />

<strong>und</strong> Einflussanalyse) werden kritische Herausforderungen<br />

von Konstruktion <strong>und</strong> Produktion frühzeitig aufgedeckt.<br />

Musteraufbauten <strong>und</strong> Voruntersuchungen im Labor<br />

unterstützen die Optimierung <strong>und</strong> Qualitätssicherung der<br />

k<strong>und</strong>enspezifischen Produkte ebenso wie die Begleitung<br />

<strong>und</strong> Abnahme der Nullserienfertigung durch die Qualitätsprojektleiter.<br />

Zertifizierungen nach ISO 9001:2015, ISO<br />

14001:2015 <strong>und</strong> EN ISO 13485:2016 + AC:2018 + A11:2021 unterstreichen<br />

die Kompetenzen hinsichtlich des Qualitäts- <strong>und</strong><br />

Umweltmanagements.<br />

Die Zielmärkte k<strong>und</strong>enspezifischer Produkte sind vielfältig.<br />

Anwendungsbeispiele finden sich etwa in der Sanitärtechnik,<br />

in der medizinischen Gerätetechnik, in der industriellen<br />

Automatisierung sowie in der Mess- <strong>und</strong> Regeltechnik.<br />

Beispiele aus der Medizintechnik<br />

Eine typische Anforderung der Medizintechnik ist es, dass<br />

sich Steckverbinder nicht gleichen dürfen. Eine Schnittstelle<br />

muss einzigartig sein, um ein Fehlstecken zu verhindern.<br />

Ausserdem kann bereits während der Konstruktion die Resistenz<br />

gegen bestimmte Flüssigkeiten bei der Materialauswahl<br />

der Komponenten berücksichtigt werden.<br />

Für Anwendungen in der Patientenüberwachung hat Binder<br />

beispielsweise ein modulares 12-poliges Steckverbindersystem<br />

aus Flanschstecker <strong>und</strong> acht Flanschdosen entwickelt<br />

(Serie 970). Dabei war Zuverlässigkeit das herausragende<br />

Designkriterium. Während die Dosen in das Gehäuse des Patientenmonitors<br />

integriert wurden, waren die Stecker Bestandteil<br />

der steckbaren Parametermodule. Die konzentrische<br />

Anordnung der Kontakte sorgte dafür, dass sich die<br />

Steckverbindung beim Stecken selbsttätig zentrierte <strong>und</strong><br />

kein Entfernen der Schutzkappe notwendig war.<br />

Binder Swiss AG<br />

www.binder-connector.com<br />

#<strong>027</strong> 29


Das Mandarin<br />

Oriental Palace<br />

Luzern kommuniziert<br />

nach seinem<br />

Umbau über das<br />

KBOB-konforme<br />

BACnet-Protokoll.<br />

Bild: Mandarin<br />

Oriental Hotel<br />

Group<br />

KOMMUNIKATIONS<strong>TECHNIK</strong>


BELLE ÉPOQUE<br />

TRIFFT<br />

BACNET<br />

Belle Époque kombiniert mit<br />

moderner Technik. Auf diesen<br />

kurzen Nenner lässt sich der<br />

Umbau des Palace Hotels in Luzern<br />

bringen. Eine entscheidende Rolle<br />

im neuen Mandarin Oriental Palace<br />

Luzern spielt BACnet. Das Kommunikationsprotokoll<br />

bildet nicht nur<br />

die Voraussetzung für einen effizienten<br />

Betrieb, sondern bietet viele<br />

weitere Vorzüge.<br />

Von Markus Back<br />

#<strong>027</strong> 31


KOMMUNIKATIONS<strong>TECHNIK</strong><br />

Christian Wildhaber<br />

ist es wichtig,<br />

technische<br />

Anpassungen<br />

jederzeit vornehmen<br />

zu können,<br />

ohne hierbei die<br />

Gäste zu stören.<br />

Bild: Mandarin<br />

Oriental Hotel<br />

Group<br />

32 #<strong>027</strong>


Zur Eröffnung 1906 lobte die Presse das Palace<br />

Hotel <strong>und</strong> zählte es zu den modernsten<br />

<strong>und</strong> elegantesten Häusern der Welt. An diese<br />

goldene Zeit wollten die neuen Betreiber,<br />

die Mandarin Oriental Hotel Group, anknüpfen. Während<br />

des r<strong>und</strong> fünfjährigen Umbaus liessen sie viele<br />

der denkmalgeschützten Teile in den ursprünglichen<br />

Zustand zurückführen <strong>und</strong> scheuten hierfür<br />

keine Kosten. Mit welchem Aufwand das verb<strong>und</strong>en<br />

war, davon verschafft Klaus Fabricius ein Bild. «Im<br />

Salon Alpine legten vier Handwerker ein halbes Jahr<br />

lang die Fresken frei <strong>und</strong> gestalteten den Saal neu»,<br />

so der Director of Engineering des Mandarin Oriental<br />

Palace Luzern.<br />

Ein anderes Beispiel, den Gründercharme zu bewahren,<br />

sind die Kronleuchter in den Sälen <strong>und</strong><br />

Räumen des Hotels. Anstatt diese durch moderne<br />

Leuchten zu ersetzen, erhielten die handgefertigten<br />

Schmuckstücke energieeffiziente LED-Technologie.<br />

Dem Betrachter selbst bleibt dieser Trick, der<br />

den Energieverbrauch für die Beleuchtung auf ein<br />

Minimum reduziert, verborgen. Vielmehr kann er<br />

sich an der Detail-Liebe erfreuen, mit der die Kronleuchter<br />

einst in Manufakturfertigung entstanden.<br />

Diskrete technische Anpassungen<br />

Für manch einen mag diese Kombination von<br />

Gründercharme <strong>und</strong> moderner Technik ein Widerspruch<br />

sein. Christian Wildhaber, General Manager<br />

des Mandarin Oriental Palace Luzern, sieht in ihr<br />

jedoch vielmehr eine w<strong>und</strong>ervolle Fusion aus Geschichte,<br />

Moderne <strong>und</strong> Luxus: «Der Geist des Palace<br />

Hotels lebt weiter <strong>und</strong> ist nach wie vor spürbar.»<br />

Waren es bei der Eröffnung 1906 die Badezimmer,<br />

die der Einrichtung einen Hauch von Extravaganz<br />

<strong>und</strong> Luxus verliehen, ist es heute die Gebäudeleittechnik.<br />

Diese gestattet einen effizienten Betrieb<br />

<strong>und</strong> erlaubt es, was Christian Wildhaber besonders<br />

wichtig ist, jederzeit technische Anpassungen vorzunehmen,<br />

ohne hierbei jedoch die Gäste zu stören.<br />

Voraussetzung für diese unbemerkten Eingriffe ist<br />

das Kommunikationsprotokoll BACnet. Mit ihm<br />

können aus der Leitebene unter anderem Storen,<br />

Licht <strong>und</strong> HLK angesteuert werden.<br />

BACnet beschleunigt Engineering<br />

Wieso aber ausgerechnet dieses Kommunikationsprotokoll?<br />

«Es war eine strategische Entscheidung,<br />

da immer häufiger eine Umsetzung der Gebäudeautomation<br />

in BACnet verlangt wird», erklärt Geschäftsführer<br />

Marco Styger von der Rebsamen<br />

Technocasa AG aus Horw. Sie verantwortet den<br />

steuerungstechnischen Teil im Mandarin Oriental<br />

Luzern <strong>und</strong> setzte dort erstmals ein Grossprojekt in<br />

Die neue Dimension<br />

des Kabelmanagements<br />

Simply Smart Systems<br />

Die neue Dimension<br />

des Kabelmanagements<br />

Simply Smart Systems<br />

Automation<br />

<strong>und</strong> <strong>und</strong> Robotik<br />

Automation<br />

<strong>und</strong> Robotik<br />

Energieketten<br />

Energieketten<br />

Schläuche <strong>und</strong> <strong>und</strong><br />

Verschraubungen<br />

Kabeldurchführungen<br />

Schläuche <strong>und</strong><br />

<strong>und</strong> <strong>und</strong> -halterungen<br />

Verschraubungen<br />

Kabeldurchführungen<br />

<strong>und</strong> -halterungen<br />

Kennzeichnungen<br />

STEGO Produktprogramm<br />

STEGO Produktprogramm<br />

Kennzeichnungen<br />

Murrplastik AG AG Ratihard 40, 40, 8253 Willisdorf<br />

Tel. Tel. 052 052 646 646 06 06 46 46 info@murrplastik.ch


KOMMUNIKATIONS<strong>TECHNIK</strong><br />

BACnet um. Wichtigster Lerneffekt beim Startschuss war<br />

die Handhabung grosser Datenmengen beim Importieren<br />

<strong>und</strong> Exportieren.<br />

Einiges, was im Mandarin Oriental Palace Luzern umgesetzt<br />

wurde, floss in Bibliotheken ein, die heute mittels<br />

Drag-and-drop einfach in andere Projekte übertragen werden.<br />

Diesem beschleunigten Engineering, von dem Rebsamen<br />

nun profitiert, ging ein Initialaufwand voraus. «BACnet<br />

ist anfangs wegen der vielen Möglichkeiten sehr komplex»,<br />

gesteht Projektleiter Drilon Ademi: «Doch spätestens nach<br />

dem ersten Projekt ist es wesentlich effizienter als andere<br />

Protokolle.» Wenn er jetzt vom Elektroplaner eine Datenpunktliste<br />

erhält, generiert er mit Hilfe eines Override-Files<br />

automatisch alle Objekte. Das spart ihm sehr viel Zeit.<br />

Bis zu 78 Einstellungen in einem Objekt<br />

Warum das Protokoll auf Einsteiger einschüchternd wirkt,<br />

weiss Willi Burkhalter von der Wago Contact SA in Domdidier:<br />

«Je nach Hardware lassen sich in BACnet bis zu 78 Parameter<br />

einstellen.» Die damit verb<strong>und</strong>enen Möglichkeiten<br />

zu erfassen <strong>und</strong> zu verstehen, bedarf einige Zeit. Doch diese,<br />

versichert der Gebäudeautomationsexperte, ist sehr gut investiert.<br />

Denn, wie Drilon Ademi bestätigt, reduziert sie unter<br />

anderem den Engineering-Aufwand.<br />

Deutlich macht Willi Burkhalter diese Zeitersparnis anhand<br />

einer Temperaturregelung in Modbus. Dort braucht es<br />

allein schon für den Wert «Temperatur» ein Register. Soll zusätzlich<br />

ein Über- beziehungsweise Unterschwingen der<br />

Parameter erfasst werden, bedarf es eines zweiten Registers.<br />

Möchte man diese Regulierung zusätzlich mit einem<br />

Alarm versehen, einen Drahtbruch gemeldet bekommen<br />

<strong>und</strong> die Daten aufgezeichnet haben, kommen drei weitere<br />

Register hinzu.<br />

«Es braucht also fünf Modbus-Adressen für eine Regelung»,<br />

erklärt der 53-Jährige. In BACnet geht das deutlich<br />

einfacher. Dort sind sämtliche Parameter in einem Objekt,<br />

das die komplette PI-Regelung integriert, hinterlegt. Da sich<br />

diese beliebig oft kopieren <strong>und</strong> auf andere Objekte übertragen<br />

lassen, reduziert das die Arbeit enorm.<br />

Alarmierungen einfach parametriert<br />

Die leichte Adaptierbarkeit ist nur ein Vorzug von BACnet.<br />

Das Protokoll integriert zudem eine Alarmverwaltung, die<br />

sich über den Datenpunkt «AL» sogar klassifizieren lässt.<br />

Besteht für einen Menschen Gefahr, wählt der Programmierer<br />

im entsprechenden Register die «Ereignisklasse 1». Diese<br />

Wahl stellt sicher, dass bei einem Notfall der Befehl innerhalb<br />

der Datenströme mit allerhöchster Priorität behandelt<br />

wird. Weniger wichtige Datenpakete, wie zum Beispiel Befehle<br />

für die Konstantlichtregelung, rücken bei der Abarbeitung<br />

nach hinten.<br />

Wie ein Vorfall der «Ereignisklasse 1» in einem Hotel aussehen<br />

könnte, beschreibt Drilon Ademi so: «Es geht jemand<br />

in den Kühlraum <strong>und</strong> die Türe, die sich von innen nicht öffnen<br />

lässt, fällt zu. Durch die steuerungstechnische Verknüpfung<br />

von Türkontakt <strong>und</strong> Präsenzmelder wird ein<br />

Alarm ausgelöst <strong>und</strong> der Eingeschlossene kann sofort aus<br />

der gefährlichen Situation befreit werden.»<br />

Besteht keine unmittelbare Lebensgefahr, erhalten Alarmierungen<br />

die «Ereignisklasse 2» oder höher. Nutzen lässt<br />

sich das zum Beispiel für einen energieeffizienten Betrieb<br />

der Zimmer. Verlässt ein Gast sein Zimmer, setzt der Präsenzmelder<br />

nach einer frei wählbaren Zeit einen Befehl ab,<br />

der das Licht ausschaltet <strong>und</strong> die Klimaanlage oder Heizung<br />

gezielt herunterfährt. Da sämtliche Einstellungen des Gastes<br />

gespeichert sind, gehen bei Betätigung des Türschlosses<br />

Licht <strong>und</strong> Heizung oder Klimaanlage unbemerkt wieder an.<br />

Apropos Türschloss. Anhand der Karte, mit der es geöffnet<br />

wird, erkennt die Steuerung, wer das Zimmer betritt,<br />

<strong>und</strong> aktiviert bestimmte Szenen. Diese sind bei einem Hotelgast<br />

anders als beim Reinigungspersonal oder dem<br />

technischen Dienst.<br />

Daten dienen Verbrauchsoptimierung<br />

Die Eröffnung des Mandarin Oriental Palace Luzern liegt<br />

bald zwei Jahre zurück. Damit wurde jede Jahreszeit mindestens<br />

einmal durchlaufen, so dass nun genügend Daten<br />

für erste energietechnische Optimierungen zur Verfügung<br />

stehen. Doch inwieweit sind diese angesichts des Gästekomforts<br />

in einem Fünf-Sterne-Hotel überhaupt möglich?<br />

«Das hängt vom Betreiber ab», sagt Marco Styger von Rebsamen<br />

<strong>und</strong> ergänzt: «Wenn in den Zimmern zum Beispiel<br />

eine schnelle Kühlung auf 16 Grad Celsius gewünscht ist,<br />

gibt es weniger Spielraum wie bei einer Temperaturanpassung<br />

auf nur 18 Grad Celsius.»<br />

Diesem energie-technischen Spagat ist sich der Betreiber<br />

bewusst. Da er sich als GSTC*-zertifiziertes Hotel vertraglich<br />

dazu verpflichtet hat, seinen verursachten CO 2 -Ausstoss<br />

zu kompensieren, entschied er sich für einen Mittelweg.<br />

«Die Zimmer lassen sich in einem Temperaturbereich<br />

zwischen 18 <strong>und</strong> 24 Grad Celsius regulieren, da dieser einen<br />

relativ effizienten Betrieb erlaubt», sagt Klaus Fabricius.<br />

Selbstverständlich können Gäste auf Wunsch ihre Zimmer<br />

auch auf Temperaturen unter 18 Grad Celsius kühlen. Die<br />

Freigabe dafür, wie kann es anders sein, erfolgt über BACnet.<br />

Abschliessend bleibt nur eine Frage. Wie technisch darf<br />

ein Hotelzimmer sein, ohne den Gast mit dieser Technik zu<br />

überfordern? Dazu hat General Manager Christian Wildhaber<br />

eine klare Meinung: «Gäste sollen sich wohlfühlen <strong>und</strong><br />

in den Zimmern mühelos bewegen können, auch was die<br />

Technik angeht. Viele der technischen Finessen werden daher<br />

ausschliesslich von uns als Betreiber genutzt.»<br />

*Global Sustainable Tourism Council<br />

Mandarin Oriental Palace, Luzern<br />

manadarinoriental.com/luzern<br />

Technocasa Rebsamen AG | www.rebsamen.net<br />

Wago Contact SA | www.wago.ch<br />

34 #<strong>027</strong>


Projektleiter Drilon<br />

Ademi von der<br />

Rebsamen Technocasa<br />

AG war<br />

massgeblich für<br />

die Umsetzung<br />

der Gebäudeautomation<br />

in BACnet<br />

verantwortlich.<br />

Bild: Susanne Seiler<br />

Jedes der Zimmer<br />

verfügt über mindestens<br />

ein Bedienpanel,<br />

über das<br />

die Gäste unter<br />

anderem Klima<br />

<strong>und</strong> Beleuchtung<br />

regulieren können.<br />

Bild: Mandarin<br />

Oriental Hotel Group<br />

#<strong>027</strong> 35


ALL ABOUT AUTOMATION VOM 28. – 29. AUGUST 2024 IN ZÜRICH<br />

MIT NEUER<br />

PARALLEL MESSE<br />

ZU EINEM WEITEREN<br />

MEHRWERT<br />

Wie wird die nächste «all about automation»? Wir haben bei drei Beteiligten<br />

nachgefragt. Ein Gespräch mit Tanja Waglöhner, Geschäftsführerin<br />

der Easyfairs GmbH – verantwortlich für die Messereihe all about<br />

automation, Stefan Vögele, Head of Cluster Easyfairs Switzerland GmbH,<br />

<strong>und</strong> René Brugger, Präsident des Verbandes SwissT.net.<br />

Von Eugen Albisser<br />

Die «all about automation» selbst wächst <strong>und</strong> wird deutlich<br />

grösser als die letzte Veranstaltung. Können Sie dazu ein<br />

paar Zahlen <strong>und</strong> Gründe nennen?<br />

Tanja Waglöhner: Auf der «all about automation» in Zürich<br />

im August 2022 waren 97 Aussteller vertreten. Im August<br />

2024 werden es r<strong>und</strong> 175 sein – also 80 Prozent mehr.<br />

Hinzu kommen r<strong>und</strong> 50 Aussteller auf der erstmals<br />

parallel stattfindenden Maintenance Schweiz. Die «all<br />

about automation» 2022 war ein durchschlagender Erfolg,<br />

auf dem wir nun aufbauen können. Die Themenkombination<br />

Automation, Robotik, Digitalisierung <strong>und</strong> Instandhaltung<br />

innerhalb des Messe-Duos trägt zur weiteren<br />

Attraktivität bei.<br />

Neben den Inhalten ist auch das organisatorische Konzept<br />

der Easyfairs-Messen zeitgemäss. Die Messen sind für<br />

Aussteller mit einem überschaubaren Budget realisierbar.<br />

Durch das All-Inclusive-Konzept wird der organisatorische<br />

Aufwand reduziert.<br />

Auch kommt mit der Maintenance eine Parallelmesse<br />

hinzu, die 2025 wieder gemeinsam mit der Pumps & Valves<br />

<strong>und</strong> der Aqua Suisse stattfinden wird. Welche Synergien<br />

ergeben sich daraus?<br />

Stefan Vögele: Damit sich das Konstrukt «Smart Factory»<br />

entwickelt, spielen verschiedene Komponenten eine Rolle.<br />

Eine davon ist die Instandhaltung als strategischer<br />

Eckpfeiler. Insofern ergänzen sich die beiden Fachmessen<br />

bereits im Ansatz. In Kombination ergeben sich Vorteile,<br />

die den Experten bestens bekannt sind. Für Aussteller<br />

ergeben sich spannende Möglichkeiten, das Spektrum zu<br />

erweitern <strong>und</strong> von den Besucherzielgruppen der jeweils<br />

anderen Parallelmesse zu profitieren.<br />

Der Verband swissT.net ist Kompetenzpartner der «all about<br />

automation». Wie kann ein Verband sich bei einer Messe<br />

einbringen?<br />

René Brugger, SwissT.net: Die Organisationen der «all about<br />

automation» sind seit Jahren Partner bei der Durchführung<br />

der Messe. Vor einigen Jahren wurde die Messe des swissT.<br />

net mit der «all about automation» zusammengeführt. Die<br />

Mitgliedsfirmen des swissT.net befassen sich 365 Tage mit<br />

den Bedürfnissen <strong>und</strong> Innovationen der Besucherzielgruppe<br />

der Messe. Es versteht sich damit von selbst, dass der<br />

Verband am Puls der Besuchenden ist <strong>und</strong> damit eine enge<br />

Zusammenarbeit zu einer hohen Qualität der Veranstaltung<br />

<strong>und</strong> auch zu einer hohen Zufriedenheit der Stakeholder<br />

führt.<br />

Welche neuen Technologien oder Trends sind auf der<br />

kommenden Messe besonders hervorzuheben?<br />

René Brugger, SwissT.net: KI ist in der industriellen<br />

Automation schon längst integriert, gewinnt aber mit dem<br />

36 #<strong>027</strong>


Lesen Sie<br />

das komplette<br />

Interview auf:<br />

aktuellen Technologieschub stark an Bedeutung. Auch die<br />

Verschmelzung von OT <strong>und</strong> IT mit entsprechenden<br />

Cloud-Anwendungen nimmt in der Industrie stark zu,<br />

wodurch Cybersecurity als Dauerthema in allen Disziplinen<br />

<strong>und</strong> Projekten noch mehr an Bedeutung gewinnt. Und zu<br />

guter Letzt: Nachhaltigkeit <strong>und</strong> Fachkräftemangel sind<br />

zwar keine Technologiethemen, bewegen die Branche aber<br />

ausserordentlich <strong>und</strong> werden je nach Unternehmen<br />

integral angegangen.<br />

Gibt es spezielle Angebote oder Programme auf der Messe,<br />

die diese Themen aufgreifen?<br />

Tanja Waglöhner: Wir sind gerade in der Abstimmung für<br />

das Vortragsprogramm, das parallel auf der «all about<br />

automation» <strong>und</strong> der Maintenance stattfinden wird. Auf den<br />

all about automation-Messen in Baden-Württemberg <strong>und</strong><br />

Bayern im Mai <strong>und</strong> Juni wird es jeweils Vortragsblöcke zu<br />

KI, Sicherheit in der Automation <strong>und</strong> Nachhaltigkeit geben.<br />

Dies wird auch im August in Zürich der Fall sein.<br />

Stefan Vögele: Bei den «maintenance talks» können wir<br />

bereits die Themenschwerpunkte Smart Factory, KI <strong>und</strong> Field<br />

Services nennen. Hier unterstützen uns die Partner data<br />

innovation alliance, Energie Zukunft Schweiz <strong>und</strong> der SKDV.<br />

Wir haben bereits über das Wachstum der Messe gesprochen.<br />

Was erhoffen Sie sich von den Besuchenden?<br />

Tanja Waglöhner: Glückliche <strong>und</strong> zufriedene Gesichter!<br />

Wenn Ausstellende <strong>und</strong> Besuchende ihre Messeziele<br />

erreicht haben <strong>und</strong> gerne im nächsten Messejahr wieder<br />

kommen, dann ist es für uns eine gelungene Veranstaltung.<br />

Stefan Vögele: Wir arbeiten daran, dass die neue Parallelität<br />

der beiden Fachmessen einen Mehrwert für die ausstellenden<br />

Firmen <strong>und</strong> die Fachbesucher bringt. Ich finde es<br />

schwierig, die Erwartungen zu quantifizieren, da die<br />

Veranstaltung zum ersten Mal in dieser Form stattfindet.<br />

Wenn ich mir die Entwicklung anschaue, dann bin ich<br />

überzeugt, dass wir auch auf der Besucherseite ein weiteres<br />

deutliches Wachstum sehen werden.<br />

Was würden Sie jemandem empfehlen, der noch unschlüssig<br />

ist, ob er die Messe besuchen soll?<br />

Tanja Waglöhner: Es lohnt sich! Da schaue ich gerne in<br />

unsere Besucherbefragung, in der wir die Frage stellen:<br />

«Würden Sie den Messebesuch einem Fre<strong>und</strong>/Kollegen<br />

weiterempfehlen?» Bei den letzten von uns veranstalteten<br />

Messen antworteten über 90 Prozent mit einem überzeugten<br />

Ja. Daran sollten sich die noch Unentschlossenen<br />

orientieren <strong>und</strong> einen Blick in die Ausstellerlisten <strong>und</strong> das<br />

Vortragsprogramm werfen. So viel Quantität <strong>und</strong> Qualität<br />

auf einer Messe für Automation, Digitalisierung, Robotik<br />

<strong>und</strong> Instandhaltung gibt es 2024 nur einmal in der<br />

Schweiz.<br />

#<strong>027</strong> 37


Neuheiten<br />

Zeitenwende für Kühlschmierstoffe<br />

«Warum kommt ihr mit sowas denn erst jetzt?», meinte Geschäftsführer<br />

Tibor Veres, als er das erste Mal von Fluidlynx erfuhr. Die<br />

Anforderungen in der Medizintechnik steigen permanent. Mittlerweile<br />

versorgt Fluidlynx die Fertigung mit KSS in konstanter<br />

Qualität. Das Display zeigt, dass alle Werte im grünen Bereich sind.<br />

Mehrere Sensoren überwachen r<strong>und</strong> um die Uhr Konzentration,<br />

pH-Wert, Temperatur <strong>und</strong> Leitfähigkeit. Fluidlynx passt automatisch<br />

die Nachfahrrate an <strong>und</strong> hält die Konzentration konstant. «Endlich<br />

können auch wir unsere Maschinen mit kleinen KSS-Tanks unbeaufsichtigt<br />

in der Nacht laufen lassen, ohne uns Gedanken über den<br />

Füllstand oder die Masshaltigkeit machen zu müssen», erzählt Tibor<br />

Veres. Die Entlastung des Fachpersonals ist für ihn eine der grössten<br />

Stärken von Fluidlynx. Der deutlich geringere Kühlschmierstoffverbrauch<br />

kommt dann noch on top.<br />

Motorex | www.motorex.com/fluidlynx<br />

IP20-Schaltnetzteil<br />

mit IO-Link-Option<br />

Höhere Anlagenverfügbarkeit<br />

Zukünftig sind die 4- <strong>und</strong> 8-kanaligen elektronischen Schutzschalter<br />

ECB mit einer Kommunikationsschnittstelle ausgestattet.<br />

So können die Geräte wahlweise über IO-Link, Modbus<br />

RTU oder Manchester-Protokoll konfiguriert, angesteuert <strong>und</strong><br />

überwacht werden. Verb<strong>und</strong>en mit einer Steuerung lassen sich<br />

so aktuelle Stromwerte auslesen, Auslöseschwellen verändern,<br />

das Verhalten in Grenzbereichen <strong>und</strong> eine individuelle Vorwarnung<br />

einstellen sowie die Kanäle individuell schalten <strong>und</strong><br />

zurücksetzen. Wird zum Beispiel ein vorkonfigurierter Schwellenwert<br />

erreicht, signalisiert die Sicherung die Grenzlast <strong>und</strong><br />

erlaubt rechtzeitig die kontrollierte Reduktion des Stromverbrauchs.<br />

Im Überlast- oder Kurzschlussfall werden die betroffenen<br />

Stromkreise zuverlässig <strong>und</strong> schnell unterbrochen. Die<br />

kompakte Baubreite von 32 mm ermöglicht den einfachen<br />

Austausch ohne zusätzlichen Platzbedarf <strong>und</strong> sorgt somit für<br />

eine hohe Flexibilität in der Anwendung.<br />

Wago Contact SA | www.wago.ch<br />

Das Schaltnetzteil Emparro20-Pro<br />

(50 x 123 x 138 mm) ist 40 Prozent schmaler als das<br />

Vorgäng ermodell <strong>und</strong> hat einen Wirkungsgrad von<br />

über 95 Prozent. Über den Parallelmodus lassen<br />

sich mehrere Schaltnetzteile parallel betreiben,<br />

deren Ausgangsspannung nun über Taster in einem<br />

Bereich von 22 <strong>und</strong> 28 VDC eingestellt werden<br />

kann. Über die Präventivdiagnose lässt sich die<br />

Lebensdauer der Geräte im Blick behalten, die für<br />

fünf Sek<strong>und</strong>en 150 Prozent Mehrenergie (30 A beim<br />

20-A-Netzteil) liefern<br />

können. Ist das<br />

Netzteil zu mehr als<br />

90 Prozent<br />

ausgelastet, wird<br />

das über eine<br />

blinkende LED<br />

signalisiert.<br />

Über einen<br />

optionalen<br />

IO-Link-Adapter<br />

ist zum<br />

Beispiel ein<br />

Fernzugriff auf die<br />

Netzteile möglich.<br />

Murrelektronik AG<br />

www.murrelektronik.ch<br />

38 #<strong>027</strong>


Automatisierungspower direkt ab Hutschiene<br />

Die Steuerung CP 931 (60 x 110 x 193,5 mm) adressiert sehr schnelle<br />

Steuerungs-, Regelungs- <strong>und</strong> Motion-Aufgaben. In der Standardausführung<br />

integriert sie 4 GByte LPDDR4 RAM, 1 MByte MRAM, eine M.2<br />

SATA SSD (128 GByte) sowie eine Echtzeituhr. Dank robuster Technik<br />

kann sie auch für anspruchsvolle Industrieeinsätze verwendet werden.<br />

An Schnittstellen stellt sie 2 x Gigabit Ethernet, 2 x Industrial Ethernet<br />

Varan, 1 x CAN, 2 x USB 3.2 Typ-A, 1 x USB 3.2 Typ-C <strong>und</strong> 1 x Displayport<br />

1.4a bereit. Zudem verfügt sie über zwei 7-Segment-Anzeigen, 14<br />

Status-LED sowie Set- <strong>und</strong> Reset-Buttons. Durch die lüfterlose Kühlung<br />

<strong>und</strong> eine lange Batterielebensdauer ist sie wartungsarm. Eine plattformunabhängige<br />

Kommunikation zwischen CPU-Einheit <strong>und</strong><br />

aussenliegenden Teilnehmern ist über OPC UA möglich.<br />

Sigmatek Schweiz AG | www.sigmatek-automation.ch<br />

Bleifrei zu mehr Leistung<br />

Abdeckringe zeichnen sich durch eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen<br />

physische Belastungen sowie eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit<br />

aus <strong>und</strong> werden daher zum manuellen Verschliessen der Spannbohrung<br />

an HSK-Spindeln <strong>und</strong> an Adaptern genutzt. Allerdings enthalten<br />

diese kleine Mengen Blei, weshalb Mapal seine Produkte einer kritischen<br />

Prüfung unterzog <strong>und</strong> nach alternativen Lösungen suchte <strong>und</strong> die<br />

Produktion auf umweltfre<strong>und</strong>liche Materialien umstellte. In diesem Zuge<br />

beschäftigte sich der Hersteller auch mit technischen Produktverbesserungen,<br />

die in einer Steigerung der Maximaldrehzahl der<br />

Abdeckringe um bis zu 100 Prozent resultierten. Die Dauerfestigkeit<br />

der Abdeckringe bleibt auch in der neuen<br />

Ausführung gewährleistet <strong>und</strong> auf hohem Niveau.<br />

Mapal Dr. Kress KG | www.mapal.com<br />

M12-Power-Steckverbinder<br />

Die M12-Power-Steckverbinder von Belden sind im Gegensatz zu<br />

herkömmlichen M12-Steckverbindern, die in erster Linie für die<br />

Datenübertragung eingesetzt werden, für höhere Leistungsanforderungen<br />

ausgelegt. Die r<strong>und</strong>e Bauform mit einem Gewindekupplungsmechanismus<br />

garantiert dabei eine sichere <strong>und</strong> robuste Verbindung in<br />

rauen Industrieumgebungen. Aufgr<strong>und</strong> ihrer Widerstandsfähigkeit<br />

gegen starke Vibrationen, Staub <strong>und</strong> Feuchtigkeit werden sie vor<br />

allem in Anwendungen eingesetzt, die robuste, zuverlässige <strong>und</strong><br />

kompakte elektrische Verbindungen erfordern.<br />

Omni Ray AG | www.omniray.ch<br />

#<strong>027</strong> 39


NEUHEITEN<br />

Servopressen der nächsten Generation<br />

Die Servopressen der RX-Baureihe von Promess eignen<br />

sich für einfache <strong>und</strong> komplexe Montage- <strong>und</strong> Fügeprozesse<br />

sowie für Prüf- <strong>und</strong> Testanwendungen im<br />

Kraftbereich von 1 bis 200 kN. Der zentralen<br />

Controller RX ermöglicht eine parallele Ansteuerung<br />

von bis zu vier Mechaniken <strong>und</strong> 16 Sensoren,<br />

wobei das Kraftsignal vom digitalen Signalumwandler<br />

verlustfrei zur Steuerung übertragen wird. Ein TTL-Eingang<br />

erlaubt den Anschluss eines zusätzlichen Messtasters. Der<br />

Absolutwertgeber gewährt eine genaue Positionierung des<br />

Pressenstempels <strong>und</strong> erübrigt eine Referenzfahrt zu<br />

Beginn des Zyklus. Die Datenauswertung erfolgt direkt im<br />

Controller. Hier lassen sich Programme <strong>und</strong> Prozesskurven<br />

speichern. Gespeicherte Prozessdaten können über ein<br />

Datendienst abgeholt <strong>und</strong> weiterverarbeitet werden. Die<br />

Parametrierung <strong>und</strong> Visualisierung des Fügeprozesses<br />

erfolgt über die browser-basierte Software RX.<br />

Axnum AG | www.axnum.ch<br />

Führungsstark zu neuen Tiefen<br />

Der innengekühlte DC180-Supreme-Bohrer hat<br />

vier Führungsfasen <strong>und</strong> zeichnet sich durch<br />

eine ungewöhnlich gute Führung im Bohrloch<br />

aus. Dadurch ermöglicht er eine hohe Präzision<br />

selbst bei grösseren Bohrtiefen (8xD)<br />

sowie unterbrochenem Schnitt <strong>und</strong> steigert so<br />

die Prozesssicherheit. Gleiches gilt für die<br />

polierten Spannuten, die den Spanabtransport<br />

optimieren sowie die geraden Schneidkanten,<br />

die auch ein erhöhtes Mass an Sicherheit <strong>und</strong><br />

Stabilität bieten. Aufgr<strong>und</strong> seiner Produktivität<br />

<strong>und</strong> Verschleissfestigkeit kann er die<br />

Kosten bei schwierigen ISO M- <strong>und</strong> S-Bearbeitungen,<br />

beispielsweise in der Luftfahrtindustrie<br />

oder bei Bauteilen für die Automobilindustrie,<br />

nachhaltig optimieren. Die<br />

Krato-tec-Beschichtung trägt zu einer<br />

höheren Standzeit <strong>und</strong> Prozesssicherheit bei.<br />

Walter AG | www.walter-tools.com<br />

Getriebe für Delta-Roboter-Antriebe<br />

Nach dem NGV, dem Planetengetriebe für industrielle Flurförderfahrzeuge,<br />

<strong>und</strong> dem hygienegerechten HLAE, stellt Neugart mit<br />

dem NDF eine weitere Getriebelösung für einen besonderen<br />

Einsatzbereich vor: Es wurde gezielt für den Einsatz in Delta-Robotern<br />

entwickelt. Diese sind besonders dynamisch <strong>und</strong> werden<br />

deshalb hauptsächlich für Pick-and-place-Aufgaben eingesetzt,<br />

zum Beispiel in automatisierten Verpackungslinien. Dabei verbinden<br />

sie sehr schnelle Bewegungen mit einer hohen Positioniergenauigkeit.<br />

Daraus ergeben sich charakteristische Anforderungen<br />

an die Servomotoren der Hauptantriebe – <strong>und</strong> an die entsprechenden<br />

Getriebe. So müssen diese insbesondere in Bezug auf Massenträgheit<br />

<strong>und</strong> Steifigkeit höchste Ansprüche erfüllen, um auch bei<br />

voller Geschwindigkeit die notwendige Präzision zu gewährleisten.<br />

Neugart Schweiz AG | www.neugart.ch<br />

40 #<strong>027</strong>


Leistungsstarker Controller<br />

Kompaktes Motion-Control-System<br />

Das Motion-Control-System 22xx…BX4 IMC ist im Vergleich<br />

zum einzelnen Motor nur 18 mm länger <strong>und</strong> integriert<br />

neben einem vollwertigen Servocontroller zusätzlich einen<br />

12-Bit Encoder. Das System gibt es mit RS232-Schnittstelle<br />

sowie als CANopen-Version, wobei beide Ausführungen<br />

auch ohne Master als Stand-alone betrieben werden<br />

können. In diesem Fall lassen sich die digitalen <strong>und</strong><br />

analogen I/O flexibel für lokale Steuerungsaufgaben oder<br />

für diskrete Soll- <strong>und</strong> Istwerte nutzen. Dank integrierter<br />

Stromregelung besteht Schutz vor Überlast, eine Diagnosefunktion<br />

ist ebenfalls gegeben. Es werden Drehmoment-,<br />

Geschwindigkeits- oder Lageregelungen nach dem Standard<br />

für Servoantriebe unterstützt. Hinzu kommen niedrige<br />

EMV-Emissionen sowie die obligatorische CE-Kennzeichnung.<br />

Die Konfiguration <strong>und</strong> die Systemintegration erfolgen<br />

über den kostenlosen Software Motion Manager 7.1.<br />

Mit dem PFC300-Controller lassen sich komplexe<br />

Applikationen im Maschinenbau, im Gebäude <strong>und</strong> der<br />

Prozessindustrie realisieren. Ermöglicht wird dies<br />

durch sein Linux-Betriebssystem, eine Dual-Core-<br />

64-Bit-CPU sowie 2 GByte RAM. Die Steuerung verfügt<br />

über zwei Gigabit-Ethernet-Ports sowie eine RS-<br />

485-Schnittstelle mit einem über eine Software<br />

einstellbaren Abschlusswiderstand. Durch seine<br />

Modbus-RTU-Schnittstelle kann der Controller mit<br />

Fremdgeräten, wie zum Beispiel Energiezählern,<br />

kommunizieren. Für Applikations- <strong>und</strong> Firmware-Updates<br />

ist eine USB-C-Schnittstelle ausgeführt. Die<br />

IEC-Programmierung des Controllers ist über Codesys<br />

3.5 möglich. Da der PFC300 Docker- <strong>und</strong> cloudfähig ist,<br />

lassen sich auch Anwendungen von Drittanbietern<br />

integrieren.<br />

Wago Contact SA | www.wago.ch<br />

Faulhaber SA | www.faulhaber.com<br />

Einfach. Leistungsstark. Schnell.<br />

• Mehrere Texte & 1D/2D-Codes parallel lesen<br />

• Codeleser mit Auto-Setup <strong>und</strong> intuitivem Webinterface<br />

• Zuverlässig auch bei schwierigen Bedingungen<br />

• Bis zu 40 Frames pro Sek<strong>und</strong>e<br />

• Kompaktes Gehäuse <strong>und</strong> smartes Motagezubehör<br />

Jetzt die IDC-Serie entdecken: www.baumer.com/IDC<br />

IDC − Der Multicode Reader<br />

Einfach Code <strong>und</strong> Text lesen − Designed by Baumer<br />

Jetzt neu mit Textlese-<br />

Funktionalität


NEUHEITEN<br />

Sicherheitskarten Movisafe<br />

Sensorversorgung <strong>und</strong><br />

Wägefunktion in einer Klemme<br />

Die Applikationsumrichter Movi-C Movidrive lassen sich je<br />

nach Anwendung flexibel mit Steckkarten erweitern.<br />

Neben Ein- <strong>und</strong> Ausgängen sowie Karten für zusätzliche<br />

Wegmess-Systeme gibt es für die Geräte mittlerweile fünf<br />

Erweiterungskarten für die funktionale Sicherheit. Alle<br />

Karten haben vier sichere Eingänge, die für logische<br />

Verknüpfungen verwendet werden können. Die Ausführungen<br />

CSS31A <strong>und</strong> CSA31 können zusätzlich zum<br />

Motorgeber einen externen Geber auswerten. Neben den<br />

Geschwindigkeitsfunktionen wie SLS <strong>und</strong> SDI sind mit der<br />

CSA31A zusätzlich sichere Positionsfunktionen wie SLP<br />

<strong>und</strong> SCA realisierbar. Des Weiteren stehen zwei sichere<br />

Ausgänge zur Verfügung, mit denen beispielsweise<br />

Zustände sicher an externe Geräte weitergegeben werden<br />

können. Sind weitere E/A in sicherer Ausführung nötig,<br />

lassen sich diese über die EtherCAT-Schnittstelle oder das<br />

SEW-eigene Protokoll SBusPlus anschliessen.<br />

SEW Eurodrive | www.sew-eurodrive.de<br />

Die analogen EtherCAT-Eingangsklemmen EL3361-0100<br />

<strong>und</strong> EL3362-0100 verfügen über analoge Eingänge für<br />

den Anschluss von ein oder zwei Widerstandsbrücken<br />

oder Wägezellen in 4- oder 6-Leiteranschlusstechnik.<br />

Die 10-V-Sensorspeisung ist bereits integriert. Die<br />

Analogwert-Auflösung liegt bei 24 Bit <strong>und</strong> 10 kSps. Für<br />

anspruchsvollere Anwendungen bieten sie zudem eine<br />

umschaltbare Sensorspeisung (5/10 V) <strong>und</strong> lokal oder<br />

aus der Steuerung ansteuerbare digitale Eingänge <strong>und</strong><br />

Ausgänge.<br />

Beckhoff Automation AG | www.beckhoff.com<br />

Flexible HTML5-Visualisierungen<br />

Die Multitouch-Widescreenpanels der ETT-xx64 Serie sind die<br />

ideale Wahl für Applikationen mit HTML5-Visualisierung. Die<br />

Bedienpanels bieten standardmässig IP65 <strong>und</strong> sind in Grössen von<br />

7 bis 21,5 Zoll erhältlich. Durch ihre geringe Einbautiefe eignen sie<br />

sich für den Einbau in den Schaltschrank sowie für die Integration<br />

in die Maschinenverkleidung. Die vier aufeinander abgestimmten<br />

Prozessor-Kerne (4 x 1,6 GHz) des Edge-Prozessors sorgen für einen<br />

flüssigen Seitenaufbau von (Web-) Visualisierungen. OPC-UA-Fähigkeit<br />

<strong>und</strong> zahlreiche Standardschnittstellen wie 2 x Gigabit<br />

Ethernet (10/100/1000), 2 x USB 2.0 Typ A, 1 x USB 2.0 Typ Mini-B<br />

OTG sowie 1 x microSD-Slot gewährleisten das einfache Einbinden<br />

der Web-Panels. Mit 2 GByte DDR4 RAM <strong>und</strong> 8 GByte eMMC steht<br />

viel Speicher zur Verfügung. Zudem verfügen die lüfterlosen ETT<br />

über zwei frei programmierbare Status-LED an der Front.<br />

Sigmatek Schweiz AG | www.sigmatek-automation.ch<br />

42 #<strong>027</strong>


Wartungsfreier<br />

Multiturn-Encoder<br />

Der kontaktlose, komplett gekapselte EB360<br />

wurde für herausfordernde Applikationen<br />

konzipiert <strong>und</strong> arbeitet selbst in rauen<br />

Drehkranzlager aus Holz <strong>und</strong> Kunststoff<br />

Umgebungen verschleissfrei. Selbst wenn<br />

es staubig, schmutzig oder nass wird,<br />

meldet er auf ±0,3 Grad präzise Winkelposition<br />

<strong>und</strong> Drehzahl. Der Sensor in Schutzklasse<br />

IP67 oder optional IP69K ermöglicht<br />

aufgr<strong>und</strong> seiner platzsparenden Bauform,<br />

nur 22 mm Gehäusehöhe im eingebauten<br />

Zustand, dabei besondere Freiheiten im<br />

Maschinendesign.<br />

Baumer Group | www.baumer.com/c/47029<br />

Das schmierfreie Drehkranzlager WPC (Wood-Plastic-Composite)<br />

besteht zu 50 Prozent aus Holz <strong>und</strong> zu 50 Prozent au<br />

Hochleistungskunstoffen. Damit schafft es eine sehr gute<br />

Balance zwischen Festigkeit, Haltbarkeit <strong>und</strong> Umweltfre<strong>und</strong>lichkeit.<br />

Speziell für die gängige PRT-02-Baugrösse entwickelt,<br />

stellt es eine preisgleiche Alternative zum kostengünstigen<br />

Low-Cost-PRT aus Vollkunststoff dar, ohne Kompromisse bei<br />

der Leistung einzugehen. Es ermöglicht einfache Verstellungen,<br />

unter anderem in der Möbeltechnik, <strong>und</strong> bietet gleichzeitig eine<br />

robuste Konstruktion, die den Anforderungen verschiedener<br />

Anwendungen gerecht wird. Ein besonderes Merkmal ist sein<br />

extrem geringer CO 2 -Fussabdruck von nur 0,0577 kg. Zum<br />

Vergleich: Das PRT-02-30-ECO, welches bereits aus 97 Prozent<br />

Regranulat besteht, besitzt ein CO 2 -Äquivalent von 0,819868 kg.<br />

Igus GmbH | www.igus.de<br />

Alle Daten im Griff?<br />

Get connected!<br />

Vernetzte Zusammenarbeit:<br />

Digitale Transformation in der Praxis<br />

Wie bleibt unser Unternehmen langfristig wettbewerbsfähig?<br />

Wie können wir unsere Arbeit in der Elektroplanung effizienter gestalten?<br />

Wie arbeiten wir transparent mit Kollegen <strong>und</strong> Geschäftspartnern zusammen?<br />

EPLAN liefert Antworten: mit Software <strong>und</strong> Services<br />

für durchgängige Daten <strong>und</strong> vernetzte Prozesse im Ökosystem<br />

der industriellen Automatisierung.<br />

Mehr erfahren:<br />

www.eplan.ch/de/ecosystem<br />

#<strong>027</strong> 43


NEUHEITEN<br />

Mehrfach-Schraubsystem<br />

für schlanke Montagelinien<br />

Mit den Mehrfach-Schraubsystemen der<br />

Multi-Baureihe lassen sich bis zu 40<br />

Schrauben gleichzeitig mit Drehmomenten<br />

zwischen 1 <strong>und</strong> 2000 Nm anziehen. Die<br />

Systeme sind leicht in Montagelinien <strong>und</strong><br />

die Software-Architekturen zu integrieren<br />

<strong>und</strong> benötigen<br />

extrem wenig<br />

Platz an den<br />

Stationen. Die<br />

Spindeln selbst<br />

punkten mit<br />

kleinen Abmessungen,<br />

hohen<br />

Drehzahlen <strong>und</strong> hoher<br />

Wiederholgenauigkeit.<br />

Einzelne Komponenten<br />

lassen sich im Nu austauschen:<br />

Bis zum Neustart<br />

vergehen keine 30<br />

Sek<strong>und</strong>en.<br />

Desoutter GmbH<br />

www.desoutter.de<br />

Leistungsschalter<br />

mit neuer Auslöseeinheit<br />

Herzstück des Leistungsschalters Master Pact MTZ ist die<br />

Steuer- <strong>und</strong> Auslöseeinheit Micrologic Active. Sie zeichnet<br />

sich durch leichte Bedienbarkeit bei gleichzeitig<br />

hoher Verfügbarkeit aus. Neben Benutzerfre<strong>und</strong>lichkeit<br />

<strong>und</strong> einfacher Handhabung sind ein kontrastreiches,<br />

grosses Display sowie farbliche Indikatoren für Status <strong>und</strong><br />

Schutzfunktionen weitere Vorzüge des Geräts. Bei<br />

Auslösung oder Fehlererkennung unterstützt ein im<br />

Display angezeigter QR-Code eine schnelle Wiederinbetriebnahme.<br />

Eine neue Selektivitätsprüfung, die das<br />

Auslösen eines einzelnen Schalters in direkter Nähe der<br />

Fehlerquelle ermöglicht, garantiert ein Aufrechterhalten<br />

des Betriebs.<br />

Schneider Electric | www.se.com<br />

Zuverlässige Neigungswerte<br />

Neigungssensoren sind in der Lage, äusserst präzise Werte<br />

im stationären Zustand zu liefern, jedoch können ihre<br />

Messungen durch Beschleunigungseffekte verfälscht<br />

werden. In diversen Anwendungen werden die Neigungswerte<br />

jedoch oft während der Bewegung benötigt. Da herkömmliche,<br />

statische Neigungssensoren auf der Messung der<br />

Erdanziehungskraft basieren, reagieren sie auch auf jede<br />

weitere Krafteinwirkung. In Fahrzeugen <strong>und</strong> mobilen<br />

Geräten bedeutet dies beispielsweise, dass Gas geben,<br />

Bremsen, die Fliehkraft in der Kurve <strong>und</strong> alle Erschütterungen<br />

während der Fahrt den Messwert verfälschen können.<br />

Für eine dynamische Neigungsmessung müssen diese<br />

Einwirkungen kompensiert werden. Dem IMU F99 für mobile<br />

Neigungsmessungen gelingt das durch die Ergänzung mit<br />

einem Drehratensensor (Gyroskop). So lassen sich auch in<br />

der Bewegung präzise Neigungswerte erfassen.<br />

Pepperl+Fuchs SE | www.pepperl-fuchs.com<br />

44 #<strong>027</strong>


Datenstarker Switch<br />

Der Xelity 10 TX IP67 verfügt über zehn Ports <strong>und</strong> steht<br />

in drei Hardware-Varianten zur Verfügung: 10 x 100<br />

Mbit/s, 10 x 1000 Mbit/s sowie 2 x 1000 Mbit/s + 8 x 100<br />

Mbit/s – mit <strong>und</strong> ohne Profinet. Sein robustes Metallgehäuse<br />

in IP67 erlaubt einen Einsatz selbst in äusserst<br />

rauen Industrieumgebungen, während die M12 L-kodierten<br />

Power-Steckverbinder (4- <strong>und</strong> 5-polig) einen<br />

einfachen Anschluss mit einer Power-Weiterleitung<br />

von bis zu 16 A gewährleisten. Die dezentrale Verdrahtung<br />

bietet den Vorteil einer deutlichen Platzersparnis<br />

im Schaltschrank sowie von reduzierten Leitungslängen.<br />

Eine schnellere <strong>und</strong> einfachere Fehlerdetektion,<br />

volle Flexibilität bei der Topologie<br />

sowie ein schnelles Skalieren<br />

<strong>und</strong> eine einfache<br />

Inbetriebnahme r<strong>und</strong>en<br />

die positiven Merkmale<br />

ab. Infolge des<br />

freien Erdungskonzepts<br />

bestehen<br />

ausserdem keine<br />

Vorgaben für die<br />

Erdung.<br />

Murrelektronik AG<br />

www.murrelektronik.ch<br />

Einfach abisolieren <strong>und</strong> einstecken<br />

Der Durchgangsverbinder zum<br />

Stecken ist ideal, um<br />

eindrähtige <strong>und</strong> mehrdrähtige<br />

Adern auf<br />

kleinstem Raum<br />

schnell <strong>und</strong> sicher zu<br />

verbinden. Ausgelegt<br />

ist der 29 mm lange<br />

Verbinder für einen<br />

Strom bis 32 A <strong>und</strong><br />

einen Querschnittsbereich<br />

bis 4,0 mm². Dank<br />

seines transparenten<br />

Gehäuses ist sofort ersichtlich,<br />

ob der Leiter korrekt in der<br />

Klemme steckt. Die aufgedruckte<br />

Prüflehre hilft dabei, die korrekte Abisolierlänge zu<br />

überprüfen. Anwendung findet der Durchgangsverbinder<br />

zum Stecken beispielsweise, um eine zu kurze Ader in der<br />

Unterputzdose zu verlängern, ganze Leitungen zu verlängern<br />

oder um beschädigte Leitungen zu reparieren. Im<br />

Reparaturfall lässt er sich aufgr<strong>und</strong> seiner wartungsfreien<br />

Federtechnik mit einem geeigneten Schrumpfschlauch<br />

auch Unterputz einsetzen.<br />

Wago Contact SA | www.wago.ch<br />

NDF: DAS<br />

MUST-HAVE<br />

FÜR DELTA-<br />

ROBOTER<br />

Delta-Roboter lieben unser neues NDF so sehr, dass sie es am liebsten<br />

alle haben wollen. Denn wer sich so schnell <strong>und</strong> präzise bewegt, stellt<br />

eben besondere Ansprüche an sein Getriebe. Wir haben zugehört <strong>und</strong><br />

das pfeilschnelle, megapräzise <strong>und</strong> hochdynamische NDF entwickelt.<br />

Und das Beste: Es ist genug für alle da!<br />

Sprechen Sie uns an: +41 79 190 87 82 neugart.com/NDF<br />

#<strong>027</strong> 45


NACHGEFRAGT<br />

«3D-NANOSTRUKTUREN<br />

ERMÖGLICHEN EINE<br />

LICHTKONTROLLE IN ALLEN<br />

DIMENSIONEN»<br />

Forschende der TU Graz haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Form, Grösse<br />

<strong>und</strong> optische Eigenschaften 3-dimensionaler Nanostrukturen vorab simulieren<br />

lassen, bevor diese präzise auf verschiedenen Oberflächen direkt hergestellt werden<br />

können. Im Gespräch mit Prof. Harald Plank vom Institut für Elektronenmikroskopie<br />

<strong>und</strong> Nanoanalytik, der das Forschungsprojekt seit Beginn an begleitet.<br />

Von Markus Back<br />

Zunächst, wofür braucht es eigentlich optisch<br />

aktive Nanostrukturen?<br />

Mit ihnen lässt sich Licht ganz ohne Einsatz von<br />

Energie manipulieren <strong>und</strong> filtern, was für innovative<br />

Fernsehapparate oder optische Geräte nützlich ist. Die<br />

Umwandlung von weissen beispielsweise in blaues, rotes<br />

oder grünes Licht erfolgt hierbei durch die optisch aktiven<br />

Nanostrukturen. Trifft das Licht auf diese Strukturen,<br />

beginnen die Elektronen zu oszillieren <strong>und</strong> entfernen so<br />

die Energie des Lichts, was zum Filtereffekt führt. Dieser ist<br />

dabei von der Grösse <strong>und</strong> dem verwendeten Material<br />

abhängig.<br />

Ein anderes Einsatzgebiet optisch aktiver Nanostrukturen<br />

sind mikrofluidische Systeme. In der Diagnostik beispielsweise<br />

könnte man Blut durch diese Kanäle fliessen lassen,<br />

um nach speziellen Markern zu suchen. Wenn diese<br />

vorhanden sind, binden sich diese an die Nanostrukturen<br />

<strong>und</strong> ändern die Farbe des Lichtes.<br />

Ihnen <strong>und</strong> Ihrem Team ist es nach über zehn Jahren<br />

Forschungsarbeit nun gelungen, nicht nur flache Nanostrukturen,<br />

sondern komplexe, freistehende 3D-Architek-<br />

turen zu fertigen. Was leisten diese im Vergleich zu flachen<br />

Nanostrukturen?<br />

Die flachen Strukturen, die schon längere Zeit zuverlässig<br />

hergestellt werden können, kann man sich wie Scheiben<br />

vorstellen. Diese haben einen Durchmesser von 200 Nanometer<br />

<strong>und</strong> eine Stärke von 30 bis 40 Nanometern. Sie filtern<br />

das Licht ebenfalls, aufgr<strong>und</strong> der Oszillation innerhalb der<br />

Scheibe aber nur vertikal. Mit den 3D-Strukturen sind wir<br />

nun in der Lage, das Licht in vertikaler sowie in horizontaler<br />

Ebene, also in allen Raumdimensionen, zu kontrollieren.<br />

Mir fehlt die Phantasie. Wozu lässt sich das nutzen?<br />

In der Diagnostik lässt sich das Verfahren beispielsweise<br />

dazu nutzen, um Geräte kompakter zu bauen, da sich das<br />

Licht nun gezielt lenken lässt. Ein anderes Beispiel ist die<br />

Fertigung optischer Sonden für die Rasterkraftmikroskopie.<br />

Diese bestehen bislang aus Silizium, was aber nicht optisch<br />

aktiv ist. Also werden diese mit Gold beschichtet, was zwei<br />

Probleme mit sich bringt. Erstens beträgt der Spitzenradius<br />

nicht mehr wie gewünscht 10, sondern 50 Nanometer,<br />

wodurch nicht mehr alles gemessen werden kann. Zweitens<br />

geht diese Beschichtung mit der Zeit kaputt, was in der<br />

Folge zu falschen Messergebnissen führt.<br />

46 #<strong>027</strong>


Prof. Harald Plank befasst sich seit über zehn Jahren<br />

mit der Herstellung optisch aktiver Nanostrukturen.<br />

Diese eröffnen technologisch orientierten Unternehmen<br />

viele neue Möglichkeiten. Bild: TU Graz<br />

Kohlenstoffentfernung<br />

grosse Herausforderung<br />

Nun haben wir über die möglichen Anwendungsgebiete<br />

freistehender 3D-Architekturen gesprochen. Mit welchen<br />

Herausforderungen ist deren Herstellung verb<strong>und</strong>en?<br />

Im Schema sieht der Herstellung sehr einfach aus, aber<br />

deren Bau ist extrem komplex. Zunächst wird mit einem<br />

Laserstrahl ein injiziertes, spezielles Gas in seine Moleküle<br />

zerlegt, die dann dorthin diff<strong>und</strong>iert werden müssen, wo die<br />

3D-Strukturen gebaut werden sollen. Die grösste Schwierigkeit<br />

ist hierbei, immer die gleiche Menge an Molekülen<br />

bereitzustellen, damit sich etwas Vorhersagbares bauen<br />

lässt. Dieses Problem konnten wir durch sehr viele Simulationen<br />

<strong>und</strong> Experimente aber lösen.<br />

Das nächste Problem ist die chemische Reinheit der<br />

3D-Strukturen. Diese lassen sich bislang nur aus Gold oder<br />

Silber erzeugen, beinhalten dann aber typischerweise 80<br />

#<strong>027</strong> 47


is 90 Prozent Kohlenstoff. Weil dieser unerwünscht ist,<br />

muss dieser aufwendig entfernt werden. Dieses Verfahren<br />

beherrschen wir zwar schon längere Zeit, aber erst jetzt ist<br />

es uns gelungen, die 3D-Strukturen trotz des enormen<br />

Volumenverlustes kontrolliert schrumpfen zu lassen.<br />

Der kontrollierte Schrumpfprozess ist vermutlich<br />

Verschlusssache, wie aber entfernen sie die<br />

Verunreinigungen?<br />

Stellen Sie sich ein Rosinenbrot vor! Der Kohlenstoff ist der<br />

Teig, das Gold oder Silber sind die Rosinen, die sich nicht<br />

berühren. Deshalb durchnässen wir den Teig mit Wassermolekülen<br />

<strong>und</strong> beschissen diese anschliessend mit einem<br />

Elektronenstrahl, wodurch die Wassermoleküle zerreissen.<br />

Dabei entstehen Wasser- <strong>und</strong> Sauerstoff, die beide extrem<br />

reaktiv sind <strong>und</strong> daher nach neuen Reaktionspartnern<br />

suchen. Aus dem Wasserstoff entsteht hierbei CH 4 <strong>und</strong> aus<br />

dem Sauerstoff CO 4 , die beide dann als Gase entweichen.<br />

Sie sprachen von speziellen Gasen, die Sie benötigen, um<br />

diese 3D-Nanostrukturen zu schaffen. Inwieweit lässt sich<br />

durch Veränderung des Gasgemisches der spätere Festzustand<br />

der Gasmoleküle verändern beziehungsweise<br />

beeinflussen?<br />

Der Wechsel vom gasförmigen in den festen Zustand erfolgt<br />

über die Aufspaltung durch den Elektronenstrahl. Da meist<br />

metallische Zentral-Atome in den Gasen verwendet werden,<br />

gibt es hier kaum Möglichkeiten, bei Standardbedingungen<br />

einen Zwischenzustand zu erreichen. Allerdings besteht<br />

die Möglichkeit, nicht nur ein, sondern mehrere Gase<br />

gleichzeitig einzulassen <strong>und</strong> diese simultan aufzuspalten.<br />

Dadurch sind beispielsweise Legierungen möglich, welche<br />

neue elektrische oder magnetische Eigenschaften aufweisen<br />

können.<br />

Alternativ können unterschiedliche Gas auch nacheinander<br />

verwendet werden. Damit wird es möglich, komplexe<br />

3D-Strukturen herzustellen, welche an unterschiedlichen<br />

Zonen unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Dies ist<br />

gegenwärtig Inhalt von unserer Forschung, mit der es<br />

möglich werden soll, multifunktionale 3D-Nanostrukturen<br />

zu erzeugen.<br />

«Das Ausgangsmaterial<br />

für die Gase ist<br />

unfassbar teuer.»<br />

So kostet beispielsweise 1 Gramm Gold<br />

Precursor gemäss Prof. Harald Plank 1500 Euro<br />

Wo beziehen Sie die benötigten Gase her? Vermutlich wird<br />

man diese nicht einfach im Baumarkt einkaufen können?<br />

Ganz selten kaufen wir Gase ein. Meistens sind deren<br />

Ausgangsmaterialien Pulver, manchmal auch Flüssigkeiten,<br />

die wir direkt vom Chemiehersteller beziehen.<br />

Und was geschieht dann mit diesen Pulvern?<br />

Wir erhitzen diese in einem kleinen Behälter auf 30 bis 60<br />

Grad. Das genügt, um das Material zu verdampfen, dass wir<br />

dann als Gas in eine Kammer einleiten. Das war es dann<br />

hauptsächlich, was das Pulver betrifft. Die Ironie ist, dass<br />

die allermeisten dieser Materialien überhaupt nicht für<br />

unser Verfahren gedacht sind, sich aufgr<strong>und</strong> ihrer thermodynamischen<br />

Eigenschaften aber sehr gut dafür eignen.<br />

Schema des 3D-<br />

Nano-Printing-Verfahrens.<br />

Grafik: TU Graz<br />

48 #<strong>027</strong>


NACHGEFRAGT<br />

Welche Menge an Pulver benötigen Sie <strong>und</strong> wie teuer ist<br />

dieses?<br />

Die von uns benötigen Mengen sind sehr klein. Je nach<br />

herzustellendem Gas reichen 1 bis 5 Gramm für ein halbes<br />

Jahr. Allerdings ist das Ausgangsmaterial unfassbar teuer.<br />

Ein Gramm Gold Precursor beispielsweise kostet 1500 Euro.<br />

Eine Massenfertigung zu diesen Preisen wäre nicht<br />

machbar, für die Wissenschaft sind sie vertretbar. Daher<br />

kooperieren wir mit Unternehmen, die uns unterstützen<br />

<strong>und</strong> im Gegenzug unser Verfahren für ihre eigenen Zwecke<br />

benutzen dürfen. Allerdings sind die Anwendungsmöglichkeiten<br />

derzeit sehr beschränkt, weshalb wir versuchen,<br />

diese Technologie in die Industrie zu tragen.<br />

Nächstes Ziel: Simulation<br />

neuronaler Netzwerke<br />

Inwieweit würde sich beispielsweise Ihre entwickelte<br />

Technologie dazu eignen, um die Funktion von Organen<br />

nachzubilden?<br />

Das ist zumindest bislang nicht möglich. Erstens fehlen<br />

uns hierzu die Materialien, zweitens eignet sich das<br />

Verfahren nur für sehr kleine Strukturen. Die Herstellung<br />

grössere Strukturen würde ausserdem viel zu lange dauern,<br />

da jeder Punkt einzeln bearbeitet werden muss. Worüber<br />

wir aber nachdenken, ist mit unserem Verfahren neuronale<br />

Netzwerke zu simulieren.<br />

Wie muss man sich das vorstellen?<br />

Die Idee ist es, mehrere Sensorsignale zu einem einzelnen,<br />

integrierten Signal zu bündeln, das komplexe Information<br />

übermitteln kann. Die Datenverarbeitung <strong>und</strong> -analyse<br />

würde dabei direkt im neuronalen Netzwerk stattfinden.<br />

Ein anderes Konzept geht in den Bereich spitzenneuronale<br />

Netzwerke, die dem menschlichen Gehirn sehr nahe<br />

kommen. Die hierfür benötigten Nanokristalle können wir<br />

mit unserem Verfahren relativ einfach erzeugen. Es gibt<br />

hierfür zwar auch andere Verfahren, diese sind aber relativ<br />

aufwendig.<br />

Wie umweltverträglich ist Ihr Verfahren <strong>und</strong> wie gut<br />

lassen sich die 3D-Nanostrukturen recyceln?<br />

Aufgr<strong>und</strong> der chemischen Natur der typisch verwendeten<br />

Materialien sind diese ehrlicherweise nur schwer natürlich<br />

abzubauen. Klassische Recycling-Methoden sind aber<br />

problemlos in der Lage, die Strukturen in die Rohmaterialien<br />

aufzuspalten. Hier ist es wichtig, die Grösse der Strukturen<br />

zu betrachten, die wirklich gering sind. Als Veranschaulichung<br />

für die konischen Strukturen, welche sich in<br />

der hier relevanten Arbeit befinden: würde man eine solche<br />

auf einen Tennisball platzieren, so entspricht sie in etwa<br />

dem Eifelturm auf unserer Erde. Also enorm klein <strong>und</strong><br />

daher als Gefahrenstoff nicht zu ignorieren aber auch nicht<br />

als hochgefährlich einzustufen.<br />

Was sollte denn aus Ihrer Sicht unbedingt noch zu diesem<br />

Thema gesagt werden?<br />

Unser Verfahren bietet die Möglichkeit, Dinge zu tun, die<br />

mit keiner alternativen Technologie möglich sind. Leider<br />

kennt unsere Technologie kaum jemand <strong>und</strong> unsere<br />

Gemeinschaft ist zu klein, um diese einer breiten Masse<br />

bekannt zu machen.<br />

Wir schreiben gerade an einem Artikel <strong>und</strong> es wäre schön,<br />

wenn diesen viele Leute lesen <strong>und</strong> anschliessend zumindest<br />

einige von ihnen sagen würden, «toll, das kannten wir<br />

gar nicht, vielleicht können wir diese Technologie für<br />

dieses oder jenes einsetzen!» Das wäre grossartig <strong>und</strong> wir<br />

verfügen auch über diverse Simulationsprogramme, die es<br />

Interessierten ermöglichen, zu testen, was mit unserer<br />

Technologie machbar ist.<br />

Technische Universität Graz<br />

www.tugraz.at<br />

Entwicklung neuer Gase<br />

Prof. Harald Plank über die Schwierigkeit, neue Gase für die<br />

Herstellung optisch aktiver Nanostrukturen zu entwickeln:<br />

«Vor acht Jahren starteten zwei grosse europäische Forschungsprojekte<br />

mit dem Ziel, Gase für die Erzeugung von<br />

optisch aktiven Nanostrukturen gezielt zu designen <strong>und</strong><br />

herzustellen. Das erste Projekt endete nach vier Jahren <strong>und</strong><br />

das Ergebnis war ernüchternd. Es war enttäuschend, dass wir<br />

keine Gase hatten, aber aufschlussreich, weil alle überrascht<br />

waren, wie komplex der Prozess ist. Wir haben uns angesehen,<br />

was bei dieser Interaktion passiert, <strong>und</strong> dann kamen die<br />

Ableitungen: Was brauche ich? Im zweiten Projekt haben wir<br />

versucht, neue Gase zu entwickeln, <strong>und</strong> es sind tatsächlich<br />

welche entstanden. Aber von all diesen sind nur zwei wirklich<br />

gut, der Rest funktioniert, aber nicht perfekt. Das Neue ist, dass<br />

man diese mit Simulationen weiterentwickeln kann, aber leider<br />

ist die Anforderungsliste so umfangreich, dass die meisten<br />

Chemieunternehmen sagen, es wird nicht funktionieren <strong>und</strong><br />

daher erst gar nicht die Entwicklung beginnen.»<br />

#<strong>027</strong> 49


MESSEKALENDER<br />

SOMMER<br />

2024<br />

Gut erholt können sich Interessierte nach den Sommerferien<br />

auf diversen Messen auf den neusten Stand bringen.<br />

Die grösste Veranstaltung unserer Empfehlungen ist die AMB<br />

in Stuttgart, die alle zwei Jahre stattfindet. Mit grosser Neugier<br />

dürfte indes die Elektrobranche auf die Auferstehung der<br />

ineltec in Zürich blicken.<br />

50 #<strong>027</strong>


all about automation<br />

Datum: 28. <strong>und</strong> 29. August 2024<br />

Messethema:<br />

Die Veranstaltung bietet Anbietern <strong>und</strong><br />

Anwendern die Möglichkeit, im direkten<br />

Kontakt Lösungen zur flexiblen<br />

Automation <strong>und</strong> smarten Produktion zu<br />

entwickeln <strong>und</strong> zu gestalten<br />

AMB<br />

Datum: 10. bis 14. September 2024<br />

Messethema:<br />

Fokusthemen:<br />

Die AMB präsentiert alle zwei<br />

Jahre die Highlights der<br />

internationalen Metallbearbeitungsindustrie<br />

• Werkzeugmaschinen<br />

<strong>und</strong> Fertigungsanlagen<br />

• Präzisionswerkzeuge<br />

• Messtechnik <strong>und</strong><br />

Qualitätssicherung<br />

• Software <strong>und</strong> Digitalisierung<br />

• Automatisierung <strong>und</strong><br />

Handhabungstechnik<br />

• Bauteile, Baugruppen <strong>und</strong><br />

Betriebsstoffe<br />

• Dienstleistungen, Lager- <strong>und</strong><br />

Werkstatteinrichtung<br />

Veranstaltungsort: Messe Stuttgart<br />

Flughafenstrasse<br />

D-70629 Stuttgart<br />

Weitere Infos:<br />

www.messe-stuttgart.de/amb<br />

Veranstaltungsort: Messe Zürich<br />

Wallisellenstrasse 49<br />

CH-8050 Zürich<br />

Weitere Infos:<br />

Ineltec reloaded<br />

Datum: 11. <strong>und</strong> 12. September 2024<br />

Messethema:<br />

Die ineltec war über 40 Jahre lang bis<br />

2017 der führende Treffpunkt der<br />

Schweizer Elektrobranche. Nirgendwo<br />

sonst erhielten Planende <strong>und</strong> Ausführende<br />

aktuelles Know-how, Produkte <strong>und</strong><br />

Lösungen so persönlich vermittelt. Gr<strong>und</strong><br />

genug für einen Restart der beliebten<br />

Messe mit dem aktualisierten Format<br />

«ineltec reloaded»<br />

Veranstaltungsort: Messe Zürich<br />

Wallisellenstrasse 49<br />

CH-8050 Zürich<br />

Weitere Infos:<br />

www.allaboutautomation.de/de/zuerich<br />

www.ineltec.ch<br />

Bilder: Landesmesse Stuttgart GmbH<br />

#<strong>027</strong> 51


EIN LEITFADEN<br />

FÜR BAHNBRECHENDE<br />

AUFTRITTE<br />

AN FACHMESSEN<br />

Fachmessen sind immer noch eine grossartige Möglichkeit, um sich zu präsentieren.<br />

«Technik <strong>und</strong> Wissen» hat in Zusammenarbeit mit Bernexpo einen Leitfaden<br />

entwickelt, wie man sich auf Messen vorbereitet <strong>und</strong> inklusive Tipps für einen<br />

erfolgreichen Messeauftritt – zum Beispiel auf der Innoteq 2025.<br />

Von Eugen Albisser<br />

Messe soll nicht nur ein Stand,<br />

sondern Bühne für Ihre Vision sein<br />

Die Auswahl der richtigen Technologiemesse<br />

für Ihr Produkt oder Ihre<br />

Dienstleistung ist ein kreativer Prozess,<br />

der Vision <strong>und</strong> Strategie vereint.<br />

Stellen Sie sich Ihre Marke als faszinierende<br />

Geschichte vor, die erzählt<br />

werden will. Welche Bühne bietet das<br />

beste Publikum, die richtige Atmosphäre<br />

<strong>und</strong> das optimale Spotlight für<br />

Ihre Erzählung?<br />

Recherchieren Sie Messen, die eine<br />

Schnittstelle zu Ihrer Branche bieten<br />

<strong>und</strong> zugleich bekannt für ihre Innovationsfreude<br />

sind. Achten Sie auf das<br />

Echo, das frühere Aussteller hinterlassen<br />

haben – die digitalen Fussabdrücke<br />

im Netz sprechen Bände.<br />

Erster Tipp<br />

Erstellen Sie eine Checkliste der<br />

Kriterien, die für Ihre Marke <strong>und</strong><br />

Ihre Produkte von entscheidender<br />

Bedeutung sind, <strong>und</strong> wenden Sie<br />

diese auf potenzielle Messen an.<br />

Berücksichtigen Sie dabei die<br />

Zielgruppe, Branchenrelevanz,<br />

mediale Reichweite <strong>und</strong> das Innovationsklima<br />

der Veranstaltung.<br />

Vergessen Sie nicht, das Feedback<br />

<strong>und</strong> die Erfahrungen anderer<br />

Aussteller miteinzubeziehen, um<br />

ein umfassendes Bild zu erhalten.<br />

Das pulsierende Labor: Fachmessen<br />

als Marktforschungsinstrumente<br />

Messen dienen nicht nur als Schaufenster<br />

für die neuesten Produkte, sondern<br />

etablieren sich zunehmend als<br />

dynamische Arenen für direkte Marktforschung.<br />

Im Gegensatz zu den oft verzerrten<br />

Rückmeldungen, die durch Online-Umfragen<br />

<strong>und</strong> soziale Medien<br />

generiert werden, bieten Fachmessen<br />

eine einzigartige Plattform für unmittelbaren<br />

Austausch mit Endverbrauchern.<br />

Unternehmen erhalten hier die<br />

seltene Gelegenheit, ihre Innovationen<br />

in Echtzeit zu präsentieren <strong>und</strong> gleichzeitig<br />

authentisches Feedback direkt<br />

Zweiter Tipp<br />

Den Leitfaden mit<br />

weiteren Tipps finden Sie<br />

auch online unter:<br />

https://hi.switchy.io/MgIF.<br />

Eine Zusammenarbeit<br />

mit der Innoteq 2025.<br />

von der Zielgruppe zu sammeln. Diese<br />

direkte Interaktion liefert wertvolle<br />

Einblicke in die Benutzerfre<strong>und</strong>lichkeit,<br />

Designpräferenzen <strong>und</strong> deckt sogar<br />

bisher unentdeckte Bedürfnisse<br />

auf.<br />

Die Ausstellung von Prototypen bietet<br />

eine noch tiefere Ebene der Einsicht, da<br />

reale Reaktionen <strong>und</strong> Anwendungsfeedback<br />

sofort erfasst werden können.<br />

Diese unmittelbare Rückmeldung ist<br />

entscheidend, um Produkte noch vor<br />

ihrer Markteinführung präzise auf die<br />

Verbraucherwünsche abzustimmen.<br />

Innoteq | www.innoteq.ch<br />

Nutzen Sie die Messe als Ihr persönliches Fokusgruppentreffen. Bereiten Sie<br />

gezielte Fragen vor, die über oberflächliche Eindrücke hinausgehen. Fragen Sie<br />

nicht nur, wie Ihr Produkt den Verbrauchern gefällt, sondern warum. Diese<br />

Tiefeninterviews können wertvolle Einblicke in die Wünsche <strong>und</strong> Bedürfnisse Ihrer<br />

Zielgruppe liefern, die weit über das hinausgehen, was traditionelle Marktforschungsmethoden<br />

zu bieten haben.<br />

52 #<strong>027</strong>


DIE<br />

GESCHICHTE<br />

DAZU UNTER<br />

www.technik-<strong>und</strong>-wissen.ch/<br />

detail/murrelektronik-mico-kanalueberwachung.html<br />

#<strong>027</strong> 53


RUBRIKTITEL<br />

Diese Serie über<br />

Quantentechnologien<br />

entsteht in<br />

Zusammenarbeit mit<br />

uptownBasel<br />

Professor Daniel<br />

Loss am Quantum<br />

Symposium 2024<br />

in Arlesheim. Bild:<br />

QuantumBasel<br />

«QUANTENCOMPUTING<br />

IST DAS BESTE, WAS MAN<br />

MACHEN KANN»<br />

Kürzlich fand in Arlesheim das Global Quantum Symposium 2024 statt.<br />

Ein Anlass, der Quantenexperten aus Industrie <strong>und</strong> Forschung <strong>und</strong> aus<br />

der ganzen Welt nach Basel lockte. Wir sprachen mit Daniel Loss, Professor<br />

an der Universität Basel, über den Anlass <strong>und</strong> die Entwicklung<br />

der Quantentechnologie.<br />

Von Eugen Albisser<br />

Herr Professor Loss, Sie beschäftigen sich schon lange mit<br />

der Quantentechnologie. Welchen Wandel sehen Sie in den<br />

letzten Monaten <strong>und</strong> ist dieser Wandel auch hier in<br />

Arlesheim am Global Quantum Symposium zu spüren?<br />

Generell würde ich sagen, das Spannende ist, dass das<br />

Gebiet immer weiterwächst. Es ist kein neues Gebiet, aber<br />

es hat in letzter Zeit sehr viel Interesse geweckt, auch in der<br />

Industrie. Und deshalb haben wir diese Veranstaltung hier<br />

bei QuantumBasel ins Leben gerufen: Weil wir die akademische<br />

Welt mit der Industrie zusammenbringen wollen.<br />

Wie weit sind diese beiden Welten voneinander entfernt?<br />

Sie sind nicht völlig orthogonal, denn es gibt Bereiche wie<br />

die Informatik, in denen man viel Wissen von der Industrieseite<br />

braucht, um zu verstehen, was man tun kann. In der<br />

Industrie sieht man auch junge Leute, die aus dem akademischen<br />

Bereich kommen <strong>und</strong> nicht zu Banken gehen,<br />

sondern sich für Start-ups entscheiden. Das sind die Leute,<br />

die Wissen aus dem akademischen Bereich mitbringen <strong>und</strong><br />

weitergeben. Die Kommunikation ist also gar nicht so<br />

schwierig. Wenn man mit Wissen in eine andere Welt geht,<br />

kann man fast immer miteinander reden. Es gibt genügend<br />

Überschneidungen <strong>und</strong> eine gemeinsame Sprachbasis, die<br />

sich in den letzten Jahren entwickelt hat, so dass es ein<br />

gegenseitiges Verständnis gibt <strong>und</strong> es als interessant<br />

empf<strong>und</strong>en wird.<br />

Ich kann mir vorstellen, dass beide Seiten ein solches<br />

Zusammentreffen begrüssen, denn beide sind aufeinander<br />

angewiesen.<br />

Ich habe sehr viele positive Rückmeldungen bekommen<br />

<strong>und</strong> alle, die aus dem rein akademischen Bereich kommen,<br />

54 #<strong>027</strong>


UPTOWNBASEL UND DIE QUANTENTECHNOLOGIE<br />

finden es sehr interessant, Fachleute aus der Industrie zu<br />

treffen. Das ist bemerkenswert, denn oft sind Konferenzen<br />

zum Thema Quantentechnologie rein akademisch.<br />

Betrachten wir die technische Seite: Was sind die aktuellen<br />

Entwicklungen?<br />

Heute gab es zum Beispiel einen sehr schönen Vortrag von<br />

Professor Manucharyan von der EPFL über die neuen<br />

supraleitenden Qubits. Die gibt es schon seit einiger Zeit.<br />

Aber er hat heute Daten über die Qualität gezeigt, die ich<br />

bisher noch nicht gesehen habe.<br />

Wobei man in der Quantenindustrie solche Daten wohl mit<br />

Vorsicht betrachtet.<br />

Ja, das wollte ich noch hinzufügen. Wenn man etwas<br />

verkaufen will, nennt man einfach grosse Zahlen (lacht).<br />

Bei Quantencomputern zum Beispiel, kann man auf eine<br />

hohe Anzahl Qubits verweisen. Der Laie mag Unternehmen<br />

tatsächlich an solchen Zahlen messen, aber wer mit<br />

Quanten arbeitet, der weiss, dass 1000 Qubits nichts nützen,<br />

wenn die Qualität nicht stimmt. Die Qualität wird durch die<br />

Genauigkeit bestimmt. Heute haben wir bei den zuvor<br />

erwähnten supraleitenden Qubits eine Fidelity von vier<br />

‘Neunen’ erreicht, das sind 99,99 Prozent Fidelity.<br />

Zum Vergleich: IBM oder andere Firmen erreichen eine<br />

Fidelity von 99,77 %, was auch sehr gut ist. Aber der<br />

Unterschied ist enorm. Bei einer Fidelity von 99,99%<br />

brauche ich vielleicht 100 physikalische Qubits, für eines<br />

mit 99,77 % Fidelity bräuchte ich 800. Man kann also mit<br />

Qualität oder Quantität werben, aber die Kombination aus<br />

hoher Quantität <strong>und</strong> guter Qualität gibt es noch nicht.<br />

Da sprechen Sie einen wichtigen Punkt an: Einerseits gibt<br />

es einen Hype um die Quantentechnologie, andererseits<br />

gibt es auch viel Skepsis gegenüber der Technologie, weil<br />

die Entwicklung langsamer voranschreitet als erhofft.<br />

Dennoch glaube ich, dass das Interesse in den letzten fünf<br />

Jahren stark zugenommen hat, so dass auch in schlechteren<br />

Zeiten eine kritische Masse vorhanden ist, um einen<br />

möglichen ‘Quantenwinter’ zu überstehen. Mit anderen<br />

Worten: Es gibt jetzt so viele Menschen, die sich dafür<br />

interessieren, dass die Technologie nicht mehr wegzudenken<br />

ist. Es gibt Zyklen, aber der Trend geht nach oben. In<br />

den letzten Jahren war die Entwicklung besonders rasant.<br />

Der Fortschritt kommt manchmal unerwartet schnell, wie<br />

wir kürzlich von amerikanischen Start-up Quera gehört<br />

haben, die gerade mit 1000 Qubits aufgetaucht sind <strong>und</strong><br />

grosse Fortschritte in der logischen Implementierung<br />

gemacht haben. Auch hier muss man zwischen den Zeilen<br />

lesen, aber man kann sagen, dass grosse Fortschritte<br />

gemacht werden.<br />

Sie sind beratend für QuantumBasel tätig. Was beinhaltet<br />

diese Tätigkeit?<br />

Ich bin vor allem für das Symposium verantwortlich. Ein<br />

Symposium entsteht nicht von heute auf morgen. Gerade<br />

im akademischen Bereich bekommen Topforscher sehr<br />

viele Einladungen, da muss man schon einen besonderen<br />

Anlass auf die Beine stellen, damit die Leute kommen <strong>und</strong><br />

vor allem auch als Referenten auftreten. Aber das ist jetzt<br />

schon die zweite Veranstaltung, die wir hier organisieren.<br />

Wobei es beim ersten Mal noch schlicht <strong>und</strong> einfach<br />

US-Switzerland Quantum Symposium hiess. Aber der<br />

Auslöser, der zu dieser Veranstaltung geführt hat, ist<br />

erwähnenswert…<br />

... weil Sie Industrie <strong>und</strong> Forschung zusammenbringen<br />

wollten?<br />

Das auch, aber der eigentliche Auslöser war, dass wir in der<br />

Schweiz von vielen Bereichen der europäischen Forschung<br />

r<strong>und</strong> um die Quantentechnologien ausgeschlossen sind.<br />

Selbst wenn wir bezahlen wollen, kommen wir nicht mehr<br />

rein. Das ist extrem, <strong>und</strong> die Schweiz versucht natürlich,<br />

bilaterale Abkommen zu schliessen. So kam es auch zu<br />

einem mit den USA, <strong>und</strong> das war der Anlass für die erste<br />

Veranstaltung. Die Veranstaltung war ein Erfolg – <strong>und</strong> das<br />

ist auch der Gr<strong>und</strong>, warum wir sie jetzt ausgeweitet <strong>und</strong><br />

globalisiert haben. Aber das Alleinstellungsmerkmal ist<br />

geblieben: Wir wollen hohe akademische Qualität gemischt<br />

mit der Industrie.<br />

Was macht die Quantentechnologie für Sie so spannend?<br />

Für uns als Wissenschaftler ist es spannend zu sehen, wie<br />

sich alles entwickelt. Quantencomputing ist das Beste, was<br />

man prinzipiell machen kann, <strong>und</strong> ich sage das, weil es ein<br />

Gebiet ist, das an die Naturgesetze geb<strong>und</strong>en ist. Ich glaube<br />

auch, dass deshalb das Interesse an diesem Gebiet so<br />

konstant hoch ist: Es ist dermassen gr<strong>und</strong>legend, dass wir<br />

einfach verstehen wollen, ob es möglich ist.<br />

Quantencomputing ist das Beste, was man machen kann,<br />

sagen Sie. Also sollte man sich auch als Industrieunternehmen<br />

damit beschäftigen – <strong>und</strong> zwar schon heute?<br />

Ich glaube, niemand kann sich dem verschliessen. Wie bei<br />

der KI. Und da gibt es auch Parallelen: KI gibt es seit 30<br />

Jahren. Es sind nicht viele neue Ideen dazu gekommen.<br />

Das Einzige, was neu ist, ist die physische Plattform, die sie<br />

ermöglicht. Aber die Idee war schon da. Sie hat erst jetzt<br />

den Durchbruch geschafft. Wenn das Quantencomputing<br />

den Durchbruch schafft, wird es noch viel grösser sein. Es<br />

wird eine Revolution sein – <strong>und</strong> ich denke schon, dass man<br />

darauf vorbereitet sein sollte. Und das geht natürlich am<br />

besten, wenn man sich jetzt damit beschäftigt.<br />

Zur Person<br />

Daniel Loss, Professor für Theoretische Physik an der<br />

Universität Basel, ist weltbekannter Experte für Quantencomputing<br />

<strong>und</strong> Spin-Phänomene in Nanostrukturen <strong>und</strong> Direktor des<br />

Basel Center for Quantum Computing and Quantum Coherence<br />

(QC2). Er ist in beratender Funktion für QuantumBasel tätig<br />

<strong>und</strong> half, das Global Quantum Symposium zu organisieren.<br />

#<strong>027</strong> 55


Wissenswertes<br />

UMWELTFREUNDLICHE UND<br />

WASSERABWEISENDE FASERN<br />

Empa-Forscher Dirk Hegemann entwickelt<br />

Plasma-Beschichtungsverfahren für<br />

umweltfre<strong>und</strong>liche Textilien. Bild: Empa<br />

Regenjacken, Badehosen oder<br />

Polsterstoffe: Textilien mit<br />

wasserabweisenden Eigenschaften<br />

benötigen eine chemische<br />

Imprägnierung. Fluor-haltige<br />

PFAS-Chemikalien sind zwar wirkungsvoll,<br />

schaden aber der Ges<strong>und</strong>heit<br />

<strong>und</strong> reichern sich in der Umwelt<br />

an. Empa-Forschende entwickeln nun<br />

ein Verfahren mit alternativen Substanzen,<br />

mit dem sich umweltfre<strong>und</strong>liche<br />

wasserabweisende Textilfasern<br />

erzeugen lassen. Erste Analysen zeigen:<br />

Die innovativen Fasern weisen<br />

Wasser stärker ab <strong>und</strong> trocknen<br />

schneller als die herkömmlicher Produkte.<br />

Dirk Hegemann vom «Advanced<br />

­Fibers»-Labor der Empa in St. Gallen<br />

erläutert das von der Innosuisse geförderte<br />

Projekt: «Wir setzen hochvernetzte<br />

Siloxane ein, die Silikon-ähnliche<br />

Schichten erzeugen, aber anders<br />

als Fluor-haltige PFAS unbedenklich<br />

sind.» Für die Faserbeschichtung werden<br />

die Siloxane in einem reaktiven<br />

Gas zerstäubt <strong>und</strong> aktiviert. Auf diese<br />

Weise behalten sie ihre funktionalen<br />

Eigenschaften <strong>und</strong> umschliessen die<br />

Textilfasern mit einer 30-Nanometerfeinen<br />

wasserabweisenden Hülle. Derart<br />

beschichtete Fäden lassen sich danach<br />

zu wasserabweisenden Textilien<br />

jeglicher Art verarbeiten, etwa zu Kleidungsstücken<br />

oder technischen Textilien.<br />

Der Vorteil gegenüber herkömmlichen<br />

nasschemischen Verfahren:<br />

Selbst bei komplex strukturierten Textilien<br />

ist die lückenlose Verteilung der<br />

hydrophoben Substanzen bis in alle<br />

Windungen der verschlungenen Fasern<br />

gewährleistet. Dies ist zentral,<br />

denn schon eine winzige benetzbare<br />

Stelle würde genügen, damit Wasser in<br />

die Tiefe des Stoffes eindringt <strong>und</strong><br />

dessen schnelles Trocknen verhindert.<br />

«Es ist uns sogar gelungen, selbst<br />

anspruchsvollere, elastische Fasern<br />

mit dem neuen Verfahren dauerhaft zu<br />

imprägnieren, was bisher nicht möglich<br />

war», so Dirk Hegemann.<br />

In ersten Laboranalysen schneiden<br />

die umweltfre<strong>und</strong>lichen Fasern bereits<br />

leicht besser ab als herkömmliche<br />

PFAS-beschichtete Stoffe: Sie saugen<br />

weniger Wasser auf <strong>und</strong> trocknen<br />

schneller. So richtig ins Gewicht fallen<br />

die Eigenschaften der Fluor-freien Beschichtung<br />

aber erst nach mehrmaligem<br />

Waschen der Textilien: Während<br />

die herkömmliche PFAS-Imprägnierung<br />

bei dehnbaren Textilien bereits<br />

deutlich leidet, bleibt die Fluor-freie<br />

Faser auf hohem Niveau.<br />

Dirk Hegemann <strong>und</strong> sein Team sind<br />

nun daran, das Verfahren zu leistungsfähigen<br />

<strong>und</strong> wirtschaftlich tragfähigen<br />

industriellen Prozessen zu skalieren.<br />

Erste Schweizer Textilunternehmen<br />

haben bereits ihr Interesse bek<strong>und</strong>et.<br />

«Die Technologie ist umweltfre<strong>und</strong>lich<br />

<strong>und</strong> verfügt gleichzeitig über ein interessantes<br />

wirtschaftliches Potenzial»,<br />

sagt beispielsweise Bernd Schäfer, CEO<br />

von Beag.<br />

www.empa.ch<br />

56 #<strong>027</strong>


HOCHLASTAKTOREN AUS<br />

FORMGEDÄCHTNISLEGIERUNGEN<br />

Das Beste<br />

aus zwei Welten<br />

In einem Forschungsprojekt hat<br />

ein Team von Fraunhofer IPM,<br />

Fraunhofer IWU <strong>und</strong> Fraunhofer<br />

IFAM kompakte, hochdynamische<br />

Hochlastaktoren auf Basis<br />

thermischer Formgedächtnislegierungen<br />

(FGL) entwickelt. Diese<br />

neuartigen Aktoren sind bei einem<br />

Durchmesser von nur 15 mm <strong>und</strong><br />

eine Länge von 16 mm in der Lage,<br />

eine Masse von 500 kg um bis zu<br />

200 µm anzuheben. Dank ihres innovativen<br />

Peltier-Temperiersystems<br />

lassen sie sich mit 0,3 Hz<br />

schalten. Zur Ansteuerung werden<br />

nur zwei Kabel benötigt, die mit<br />

einer dezentralen, kostengünstigen<br />

Regelelektronik verb<strong>und</strong>en<br />

sind.<br />

Zur schnellen Kühlung des FGL-<br />

Hochlastaktors haben die Forschenden<br />

zwei Ansätze verfolgt:<br />

zum einen schaltbare Heatpipes,<br />

zum anderen r<strong>und</strong>e thermoelektrische<br />

Module. Insbesondere mit<br />

dem zweiten Ansatz war es möglich,<br />

hohe Dynamiken bei geringer<br />

Systemgrösse zu erreichen.<br />

Das eröffnet im Hinblick auf<br />

Kompaktheit, Regelbarkeit <strong>und</strong><br />

Einfachheit völlig neue Einsatzmöglichkeiten<br />

für FGL-Aktoren.<br />

Der Basis-FGL-Hochlastaktor besteht<br />

neben der FGL-Komponente,<br />

die als Energiewandler fungiert,<br />

aus einem ausgeklügelten<br />

Vorspannsystem. Bei der Entwicklung<br />

wurde ein Baukastenprinzip<br />

realisiert, das es erlaubt,<br />

FGL-Hochlastaktoren k<strong>und</strong>enspezifisch<br />

auf die jeweiligen Anforderungen<br />

anzupassen.<br />

Die Geometriefreiheit <strong>und</strong> Verfügbarkeit<br />

von Formgedächtniskomponenten<br />

war bisher ein Manko<br />

der FGL-Hochlastaktorik. Die<br />

Wissenschaftler haben dieses Problem<br />

durch die additive Fertigung<br />

massgeschneiderter FGL-Bauteile<br />

gelöst. Zudem konnten die Funktionseigenschaften<br />

wie Hysterese<br />

<strong>und</strong> Degradation durch pulverbettbasiertes<br />

Laserstrahlschmelzen<br />

deutlich verbessert werden.<br />

www.ipm.fraunhofer.de<br />

Hochlastaktoren auf Basis thermischer Formgedächtnislegierungen entfalten hohe<br />

Kräfte auf kleinem Raum <strong>und</strong> arbeiten hochdynamisch. Mit ihnen lassen sich zum<br />

Beispiel Bauteile in Produktionsmaschinen sehr genau positionieren.<br />

Bild: Fraunhofer IPM<br />

Die IO-Link Community <strong>und</strong> die mioty<br />

Alliance haben beschlossen, in Zukunft<br />

enger zusammenzuarbeiten <strong>und</strong><br />

zu kooperieren. Im Fokus dieser Kooperation<br />

steht der Endanwender, für<br />

den durch die Zusammenarbeit der Organisationen<br />

ein deutlicher Mehrwert<br />

entstehen soll.<br />

Die nahtlose Integration von mioty<br />

ins IO-Link-Ökosystem erweitert den<br />

Wirkbereich von IO-Link. Dies bietet<br />

einen Mehrwert für alle industriellen<br />

Anwender, die bisher die Vorteile von<br />

IO-Link genutzt haben. Das Implementieren<br />

neuer Technologien erlaubt hier<br />

eine deutlich einfachere Integration<br />

im Stil von IO-Link. Durch die Verbindung<br />

von miotys robustem, drahtlosem<br />

LPWAN-Netzwerk <strong>und</strong> der Vielseitigkeit<br />

<strong>und</strong> der Integration der IO-Link-<br />

Technologie wird angestrebt, die Anlagenvernetzung<br />

zu optimieren, die<br />

Fernüberwachung <strong>und</strong> -steuerung zu<br />

verbessern sowie eine höhere Flexibilität<br />

<strong>und</strong> Skalierbarkeit für die K<strong>und</strong>en<br />

in verschiedenen Branchen zu bieten.<br />

mioty <strong>und</strong> IO-Link wireless ergänzen<br />

sich dabei in der Funktechnologie optimal:<br />

Während mioty hohe Reichweiten,<br />

viele Geräte, hohe Batterielebensdauern<br />

<strong>und</strong> eine Datenübertragung mit<br />

eingeschränkter Bandbreite ermöglicht,<br />

fokussiert sich IO-Link wireless<br />

auf die Vorteile der Echtzeitfähigkeit<br />

<strong>und</strong> schnelle Prozessführungen.<br />

Die Kooperation der IO-Link Community<br />

<strong>und</strong> der mioty Alliance läuft<br />

gerade in zwei Arbeitsgruppen zur<br />

Technik <strong>und</strong> zum Marketing, in denen<br />

parallel an einer technischen<br />

Systemspezifikation <strong>und</strong> der dazugehörigen<br />

Strategie zur gemeinsamen<br />

Kooperation gearbeitet wird. Interessierte<br />

Firmen sind eingeladen, hier<br />

zu partizipieren.<br />

www.mioty-alliance.com<br />

www.profibus.com<br />

#<strong>027</strong> 57


IMPRESSUM<br />

Das crossmediale Fachmagazin für<br />

Automation <strong>und</strong> Fertigungstechnik<br />

www.technik-<strong>und</strong>-wissen.ch<br />

Leser-Service / Abonnement<br />

1 Jahr, CHF 25.– inkl. MwSt.<br />

T. +41 41 464 60 48<br />

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www.technik-<strong>und</strong>-wissen.ch/abo<br />

Chefredaktion<br />

Eugen Albisser, Chefredaktor Online<br />

eugen.albisser@technik-<strong>und</strong>-wissen.ch<br />

Markus Back, Chefredaktor Print<br />

markus.back@technik-<strong>und</strong>-wissen.ch<br />

Redaktion<br />

redaktion@technik-<strong>und</strong>-wissen.ch<br />

Redaktionsadresse<br />

Redaktion Technik <strong>und</strong> Wissen<br />

Weidweg 49, 3032 Hinterkappelen<br />

Leitung Werbemarkt<br />

Christian Heim<br />

christian.heim@technik-<strong>und</strong>-wissen.ch<br />

Konzept & Layout<br />

Medienart AG, Aurorastrasse 27, 5000 Aarau<br />

Priska Kellenberger (Layout)<br />

Yvette Bolliger (Layout)<br />

info@medienart.ch<br />

Druck<br />

AVD Goldach AG, Sulzstrasse 10–12, 9403 Goldach<br />

www.avd.ch<br />

Herausgeber<br />

Technik <strong>und</strong> Wissen GmbH<br />

Oberneuhofstrasse 5, 6304 Baar<br />

Tel. +41 41 464 60 46<br />

www.technik-<strong>und</strong>-wissen.ch<br />

Die nächste <strong>Ausgabe</strong><br />

von Technik <strong>und</strong><br />

Wissen erscheint<br />

am 18. September 2024<br />

NEUARTIGE BESCHICHTUNG<br />

GEGEN EIS<br />

Eisabweisende Beschichtungen gibt es<br />

schon länger, bislang sind sie aber sehr<br />

empfindlich <strong>und</strong> lösen sich recht schnell<br />

von den zu schützenden Oberflächen. Einem<br />

Forschungsteam um Anna Maria Coclite <strong>und</strong><br />

Gabriel Hernández Rodríguez vom Institut für<br />

Festkörperphysik der TU Graz ist es nun gelungen,<br />

diesen Mangel zu beheben. Sie haben eine<br />

stark eisabweisende Beschichtung entwickelt, die<br />

auf verschiedensten Materialien haftet <strong>und</strong> sehr<br />

widerstandsfähig gegen Abrieb ist.<br />

Erreicht haben die Forschenden diesen Entwicklungssprung<br />

durch den Einsatz der initiierten chemischen<br />

Gasphasenabscheidung. Damit ist es<br />

möglich, ein stark haftendes Gr<strong>und</strong>ierungsmaterial<br />

graduell in die eisabweisende Verbindung übergehen<br />

zu lassen. Dieser stufenlose Übergang gelingt,<br />

indem die beiden Materialien als sich<br />

veränderndes Gasgemisch auf die zu beschichtende<br />

Oberfläche aufgetragen werden. Zunächst besteht<br />

das Gasgemisch rein aus dem Gr<strong>und</strong>ierungsmaterial,<br />

der Anteil des eisabweisenden Materials<br />

wird während des Auftragens kontinuierlich erhöht,<br />

von anfangs 0 auf schliesslich 100 Prozent.<br />

Das Ergebnis ist eine Beschichtung mit einer stark<br />

haftenden Unterseite <strong>und</strong> einer Oberseite, die Eiskristallen<br />

keinen Halt bietet.<br />

Für die neuartige Beschichtung sind vielfältige<br />

Anwendungen denkbar, etwa in der Luftfahrtbranche:<br />

Das Enteisen von Flugzeugen könnte dadurch<br />

beschleunigt werden <strong>und</strong> mit weniger<br />

Frostschutzmitteln auskommen. Auch der Witterung<br />

ausgesetzte Sensoren, die durch Eis gestört<br />

werden, könnten profitieren.<br />

www.tugraz.at<br />

Geschäftsführung<br />

Eugen Albisser (Vorsitz, Chefredaktion Online)<br />

Markus Back (Chefredaktion Print)<br />

Jürg Rykart (Strategische Partnerschaften)<br />

Erscheinungsweise<br />

4 × jährlich, 6. Jahrgang<br />

Auflage<br />

8000 Exemplare<br />

Eine Publikation in Zusammenarbeit mit<br />

Alle Urheber- <strong>und</strong> Verlagsrechte an dieser Publikation oder Teilen<br />

davon sind vorbehalten. Jede Verwendung oder Verwertung bedarf<br />

der schriftlichen Zustimmung der Herausgeber. Der Inhalt dieses<br />

Heftes wurde sorgfältig geprüft. Dennoch übernimmt der Herausgeber<br />

keine Haftung für seine Richtigkeit. Die rechtlichen Bestimmungen<br />

für die Schaltung von Werbung entnehmen Sie den «Allgemeinen<br />

Geschäftsbedingungen» unter www.technik-<strong>und</strong>-wissen.ch<br />

Die eisabweisende Beschichtung ist hauchdünn. Für ihre<br />

Versuche haben Anna Maria Coclite <strong>und</strong> Gabriel Hernández<br />

Rodríguez (hier im Bild) sie in Stärken zwischen 300<br />

<strong>und</strong> 500 Nanometer aufgetragen. Bild: TU Graz<br />

58 #<strong>027</strong><br />

#026 #017


<strong>WISSEN</strong>SWERTES<br />

Generative Methode berechnet Phasendiagramme<br />

Forschende um Prof. Dr. Christoph<br />

Bruder von der Universität Basel haben<br />

mit Kollegen des Massachusetts<br />

Institute of Technology in Boston eine<br />

neue Methode entwickelt, um Phasendiagramme<br />

von physikalischen Systemen<br />

zu berechnen.<br />

Phasendiagramme sind in der Physik<br />

sehr wichtig <strong>und</strong> beschreiben, in welchen<br />

Zustandsformen ein Material<br />

existieren kann – Wasser zum Beispiel<br />

als Eis, flüssiges Wasser oder Wasserdampf.<br />

Zwischen diesen Phasen<br />

kommt es in Abhängigkeit von bestimmten<br />

Grössen, etwa der Temperatur<br />

oder dem Druck, zu Phasenübergängen.<br />

Diese können verschiedenster<br />

Art sein, zum Beispiel vom normalen<br />

elektrischen Leiter zum Supraleiter<br />

oder vom nichtmagnetischen zum ferromagnetischen<br />

Zustand.<br />

«Phasendiagramme zu berechnen ist<br />

allerdings schwierig <strong>und</strong> erfordert viel<br />

Vorwissen der Forschenden», sagt Julian<br />

Arnold, Doktorand in Bruders Arbeitsgruppe.<br />

Das Problem liegt darin,<br />

dass ein Festkörper oder eine Flüssigkeit<br />

aus Teilchen, Atomen oder Molekülen,<br />

besteht. Diese Teilchen stehen<br />

in Wechselwirkung zueinander, sie<br />

ziehen sich also an oder stossen sich<br />

ab. Entsprechend viele Möglichkeiten<br />

gibt es, wie der Gesamtzustand des<br />

Materials aussehen kann.<br />

«In der Vergangenheit wurden diese<br />

Zustände oft mithilfe von neuronalen<br />

Netzwerken klassifiziert <strong>und</strong> so ein<br />

Phasendiagram errechnet», erklärt<br />

Christoph Bruder. Das funktioniert in<br />

etwa so wie in der Bilderkennung, bei<br />

der ein Algorithmus versucht, zwischen<br />

H<strong>und</strong>e- <strong>und</strong> Katzenbildern zu<br />

unterscheiden. Der Algorithmus berechnet<br />

dabei, wie wahrscheinlich es<br />

ist, dass ein bestimmtes Bild einen<br />

H<strong>und</strong> oder eine Katze zeigt <strong>und</strong> trifft<br />

dann seine Entscheidung.<br />

Als Alternative zu diesem diskriminativen<br />

Ansatz haben die Forscher<br />

aus Basel <strong>und</strong> Boston nun eine generative<br />

Methode entwickelt. Der Unterschied:<br />

Bei der generativen Methode,<br />

die ChatGPT ähnelt, erzeugt der Computer<br />

eine grosse Zahl von möglichen<br />

Zuständen des Systems <strong>und</strong> entscheidet<br />

dann jeweils, zu welcher Phase ein<br />

bestimmter Zustand gehört. «Wir haben<br />

gezeigt, dass diese Methode in der<br />

Lage ist, ein Phasendiagramm autonom<br />

<strong>und</strong> in viel kürzerer Zeit als die<br />

diskriminative Methode zu berechnen»,<br />

sagt Julian Arnold. Derzeit testet<br />

er das Verfahren an einem Modell für<br />

Schwarze Löcher im Universum, um<br />

deren Phasenübergänge zu detektieren.<br />

In Zukunft könnte die Technik sogar<br />

Physiklabore automatisieren: Der Algorithmus<br />

würde automatisch die<br />

Kontrollparameter einer Versuchsapparatur<br />

einstellen <strong>und</strong> aus den gemessenen<br />

Daten direkt ein Phasendiagramm<br />

erstellen.<br />

www.unibas.ch<br />

Wenn zwischen Ihnen <strong>und</strong> uns mehr entsteht:<br />

Das ist der MAPAL Effekt.<br />

Stuttgart<br />

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#<strong>027</strong> 59


<strong>WISSEN</strong>SWERTES<br />

GRUNDLAGENFORSCHUNG<br />

ZU QUANTEN-SPIN-FLÜSSIGKEITEN<br />

Weltweit führender Wissenschaftler<br />

auf dem Gebiet der molekularen<br />

Quantenmaterialien: Prof.<br />

Kazushi Kanoda ist als Humboldt-<br />

Forschungspreisträger in Stuttgart<br />

zu Gast. Bild: Universität Stuttgart<br />

Der mit dem Humboldt-Forschungspreis<br />

ausgezeichnete<br />

japanische Physiker Prof.<br />

Kazushi Kanoda forscht gemeinsam<br />

mit Arbeitsgruppen der Universität<br />

Stuttgart <strong>und</strong> des Max-Planck-<br />

Instituts für Festkörperforschung an<br />

einem neuen, gr<strong>und</strong>legenden Zustand<br />

der Materie: den Quanten-Spin-Flüssigkeiten.<br />

Quanten-Spin-Flüssigkeiten sind<br />

eine spezielle Form von Materie. Sie<br />

beruhen auf dem kollektiven Verhalten<br />

ihrer Elektronen, genauer: ihrer<br />

Elektronenspins. Jedes Elektron ist<br />

ein kleiner Magnet, dessen Orientierung<br />

durch den Begriff «Spin» beschreibbar<br />

ist. In einem gewöhnlichen<br />

Festkörper richten sich die interagierenden<br />

Elektronenspins bei sehr tiefen<br />

Temperaturen exakt zueinander<br />

aus. Bei Quanten-Spin-Flüssigkeiten<br />

ist das anders. Sinkt die Temperatur<br />

immer weiter ab, bleiben deren Elektronenspins<br />

ungeordnet. Diese Unordnung<br />

ist der Gr<strong>und</strong>, warum solche Materialien<br />

als Flüssigkeiten bezeichnet<br />

werden, obwohl sie fest sind: In Flüssigkeiten<br />

sind die Moleküle ungeordneter<br />

als in Festkörpern – <strong>und</strong> in<br />

Quanten-Spin-Flüssigkeiten sind bei<br />

tiefen Temperaturen die Spins ungeordneter<br />

als in gewöhnlichen Festkörpern.<br />

«Ein solcher Zustand der Materie ist<br />

vor fünf Jahrzehnten vorhergesagt<br />

worden, aber der endgültige Nachweis<br />

steht noch aus», erläutert Kazushi Kanoda:<br />

«Diesen wollen wir im Rahmen<br />

unserer Zusammenarbeit für bestimmte<br />

organische Materialien erbringen.»<br />

Welches Potenzial hinter<br />

seiner Gr<strong>und</strong>lagenforschung steckt,<br />

mag der Wissenschaftler nicht abzusehen.<br />

«Möglicherweise», so Kazushi<br />

Kanoda, «ergeben sich aus einem tieferen<br />

Verständnis dieser f<strong>und</strong>amentalen<br />

physikalischen Fragen jedoch Erkenntnisse,<br />

die sich zum Beispiel für<br />

Quantencomputer nutzen lassen.»<br />

Schon heute gibt es Quantencomputer,<br />

die zum Rechnen Spins verwenden.<br />

Ihre technologische Basis hat<br />

zwar nichts mit Quanten-Spin-Flüssigkeiten<br />

zu tun, doch womöglich bereiten<br />

diese den Weg für einen neuen<br />

Ansatz, wie Quantencomputer künftig<br />

mit Spins rechnen können.<br />

www.uni-stuttgart.de<br />

Dekarbonisierte Erzeugung von Prozessdampf<br />

Für die Dampferzeugung werden bisher<br />

zumeist fossile Brennstoffe verwendet.<br />

Das neue Forschungsprojekt<br />

«SecöndLife» der TU Berlin konzentriert<br />

sich nun darauf, die Erzeugung<br />

von Prozessdampf, der bei vielen<br />

technischen Verfahren gebraucht<br />

wird, fossilfrei zu gestalten. Ziel ist<br />

es, die Umweltbelastung zu verringern,<br />

indem vorhandene Infrastrukturen<br />

wie Rohrleitungen <strong>und</strong> andere<br />

Anlagenkomponenten weiter genutzt<br />

<strong>und</strong> Emissionen reduziert werden,<br />

während gleichzeitig die Energieeffizienz<br />

verbessert wird.<br />

Die Projektbeteiligten wollen hierfür<br />

ein Analysewerkzeug entwickeln,<br />

das bei der Planung von neuen<br />

fossilfreien Industrieanlagen <strong>und</strong><br />

der Integration von bestehenden Anlagen<br />

hilft. Dieses Werkzeug soll<br />

dann für allgemeine Planungsprozesse<br />

zugänglich sein <strong>und</strong> eine breite<br />

Anwendung finden. Eine Open-<br />

Source-Dokumentation soll dies<br />

unterstützen.<br />

Dr.-Ing. Mathias Hofmann, Leiter des<br />

TU-Teilvorhabens, betont die Bedeutung<br />

dieses Projektes: «Wir wollen<br />

wegweisende Lösungen für eine dekarbonisierte<br />

Prozessdampfbereitstellung<br />

entwickeln. Durch die Integration<br />

verschiedener Technologien<br />

<strong>und</strong> die Nutzung vorhandener Infrastrukturen<br />

streben wir eine nachhaltige<br />

Energieversorgung an, die ökologisch<br />

<strong>und</strong> wirtschaftlich überzeugt.»<br />

www.tu-berlin.de<br />

60 #<strong>027</strong>


<strong>WISSEN</strong>SWERTES<br />

ULTRAKURZE LICHTPULSE<br />

ERZEUGEN KÜNSTLICHE NASE<br />

Die TU Wien hat eine neue Spektroskopie-Methode<br />

entwickelt:<br />

Mit Hilfe einer Serie von Lichtblitzen<br />

führt diese chemische<br />

Analysen viel schneller <strong>und</strong> präziser<br />

durch als bisher.<br />

Basis der Technologie ist die stimulierte<br />

Raman Emission – ein quantenphysikalischer<br />

Prozess, an dem mehrere Photonen<br />

gleichzeitig beteiligt sind. Hierbei<br />

wird eine Probe mit Licht, das aus zwei<br />

geringfügig unterschiedlichen Wellenlängen<br />

besteht, bestrahlt. Dadurch kann<br />

ein Molekül der Probe gleichzeitig von<br />

zwei Photonen getroffen werden, die geringfügig<br />

unterschiedlich viel Energie<br />

haben. In Folge dessen kann es passieren,<br />

dass aus dem energiereichen <strong>und</strong><br />

dem energieärmeren Photon zwei energieärmere<br />

Photonen werden – die verbleibende<br />

Energiedifferenz führt dazu,<br />

dass das Molekül ein bisschen mehr<br />

Energie hat. Dies ist der Nachweis, dass<br />

sich das gesuchte Molekül tatsächlich in<br />

der Probe bef<strong>und</strong>en hat.<br />

Eine entscheidende Beobachtung machte<br />

hierbei Hongtao Hu von der TU Wien:<br />

Je länger die Serie von Lichtpulsen ist,<br />

mit der die Probe bestrahlt wird, umso<br />

präziser ist das Ergebnis. «Man kann mit<br />

einer Serie aus vielen Einzelpulsen somit<br />

eine deutlich höhere spektrale Auflösung<br />

erreichen als bisher», sagt Hongtao Hu.<br />

Im Prinzip lassen sich so also auch Raman-Übergänge<br />

voneinander unterscheiden,<br />

die von unterschiedlichen Molekülen<br />

kommen, deren Signale mit bisherigen<br />

Technologien aber fast exakt gleich aussehen.<br />

Anwendungsmöglichkeiten der<br />

neuen Technologie reichen von der Umweltanalytik<br />

bis zur Qualitätssicherung<br />

in der chemischen Industrie.<br />

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RÜCKBLICK GRINDINGHUB<br />

SCHLEIFEN, SCHLEIFEN,<br />

SCHLEIFEN…<br />

Messebesuche sind öde! Mitnichten. Beim R<strong>und</strong>gang auf der<br />

Grinding Hub gab es vieles zu sehen <strong>und</strong> zu erleben. Besonders<br />

faszinierend: die Innovationskraft der Branche.<br />

Von Eugen Albisser <strong>und</strong> Markus Back<br />

Seit 2022 landen auf Einladung des Vereins Deutscher<br />

Werkzeugmaschinenfabriken regelmässig<br />

UGOs in der Landesmesse Stuttgart. Aufgabe der<br />

Unknown Grinding Objects: sämtliche Neuerungen<br />

aus dem globalen Schleifraum auf der Schwäbischen<br />

Alb zu präsentieren. Und dieser Ansatz funktioniert. Waren<br />

es bei der Premiere vor zwei Jahren noch 370 Aussteller<br />

<strong>und</strong> 9500 Besucher, lockten die ungewöhnlichen Flugobjekte<br />

bei der Neuauflage bereits 500 Aussteller <strong>und</strong> 11000<br />

Besucher in die baden-württembergische Hochebene.<br />

Bei näherer Betrachtung sind es aber wohl eher nicht die<br />

UGOs, die für den Erfolg der Grinding Hub stehen. Vielmehr<br />

ist es das Konzept der Fachmesse, das Besucher aus dem<br />

gesamten DACH-Raum nach Stuttgart kommen lässt. Dieses<br />

deckt alle Aspekte der Wertschöpfung in diesem Bereich ab:<br />

Im Zentrum stehen hierbei vor allem Schleifmaschinen,<br />

Werkzeugschleifmaschinen <strong>und</strong> Schleifmittel.<br />

Für manch einen mag Schleifen nicht mehr sein, als ein Metall<br />

an einen rotierenden Stein zu heben. So wie man es eben<br />

aus verklärten Mittelalterfilmen kennt: Der Dorfschmied<br />

steht neben der glühenden Esse <strong>und</strong> verleiht dem Schwert<br />

die nötige Schärfe, um später den Schurken eine mitgeben<br />

zu können. Dass dieses Bild längst überholt ist, erfuhren die<br />

Besucher im Start-up-Bereich, in dem junge <strong>und</strong> innovative<br />

Unternehmen ihre Ideen einer breiten Masse präsentieren<br />

durften.<br />

K-Wert einer Schneidkante eindeutig bestimmen<br />

Eines dieser jungen Unternehmen ist die AT-Robotics aus<br />

Stuttgart. Sie hat ein einzigartiges automatisiertes Verfahren<br />

entwickelt, das den K-Wert einer Schneidkante eindeutig<br />

bestimmen <strong>und</strong> darauf exakt Einfluss nehmen kann. Diesem<br />

K-Wert kommt eine entscheidende Rolle zu: Denn je<br />

optimaler die Schneidkante eines Fräsers, Bohrers, Stufenbohrers<br />

oder auch einer Reibahle vorbereitet ist, desto bessere<br />

Ergebnisse lassen sich erzielen <strong>und</strong> desto höher ist die<br />

Standzeit <strong>und</strong> damit die Wirtschaftlichkeit des Werkzeugs.<br />

Ein wesentliches Kriterium spielt hierbei besagter K-Wert,<br />

der die Form der Verr<strong>und</strong>ung an einer Schneidkante definiert.<br />

62 #<strong>027</strong>


Bild: EMAG


Dr. Frank Weber von Weber Technologies.<br />

Bild: Weber Technologies<br />

Nur wenige Verfahren können darauf hochpräzise Einfluss<br />

nehmen. Gerade beim Mikrostrahlen, Gleitschleifen, Nassstrahlen<br />

oder dem Magnetfinish sind die Möglichkeiten<br />

mehr als begrenzt. Mit insgesamt sechs Roboterachsen<br />

lässt sich das Werkzeug mit verschiedenen Neigungen<br />

durch eine rotierende Diamantbürste fahren. Die Verr<strong>und</strong>ung<br />

erfolgt mit einer Präzision von wenigen Tausendstel<br />

Millimetern, also in Abmessungen, die noch weit geringer<br />

sind als der Durchmesser eines menschlichen Haares.<br />

Diamantbeschichtete Werkzeuge sorgen für höhere<br />

Performance<br />

Ein weiteres Jungunternehmen war das 2018 gegründete<br />

Potsdamer Unternehmen Weber Technologies, das sich auf<br />

Diamantbeschichtungen für Schneidwerkzeuge <strong>und</strong> Verschleissteile<br />

spezialisiert hat. Mit diamantbeschichteten<br />

Werkzeugen wird unter anderem die Zerspanungsleistung<br />

um ein Vielfaches erhöht im Vergleich zu unbeschichteten<br />

Werkzeugen. Durch ihr entwickeltes Verfahren kann Weber<br />

Technologies eine hohe Reinheit der Diamantschichten erreichen.<br />

«Ein besonderes Merkmal von uns ist, dass wir die<br />

Kristallitgrössen im Prozess skalieren können», sagt Dr.<br />

Frank Weber, Managing Partner des Unternehmens: «Das ist<br />

über mikrokristalline Strukturen im Bereich von ein bis fünf<br />

Mikrometern bis hin zu nanokristallinen Strukturen, wo wir<br />

Grössen von zehn bis 20 Nanometern realisieren können, in<br />

einem Beschichtungsprozess möglich.»<br />

Schleifen «Made in Switzerland»<br />

Erfahrung <strong>und</strong> Innovation müssen dabei nicht zwangsweise<br />

im Widerspruch stehen. Bester Beweis dafür ist die Agathon<br />

AG aus dem Kanton Solothurn. Vor über 100 Jahren<br />

gegründet, setzt sie mit ihrem Erfindungsgeist bis heute<br />

den technologischen Massstab im Bereich der Laser- <strong>und</strong><br />

Schleifmaschinen für die industrielle Produktion von Wendeschneidplatten<br />

(siehe Interview «Schleifen auf höchstem<br />

Niveau» nebenan).<br />

SCHLEIFEN<br />

AUF<br />

HÖCHSTEM<br />

NIVEAU<br />

Wer beim Schleifen auf höchste Präzision<br />

<strong>und</strong> Produktivität angewiesen ist, wird<br />

wohl irgendwann bei Agathon landen. Bei<br />

deren Maschinen lohnt sich ein Blick zu<br />

werfen auf die hervorragenden <strong>und</strong> einmaligen<br />

Programmierfähigkeiten. Ein Gespräch<br />

mit CTO Stephan Scholze.<br />

Von Eugen Albisser<br />

Wir sind hier auf der GrindingHub <strong>und</strong> umgeben von<br />

unzähligen Schleifmaschinen. Man sieht deren Äusseres,<br />

aber lassen Sie uns auf einen inneren Wert dieser Maschinen<br />

eingehen, der oft vergessen wird: die Programmierfähigkeit,<br />

auf die Agathon grossen Wert legt.<br />

Hervorragenden Programmierfähigkeiten sind tatsächlich<br />

ein wichtiger Aspekt, denn damit erst ist man in<br />

der Lage, komplexe Geometrien darzustellen, <strong>und</strong> das<br />

mit einer unglaublichen Wiederholgenauigkeit <strong>und</strong><br />

Präzision. Wir haben über Jahrzehnte eine domänenspezifische<br />

Programmiersprache entwickelt. Es handelt<br />

sich um eine Programmiersprache, mit der das Hauptprodukt,<br />

das auf unseren Maschinen bearbeitet wird,<br />

nämlich Wendeschneidplatten, beschrieben werden<br />

kann. Unsere K<strong>und</strong>en konstruieren Wendeschneidplatten<br />

in 3D <strong>und</strong> können dann alle relevanten Masse <strong>und</strong><br />

Geometrien direkt in das Programm übernehmen. So ist<br />

es möglich, Geometrie <strong>und</strong> Prozess sehr flexibel <strong>und</strong><br />

kompakt abzubilden.<br />

64 #<strong>027</strong>


RÜCKBLICK GRINDINGHUB<br />

Das vollständige<br />

Interview lesen<br />

Sie auf<br />

Ist dies ein Alleinstellungsmerkmal?<br />

Ja. Kein anderer Hersteller hat sich die Mühe gemacht,<br />

eine spezielle Programmiersprache zu entwickeln, um<br />

Wendeschneidplatten herzustellen. Das ist auch keine<br />

einfache Sache, die Leute, die das bei uns gemacht<br />

haben, sind promovierte Physiker oder Mathematiker.<br />

Man muss sich wirklich in der höheren Mathematik<br />

auskennen, um diese Komplexität herunterzubrechen,<br />

die die Maschine dann auch ausführen kann.<br />

Können Sie eine Anwendung nennen, die ohne diese<br />

Programmierfähigkeit nicht möglich wäre?<br />

Eine aktuelle Anwendung ist das Paket zur Herstellung<br />

von Kugelbahnfräsern. Kugelbahnfräser werden benötigt,<br />

um die Laufbahnen in den homokinetischen Gelenken<br />

herzustellen, die sich in jeder Antriebswelle befinden.<br />

Um diese Gelenke herzustellen, muss eine Bahn gefräst<br />

werden, in der sich eine Kugel bewegen kann. Die<br />

Anforderungen an diese Geometrie sind sehr hoch, <strong>und</strong><br />

je genauer sie ist, desto ruhiger läuft das Auto <strong>und</strong> desto<br />

weniger Verschleiss <strong>und</strong> Geräusche entstehen.<br />

Da ist sicher neben viel Software auch eine Portion<br />

Hardware dabei, um diese Bahnen zu realisieren.<br />

Auf jeden Fall. Der Fräser besteht ja nicht aus einem<br />

Stück, sondern aus einem Gr<strong>und</strong>körper, auf den<br />

pCBN-Schneiden, aufgelötet werden. Das ist ein Prozess,<br />

der gewisse Schwankungen hat, <strong>und</strong> unser Verfahren<br />

erlaubt es nun, diese Schwankungen «on the fly» zu<br />

messen <strong>und</strong> zu berücksichtigen, so dass das geschliffene<br />

Ergebnis genau der Fräser ist, der die gewünschte<br />

Kontur erzeugt. Wir haben einen 3D-Messtaster, der<br />

dynamisch zugestellt werden kann. Wir haben ein<br />

spezielles Spannsystem <strong>und</strong> ein Patent für das Spannen<br />

<strong>und</strong> Messen, weil wir die Referenzflächen im gespannten<br />

Zustand des Rohlings messen. Ziel ist es, die<br />

höchste Genauigkeit zu erreichen <strong>und</strong> alle Abweichungen<br />

vom Ideal, die das Rohteil mit sich bringt, in diesem<br />

Bearbeitungsprozess zu berücksichtigen, um ein ideales<br />

Ergebnis zu erzielen.<br />

Sind das Optionen oder sind dies Standards in den<br />

Maschinen?<br />

Das sind Optionen. Wir haben auf der Messe eine Evo<br />

ausgestellt, die unsere leistungsstärkste Maschine<br />

ist. Wir haben drei Plattformen in unserem Portfolio<br />

<strong>und</strong> die Evo-Plattform bietet die meisten Optionen.<br />

Unter anderem den 3D-Messtaster, den man optional<br />

dazu nehmen kann, das entsprechende Spannsystem,<br />

das man braucht, um diese Kugelfräser-Rohlinge auf<br />

der Maschine zu handhaben, <strong>und</strong> ein Handlingsystem,<br />

das autonom be- <strong>und</strong> entlädt. Ausserdem gibt es<br />

Syntaxerweiterungen, also spezielle Befehle, die man<br />

zum Messen <strong>und</strong> Schleifen<br />

braucht, um die entsprechenden<br />

Schneidkanten <strong>und</strong> Fasen herstellen<br />

zu können.<br />

Es muss nicht immer eine Schleifmaschine<br />

sein, insbesondere beim Schruppen. Hier kann Agathon<br />

auf seine Lasermaschinen verweisen, die einen bis zu<br />

100-fach höheren Materialabtrag haben. Wann ist die<br />

Lasermaschine besser geeignet?<br />

Das ist abhängig vom Material. Bei polykristallinem<br />

Diamant (PKD), der zunehmend als Schneidstoff<br />

eingesetzt wird, hat man einen h<strong>und</strong>ertfach höheren<br />

Materialabtrag pro Zeiteinheit verglichen zur Schleifbearbeitung.<br />

Die auf den Gr<strong>und</strong>körper gelöteten<br />

PKD-Schneiden werden heute häufig<br />

drahterodiert. Das Drahterodieren<br />

ist zeitaufwendig <strong>und</strong><br />

führt zu einer grossen<br />

Randzonenschädigung.<br />

Es muss ein grosser<br />

Überstand belassen<br />

werden, was<br />

bedeutet, dass beim<br />

Schleifen viel<br />

Material abgetragen<br />

werden muss.<br />

Diamant mit<br />

Diamant zu schleifen<br />

ist üblich, aber der<br />

Schleifbelag wird stark<br />

beansprucht. Wir empfehlen<br />

daher jedem Hersteller<br />

solcher Werkzeuge, den zusätzlichen<br />

Bearbeitungsschritt der<br />

Laservorbearbeitung in Betracht zu ziehen. Dadurch<br />

können Prozesszeiten beim Schleifen eingespart, der<br />

Schleifscheibenverschleiss reduziert <strong>und</strong> eine höhere<br />

Konstanz erreicht werden.<br />

Zum Abschluss noch eine ganz generelle Frage:<br />

Wofür steht der Name Agathon?<br />

Gute Frage, denn Agathon bedeutet wörtlich übersetzt<br />

«das Gute». Das ist ein altgriechischer Begriff, den uns<br />

unsere Gründerväter vor h<strong>und</strong>ert Jahren mit auf den<br />

Weg gegeben haben <strong>und</strong> nach dem wir handeln. Unser<br />

Ziel ist es, die höchste Produktivität zu ermöglichen,<br />

nahe beim K<strong>und</strong>en zu sein, ihn bei grossen Veränderungen<br />

zu begleiten <strong>und</strong> immer wieder die besten<br />

Produktionsmittel zu liefern. Wenn wir es auf drei<br />

Begriffe reduzieren wollen, dann stehen wir für<br />

Einfachheit, Autonomie <strong>und</strong> Produktivität. Ja, dafür<br />

steht Agathon.<br />

#<strong>027</strong> 65


GRINDINGHUB<br />

Deutlich jünger als die Bellacher, ist die G-Elements GmbH<br />

aus Wallisellen. Das im Jahr 2017 gegründete Unternehmen<br />

zählt zu den Rebellen der Branche <strong>und</strong> hat eine spezielle Vision:<br />

energieoptimierte Schleifprozesse. Wie diese aussehen,<br />

schilderte CEO Florian Hänni ausführlich im Forum der<br />

Grinding Hub:<br />

«Was früher eher stiefmütterlich behandelt wurde, nämlich<br />

das Thema Energieeffizienz, gewinnt aufgr<strong>und</strong> gestiegener<br />

Energiekosten plötzlich an Bedeutung. Es ist nicht mehr etwas,<br />

das man nebenbei macht, sondern es ist wettbewerbsrelevant.<br />

Hier kommt unsere Omnia G-300 ins Spiel. Sie ist<br />

eine CNC-R<strong>und</strong>schleifmaschine mit einer Achsanordnung<br />

XZC mit X <strong>und</strong> Z als Linearachsen sowie C als Rotationsachse.<br />

Wir können Werkstücke mit einem Durchmesser von<br />

200 mm <strong>und</strong> einer Länge von 300 mm bearbeiten. Im Vergleich<br />

zur Maschinengrösse ist dieses Verhältnis aussergewöhnlich.<br />

In der Regel sind Maschinen, die Werkstücke dieser<br />

Dimension bearbeiten können, etwa 2,5 Meter lang <strong>und</strong><br />

wiegen r<strong>und</strong> vier Tonnen. Unsere Maschine passt auf eine<br />

Euro-Palette <strong>und</strong> wiegt etwa 475 Kilogramm. Unsere X-Achse<br />

ist hochgenau, wie man es für präzises Schleifen braucht.<br />

Wir erreichen mechanisch eine Genauigkeit von 0,1 Mikrometern.<br />

Wir haben auf der Schleifspindel 2 kW Antriebsleistung<br />

<strong>und</strong> erreichen Umfangsgeschwindigkeiten bis zu 50<br />

m/s. Auch wenn die Maschine niedlich aussieht, ist sie ein<br />

potentes Arbeitsgerät. Die Z-Achse erreicht Geschwindigkeiten<br />

bis zu 2,7 m/min.<br />

Wir verbauen das Spezialmaterial Super-Invar. Super-Invar<br />

hat einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von nahezu<br />

null, nämlich 0,5 ppm/K. Sie fragen sich vielleicht, warum<br />

andere Hersteller dieses Material nicht verwenden. Der<br />

Gr<strong>und</strong> ist einfach: der Preis. Das Material kostet über 100<br />

Schweizer Franken pro Kilogramm. Bei Maschinen, die vier<br />

bis fünf Tonnen wiegen, ist das ein erheblicher Kostenfaktor.<br />

Da unsere Maschine sehr kompakt ist <strong>und</strong> der Tischaufbau<br />

aus Super-Invar nicht allzu schwer ist, ist das möglich.<br />

Wie bereits erwähnt, erreichen wir mechanisch eine Genauigkeit<br />

von 0,1 Mikrometern – <strong>und</strong> zwar mechanisch sauber.<br />

Ein weiteres, extrem praktisches Feature, ist das Messen auf<br />

der Maschine. Sie kennen wahrscheinlich diese induktiven<br />

Messtaster. Wir haben zwei davon direkt in die Steuerung<br />

integriert. Über ein einfaches Menü können Sie für jede<br />

Achse den Messwert des Tasters aufzeichnen <strong>und</strong> grafisch<br />

darstellen. Sie können Form <strong>und</strong> Lage direkt auf der Maschine<br />

im eingespannten Zustand messen. Das bietet den Vorteil,<br />

dass der Schleifer ein direktes Feedback aus seinem<br />

Prozess erhält, da er das Teil direkt auf der Maschine messen<br />

kann. Diese Messung kann abgespeichert <strong>und</strong> mit der<br />

nächsten Messung verglichen werden, wodurch ein 1-zu-<br />

1-Vergleich möglich ist. So sehen Sie, was genau auf dem<br />

Werkstück in der Maschine passiert.<br />

Nun zur Energieeffizienz. Wir benötigen keinen Starkstrom,<br />

sondern die einzige Energieversorgung für die Maschine ist<br />

ein Einphasenanschluss über 230 Volt, also eine gewöhnliche<br />

Haushaltsteckdose. Sie können die Maschine an jeder<br />

66 #<strong>027</strong>


eliebigen Steckdose betreiben. Wir brauchen keine Druckluft,<br />

keine Hydraulik. Auch das trägt zur Energieeffizienz<br />

bei, weil die energieeffizienteste Variante diejenige ist, die<br />

ich weglassen kann.»<br />

Innovation <strong>und</strong> Optimierung<br />

Innovation ist das eine, Optimierung das andere! Mitunter<br />

gelingt es Herstellern aber auch, einen interessanten Mix<br />

aus Beidem zu schaffen. Ein Maschinenbauer, der das perfekt<br />

beherrscht, ist die Junker Group aus dem baden-württembergischen<br />

Nordrach – in Stuttgart live vertreten mit<br />

der «Plattform 3» in den Grössen Einspannlänge <strong>und</strong> Spitzenweite<br />

von 800 <strong>und</strong> 1600 Millimeter. Deren B-Achse gestattet<br />

es beispielsweise, verschiedene Schleifverfahren<br />

individuell in nur einer Aufspannung zu kombinieren. Geschrubbt<br />

wird zum Beispiel mit einer CBN-Scheibe, danach<br />

veredelt eine Kor<strong>und</strong>scheibe die Oberfläche <strong>und</strong> verpasst<br />

ihr den letzten Schliff. Aber auch das Hochgeschwindigkeitsschleifen<br />

mit bis zu drei Spindeln wird wie bisher mit<br />

dieser neuen Plattform abgedeckt <strong>und</strong> ersetzt die 3000- <strong>und</strong><br />

5000-Baureihe.<br />

Die Kreuzschlittenbauweise der «Plattform 3» vereint indes<br />

die X- <strong>und</strong> Z-Achse <strong>und</strong> erübrigt so die Kugelrollspindel im<br />

Tisch, der starr ist <strong>und</strong> Bauraum spart. Diese Lösung ist somit<br />

auch für Schweizer KMU interessant: Bei den eidgenössischen<br />

Quadratmeterpreisen schlägt sich jede Platzersparnis,<br />

<strong>und</strong> sei sie noch so klein, positiv in der Bilanz nieder.<br />

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Weitere Besonderheiten der «Plattform 3» sind der geführte<br />

Bedienprozess <strong>und</strong> die Künstliche Intelligenz. Letztere<br />

weist unter anderem dem Maschinenbediener bei Rüstarbeiten<br />

gezielt den Weg zum Problem. «Hiermit kommt man<br />

schneller zum Ziel, was die Produktivität erhöht. Aber auch<br />

bei Störungen oder Fehlbedienung hilft die KI zielgenau», so<br />

Gebietsverkaufsleiter Ulrich Vollmer von der Firma AWM<br />

GmbH.<br />

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#<strong>027</strong> 67<br />

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Forschung <strong>und</strong> Gr<strong>und</strong>lagenarbeit<br />

Die steigenden Anforderungen an Werkstückqualität <strong>und</strong><br />

Wirtschaftlichkeit von Bearbeitungsprozessen sowie die zunehmende<br />

Bedeutung ihrer Nachhaltigkeit <strong>und</strong> Ressourceneffizienz<br />

führen zu einer stetigen Weiterentwicklung<br />

von Werkzeugen <strong>und</strong> den entsprechenden Fertigungsverfahren.<br />

Mit diesen Herausforderungen beschäftigt sich auch<br />

der wissenschaftliche Mitarbeiter Alexander Hötling im Bereich<br />

des Doppelseitenplanschleifens mit Planetenkinematik<br />

(DPMP) am Institut für Werkzeugmaschinen <strong>und</strong> Fabrikbetrieb<br />

der Technischen Universität Berlin. Das Verfahren<br />

wird zur Feinbearbeitung planparalleler Funktionsflächen<br />

mit hohen Anforderungen an Oberflächenqualität sowie<br />

Form- <strong>und</strong> Masshaltigkeit eingesetzt.<br />

Doppelseiten-Plan-Schleifen<br />

Das Doppelseiten-Plan-Schleifen mit Planetenkinematik ist<br />

ein spezielles Verfahren, dass sich insbesondere für die<br />

Bearbeitung von Keramiken <strong>und</strong> Hartmetallen eignet <strong>und</strong><br />

bei dem ähnlich feine Oberflächen wie beim Läppen<br />

erreicht werden. Je nach Werkstück <strong>und</strong> Korn sind<br />

Rauheitswerte von bis zu 0,002 Mikrometer möglich. Durch<br />

die kreuzenden Schleifspuren entstehen dabei so dichte<br />

Oberflächen, dass weder Gase noch Fluide durch diese<br />

entweichen können. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist die<br />

inhomogene Beanspruchung der Schleifscheiben. Diese<br />

führt zu einem deutlich schnelleren Profilverschleiss <strong>und</strong><br />

treibt so die Kosten in die Höhe. An der TU Berlin werden<br />

daher verschiedene Strategien untersucht, wie sich dieser<br />

Profilverschleiss nachhaltig verringern lässt.<br />

Die durch die Prozesskinematik bedingte inhomogene Beanspruchung<br />

der Schleifscheibe führt hierbei jedoch zu einer<br />

Vielzahl an Verschleissformen der Schleifscheibe (siehe<br />

auch Infokasten «Doppelseiten-Plan-Schleifen»). Als Konsequenz<br />

des fortschreitenden Verschleisses der Schleifscheiben<br />

verringert sich beispielsweise die erreichbare Qualität<br />

am Bauteil. In seinem aktuellen Forschungsvorhaben beschäftigt<br />

sich Alexander Hötling daher mit der gezielten<br />

Auslegung des Abrichtprozess beim DPMP, um den Verschleiss<br />

entgegenzuwirken. In der Industrie basiert dieser<br />

Prozessschritt derzeit auf dem Erfahrungswissen der Anwender<br />

<strong>und</strong> ist somit ineffizient. Während der Grinding Hub<br />

informierte er über seine Forschung <strong>und</strong> welche Fortschritte<br />

in nächster Zeit zu erwarten sind.<br />

Ebenfalls mit Gr<strong>und</strong>lagenforschung, genauer gesagt der<br />

Analyse der tribologischen Verhältnisse beim Schleifen von<br />

polykristallinem Diamant mit wassergemischtem Kühlschmierstoff,<br />

befasst sich Peter Breuer von der RWTH Aachen.<br />

Im Fokus seines Vortrags:<br />

• Die Bedeutung des Kühlschmierstoffs <strong>und</strong> seiner physikalischen<br />

Eigenschaften für den Schleifprozess von PKD<br />

• Die Herausforderungen bei der Modellierung <strong>und</strong> Versuchsdurchführung,<br />

vor allem der Einfluss des Schleifscheibenverschleisses<br />

• Lösungsansätze zur Berücksichtigung des Schleifscheibenverschleisses<br />

durch angepasste Versuchsmethodik<br />

• Erkenntnisse zu den Zerspanmechanismen <strong>und</strong> Verschleissvorgängen<br />

beim Schleifen von PKD mit wassergemischten<br />

Kühlschmierstoffen<br />

• Praktische Hinweise für die Industrie, zum Beispiel bezüglich<br />

kontinuierlichem Abrichten der Schleifscheibe<br />

68 #<strong>027</strong>


Bilder: VDW<br />

«Der Initialverschleiss<br />

der Schleifscheibe<br />

ist da <strong>und</strong><br />

dieser ist hoch!»<br />

Peter Breuer vom MIT der RWTH Aachen<br />

Obwohl er <strong>und</strong> seine Mitarbeitenden noch intensiv am Thema<br />

forschen, konnte der Teamleiter Schleiftechnik am Manufacturing<br />

Technology Institute der RWTH Aachen den Zuhörern<br />

eine wichtige Empfehlung auf den Nachhauseweg<br />

mitgeben: «Unterschätzen Sie auf keinen Fall den Initialverschleiss<br />

der Schleifscheibe. Dieser ist da <strong>und</strong> dieser ist<br />

hoch! Wenn Sie wirklich immer mit einer schnittigen<br />

Schleifscheibe arbeiten wollen, kommen Sie um ein kontinuierliches<br />

Abrichten nicht herum.»<br />

Saubere Luft<br />

Ein Aspekt, der beim Thema «Schleifen» gerne vergessen<br />

wird, für die Ges<strong>und</strong>heit der Mitarbeitenden aber entschei-<br />

dend ist, ist die Luft. Wie diese in einer Produktion rein<br />

bleibt, weiss die ILT Industrie-Luftfiltertechnik GmbH aus<br />

Ruppichteroth. Das in der Nähe von Köln angesiedelte Unternehmen<br />

befasst sich seit mittlerweile über 40 Jahren mit<br />

dem Thema <strong>und</strong> ist mit den Feinheiten vertraut, die es für<br />

ein sauberes Arbeitsumfeld braucht. «Verunreinigte Luft<br />

möchte man möglichst schnell aus der Fabrikhalle haben.<br />

Das geht am besten, wenn man diese beim Prozess absaugt.<br />

Bei einem Auto wäre das direkt beim Auspuff», erklärt K<strong>und</strong>enberater<br />

Jan Oswald.<br />

Nun ist verunreinigte Luft nicht gleich verunreinigte Luft!<br />

Daher wählt die ILT Industrie-Luftfiltertechnik GmbH das<br />

Filtrationsverfahren nach der Prozessumgebung aus. Entsteht<br />

beim Schleifen beispielsweise feiner Emulsionsnebel,<br />

sind mechanische Filter erste Wahl. Bei diesen durchströmt<br />

die verunreinigte Luft mehrere Filterelemente, die von Element<br />

zu Element feiner werden. Damit erreichen die Ruppichterother<br />

einen Abscheidegrad von 99,997 Prozent für<br />

Partikel grösser 0,3 Mikrometer. In einer Öl-haltigen Luft dagegen<br />

richten es elektrostatische Abscheider, welche die<br />

Partikel durch Ionisation binden <strong>und</strong> an einem Kollektor abscheiden.<br />

Doch das sind nur zwei von vielen Möglichkeiten,<br />

für eine saubere Arbeitsumgebung zu sorgen. Näheres zu<br />

diesen Möglichkeiten auf der Homepage des Unternehmens.<br />

Nächste Chance<br />

Schleifen ist eben nicht nur Schleifen. Das machte der<br />

R<strong>und</strong>gang an der Grinding Hub in Stuttgart deutlich. Wer<br />

sich selbst davon überzeugen möchte, sollte sich daher unbedingt<br />

schon einmal den 5. bis 8. Mai 2026 vormerken. Dort,<br />

munkelt man bereits jetzt, sollen wir UGOs über der Schwäbischen<br />

Alb zu sehen sein.<br />

Grinding Hub<br />

www.grindinghub.de<br />

#<strong>027</strong> 69


SCHLEIF<strong>TECHNIK</strong><br />

FEHLER BEIM<br />

SCHLEIFEN<br />

IN ECHTZEIT<br />

ERKENNEN UND<br />

BEHEBEN<br />

Das Forschungsprojekt «Kraftmaschine» erforscht die Nutzung von<br />

sensorischen Schleifmaschinen zur Messung <strong>und</strong> Korrektur von<br />

Prozesskräften <strong>und</strong> -fehlern, um Effizienz <strong>und</strong> Qualität in der Fertigung<br />

zu steigern. Es fokussiert auf den Einsatz von Dehnungsmessstreifen<br />

für präzise, industrielle Prozessüberwachung <strong>und</strong> zielt<br />

darauf ab, Limitationen bisheriger Methoden zu überwinden.<br />

Von Eugen Albisser<br />

Da das Schleifen einer der letzten Prozessschritte bei der<br />

Herstellung von Bauteilen ist, kommt ihm eine besondere<br />

Bedeutung zu. Denn ein Ausschuss ist wirtschaftlich fataler<br />

als bei der Bearbeitung des Rohteils. Eine frühzeitige Erkennung<br />

unerwünschter Prozesszustände oder Fertigungsfehler<br />

ist daher entscheidend für eine hohe Wirtschaftlichkeit.<br />

Bisherige Ansätze überzeugen nicht. Neue Verfahren, die sich<br />

kostengünstig <strong>und</strong> sogar in bestehende Maschinen integrieren<br />

lassen, wären ein Segen. Und genau daran arbeitet<br />

Henning Buhl am Institut für Fertigungstechnik <strong>und</strong> Werkzeugmaschinen<br />

der Leibniz Universität Hannover am IWF.<br />

Das Forschungsprojekt heisst «Kraftmaschine».<br />

Herr Professor Henning Buhl, wie unterscheidet sich die<br />

sensorische Überwachung in der «Kraftmaschine» von<br />

herkömmlichen Überwachungsmethoden im Schleifprozess?<br />

Derzeit können bereits maschineninterne Daten genutzt<br />

werden, um Schleifprozesse zu überwachen. Jedoch<br />

reichen die Auflösung <strong>und</strong> Detailgenauigkeit meist nicht<br />

aus, um die Ursache der Prozessveränderung festzustellen<br />

<strong>und</strong> eine geeignete Gegenmassnahme abzuleiten.<br />

Auch nicht mit sensorischen Werkzeughaltern?<br />

Um höher aufgelöste Daten während der Schleifbearbeitung<br />

zu detektieren, können tatsächlich sensorische<br />

Werkzeughalter genutzt werden. Diese sind jedoch mehrheitlich<br />

teuer, haben erhöhten Montage- <strong>und</strong> Serviceaufwand<br />

<strong>und</strong> führen aufgr<strong>und</strong> der Bauweise zu einer Verringerung<br />

der Maschinensteifigkeit.<br />

Um diesen Nachteilen zu begegnen, werden in dem<br />

Vorhaben «Kraftmaschine» halbleiterbasierte Sensoren in<br />

den Kraftnebenfluss der Maschinenstruktur eingebracht.<br />

70 #<strong>027</strong>


Somit werden hochaufgelöste Signale während des<br />

Schleifprozesses erfasst, ohne dabei die Maschinensteifigkeit<br />

zu schwächen oder den Arbeitsraum einzuschränken.<br />

In Kombination mit den Maschinendaten bietet dies hohes<br />

Potenzial, um die Genauigkeit der Überwachung zu<br />

steigern <strong>und</strong> potenzielle Fehlerursachen zu ermitteln.<br />

Steifigkeit der Maschinen nicht verringern<br />

Welche spezifischen Herausforderungen bei der Integration<br />

der Kraftmesstechnik in die Schleifmaschinenstruktur<br />

wurden identifiziert <strong>und</strong> wie wurden diese gelöst?<br />

Neben den Herausforderungen, weder die Steifigkeit der<br />

Maschinenstruktur zu schwächen noch die Bewegungsfreiheit<br />

im Arbeitsraum zu begrenzen, bestehen die wesentlichen<br />

Herausforderungen darin, eine hohe Sensitivität <strong>und</strong><br />

eine hohe Auflösung der Sensorik zu erzielen.<br />

Um dies zu gewährleisten, wurden Dehnungstransformatoren<br />

entwickelt, die im Kraftnebenfluss an die Maschinenstruktur<br />

angebracht werden <strong>und</strong> somit die Steifigkeit der<br />

Schleifmaschine nicht verringern. Durch die Verortung der<br />

Sensorik in die Maschinenstruktur – <strong>und</strong> nicht wie<br />

sensorische Werkzeugaufnahmen am TCP der Maschine –<br />

wird die Bewegungsfreiheit im Arbeitsraum nicht eingeschränkt.<br />

Ich kann mir vorstellen, dass durch die Distanz zum TCP,<br />

<strong>und</strong> somit zur Wirkzone der Prozesskräfte, eine hohe<br />

Sensitivität der Dehnungstransformatoren erforderlich ist.<br />

Wie wird diese erreicht?<br />

#<strong>027</strong> 71


SCHLEIF<strong>TECHNIK</strong><br />

Das ist tatsächlich so. Diese hohe Sensitivität wird durch<br />

den Einsatz von Halbleiter-basierten Dehnungsmessstreifen<br />

<strong>und</strong> einer speziellen geometrischen Auslegung der Dehnungstransformatoren<br />

erreicht. Darüber hinaus muss die<br />

nachrüstbare Sensorik für die praxistaugliche Umsetzung<br />

robust gegenüber der harschen Umgebung in der Schleifmaschine<br />

sein <strong>und</strong> eine stabile Energie- <strong>und</strong> Datenübertragung<br />

vorliegen. Dies wird durch eine vergossene Sensorik <strong>und</strong><br />

eine kabelgeb<strong>und</strong>ene Energie- <strong>und</strong> Datenübertragung<br />

umgesetzt, welche nachträglich einfach in den vorhanden<br />

Kabelschlepp der Maschine integriert werden kann.<br />

Ich möchte kurz nochmals zu den Vorteilen dieser Halbleiter-basierten<br />

Dehnungsmessstreifen, kurz DMS, gegenüber<br />

anderen Sensortypen für die Kraftmessung im Schleifprozess<br />

zurückkommen. Können Sie da noch genauer darauf<br />

eingehen?<br />

Die in konventionellen Kraftmessplattformen verwendeten<br />

piezoresistiven Sensoren messen die wirkenden Kräfte<br />

durch die eingebrachte Verformung in den Piezokristall.<br />

Daher müssen diese direkt im Kraftfluss appliziert werden<br />

<strong>und</strong> reduzieren dadurch die Steifigkeit des Systems.<br />

Dehnungsmessstreifen können hingegen auch im Kraftnebenfluss<br />

appliziert werden, um Dehnungen zu messen<br />

<strong>und</strong> somit auf die wirkenden Kräfte zurückschliessen. Um<br />

eine hohe Messgenauigkeit <strong>und</strong> Auflösung auch bei<br />

geringen Kräften zu ermöglichen, werden im Vorhaben<br />

«Kraftmaschine» Halbleiter-basierte DMS verwendet.<br />

Von welchem k-Faktor sprechen wir hier?<br />

Sie weisen einen bis zu 70-fach höheren k-Faktor als<br />

metallische DMS auf, welcher ein Mass für die Sensitivität<br />

ist. Zusammenfassend sind daher Halbleiter-basierte DMS<br />

hochsensitiv <strong>und</strong> bieten den Vorteil auch bei hochsteifen<br />

Strukturen, wie beispielsweise Werkzeugmaschinen,<br />

genaue Messungen der Belastungen zu ermöglichen, ohne<br />

dabei die Steifigkeit zu verringern.<br />

Wie beeinflussen die gemessenen Prozesskräfte die<br />

Entscheidungsfindung in Echtzeit während des Schleifprozesses?<br />

Während eines stabilen Schleifprozesses sind die Prozesskräfte<br />

nahezu konstant. Änderungen der Prozesskräfte<br />

während der Bearbeitung sind ein Indikator für<br />

wechselnde Prozessbedingungen. Diese können zum<br />

Beispiel durch Verschleiss, Materialfehlstellen, Schleifbrand,<br />

Ausbrüche oder gar Rattern hervorgerufen<br />

werden. Die in Echtzeit gemessenen<br />

Prozesskräfte können somit einen<br />

Hinweis darauf geben, dass sich im<br />

Prozess etwas geändert hat, was zu<br />

Ausschuss des gefertigten Bauteils<br />

führen kann. Übersteigen die gemessenen<br />

Prozesskräfte einen gewissen<br />

Schwellwert, kann eine Warnmeldung<br />

ausgegeben werden, sodass der Maschinenbedienende<br />

bereits frühzeitig reagieren<br />

kann.<br />

Einfache Integration als Retrofit-Lösung<br />

Im Rahmen des Forschungsprojekts werden zwei Schleifmaschinen<br />

betrachtet: die Profilschleifmaschine FS 840 KT<br />

CNC <strong>und</strong> Werkzeugschleifmaschine Helitronic Vision 400L.<br />

Welche spezifischen Anpassungen wurden für diese<br />

unterschiedlichen Schleifmaschinen vorgenommen?<br />

Für die Integration der Retrofit-Lösung müssen an der<br />

Maschinenstruktur lediglich Gewindebohrungen vorgesehen<br />

werden, um die Sensoren zu befestigen. Die Daten- <strong>und</strong><br />

Energieübertragung erfolgt kabelgeb<strong>und</strong>en <strong>und</strong> soll im<br />

bestehenden Kabelschlepp der Maschinenachsen untergebracht<br />

werden. Aufgr<strong>und</strong> der geringen Baugrösse der<br />

Sensoren sind keine weiteren Anpassungen an der<br />

Umhausung oder Maschinenstrukturen notwendig.<br />

Und wie erfolgt die Datenaufbereitung?<br />

Die Datenaufbereitung, aber auch die Analyse <strong>und</strong> Darstellung<br />

der Messergebnisse, erfolgt auf einem eigenständigen<br />

System, welches autark neben der Maschinensteuerung<br />

genutzt werden kann. Über eine serielle Schnittstelle soll<br />

eine Kommunikation mit der Maschinensteuerung<br />

ermöglicht werden. Dadurch soll zukünftig eine einfache<br />

Nachrüstbarkeit garantiert werden.<br />

Können die im Projekt «Kraftmaschine» entwickelten<br />

Technologien auch auf andere Fertigungsprozesse ausserhalb<br />

des Schleifens übertragen werden?<br />

Am IFW konnte in der Vergangenheit erfolgreich die<br />

Technologie für Fräsprozesse mit einem sensorischen<br />

Spindelschlitten <strong>und</strong> für Drehprozesse mit einem sensorischen<br />

Werkzeugrevolver gezeigt werden. Auch für das<br />

Schleifen konnte mit der sensorischen Spindel die Technologie<br />

bereits beim Werkzeugschleifen erfolgreich einsetzt<br />

werden, um Prozesskräfte zu detektieren. Die Neuheiten an<br />

der Technologie sind hier nun die hochsensitiven Halbleiter-Dehnungsmessstreifen<br />

<strong>und</strong> die Option des Retrofits in<br />

bestehende Maschinen, ohne dabei tief in die Maschinenstruktur<br />

eingreifen zu müssen <strong>und</strong> gleichzeitig auch<br />

geringe Kräfte im Vergleich zu den Prozesskräften beim<br />

Drehen oder Fräsen zu detektieren. Das IFW ist bestrebt,<br />

72 #<strong>027</strong>


Henning Buhl<br />

diese Technologie sowohl als Retrofitlösung <strong>und</strong> auch als<br />

Integration in die Maschinenstruktur weiter voranzutreiben<br />

<strong>und</strong> auf weitere Fertigungsprozesse zu übertragen.<br />

Nachrüstbarkeit in verschiedenen<br />

Integrationstiefen möglich<br />

Welche wirtschaftlichen Vorteile bietet die sensorische<br />

Schleifmaschine für Unternehmen in der Einzelteil- <strong>und</strong><br />

Kleinserienfertigung?<br />

Die sensorische Schleifmaschine bietet die Möglichkeit<br />

einer echtzeitfähigen <strong>und</strong> hochsensitiven Prozessüberwachung<br />

während des Schleifens. Für die Einzelteil- <strong>und</strong><br />

Kleinserienfertigung, da bereits frühzeitig unerwünschte<br />

Prozesszustände, wie Rattern, Schleifscheibenverschleiss<br />

oder Zusetzungen detektiert <strong>und</strong> somit Ausschuss <strong>und</strong> der<br />

damit verb<strong>und</strong>ene hohe Kostenaufwand auch bei Kleinserien<br />

vermieden werden können. Zudem kann der Verschleisszustand<br />

der Schleifscheibe quantifiziert werden.<br />

Dadurch kann nach Bedarf abgerichtet werden <strong>und</strong> somit<br />

die Standzeit der Schleifscheibe besser ausgenutzt<br />

werden.<br />

Wie wird die Nachrüstbarkeit der neuen Kraftmesstechnik<br />

für bestehende Schleifmaschinen sichergestellt?<br />

Die Integration der Dehnungstransformatoren wird<br />

voraussichtlich durch eine Schraubverbindung umgesetzt.<br />

Dadurch müssen an bestehenden Maschinen lediglich Bohrungen<br />

an der Maschinenstruktur eingebracht werden, um<br />

die Sensorik nachzurüsten. Durch die kleine Baugrösse der<br />

Sensorik, r<strong>und</strong> 45 x 15 x 10 mm, sollte zudem auch der<br />

Platzbedarf geringgehalten werden, um viele Anwendungsszenarien<br />

zu ermöglichen. Die Datenakquise <strong>und</strong> Auswertung<br />

wird durch ein autarkes System umgesetzt, so dass<br />

hier keine direkte Einbindung in die Maschinensteuerung<br />

notwendig ist, aber durch eine serielle Schnittstelle<br />

ermöglicht wird. Insgesamt ist daher eine Nachrüstbarkeit<br />

in verschiedenen Integrationstiefen möglich.<br />

Wie plant das IFW, die Ergebnisse des Projekts «Kraftmaschine»<br />

mit der Industrie zu teilen <strong>und</strong> eine breite Anwendung<br />

zu fördern?<br />

Das Forschungsvorhaben ist ein IGF-Projekt im Arbeitskreis<br />

7 «Schleiftechnologie» des VDW. Dadurch ist ein<br />

regelmässiger Austausch mit den Industriepartnern, die<br />

sowohl aus Anwendern sowie Maschinen- <strong>und</strong> Werkzeugherstellern<br />

bestehen, vorgesehen. Durch das direkte<br />

Feedback der Partner <strong>und</strong> gegebenenfalls besonderen<br />

Anforderungen kann der Anwendungsbezug stetig<br />

berücksichtig <strong>und</strong> vertieft werden.<br />

Die gewonnenen Erkenntnisse werden gleichzeitig direkt<br />

an die Partner transferiert. Darüber hinaus werden am IFW<br />

zwei Schleifmaschinen als Demonstratoren mit der<br />

Sensorik ausgestattet <strong>und</strong> bei Begehungen <strong>und</strong> Besuchen<br />

den Firmen der Industrie vorgestellt. Die Demonstratoren<br />

reihen sich durch ihre «Fühlende Komponente» in die<br />

Historie der am IFW bestehenden «Intelligenten Werkzeugmaschinen»<br />

ein. Des Weiteren ist geplant die Ergebnisse<br />

anhand von weiteren Publikationen, Konferenzen <strong>und</strong><br />

eigene Industrieforen des IFWs mit der Industrie zu teilen<br />

<strong>und</strong> die Anwendung zu fördern.<br />

Dehnungsaufnehmer für<br />

Ebenen (links) <strong>und</strong> Dehnungsaufnehmer<br />

für Übergänge.<br />

#<strong>027</strong> 73


Schleiftechnologie:<br />

Schlüssel zur<br />

emissionsarmen Mobilität<br />

Schleifen ist eine Schlüsseltechnologie für<br />

die ressourcenschonende <strong>und</strong> emissionsarme Mobilität<br />

der Zukunft. Elektroantriebe, die höchste Anforderungen<br />

an die Präzision <strong>und</strong> Oberflächeneigenschaften von<br />

Getrieben <strong>und</strong> Motorkomponenten stellen, sowie feinstaubreduzierte<br />

Bremsscheiben mit schwer<br />

zerspanbaren Hartstoffschichten, sind zentrale<br />

Anwendungsbeispiele.<br />

Ein Bericht mit Vorstellung neuer Schleifmaschinen.<br />

https://hi.switchy.io/Mo6e<br />

74 #<strong>027</strong>


Schleiftechnik – nicht jeder<br />

Weg führt in die Cloud<br />

https://hi.switchy.io/MpAD<br />

Das war die<br />

Grindinghub 2024 –<br />

eine erste, positive Bilanz<br />

https://hi.switchy.io/Mp6Q<br />

#<strong>027</strong> 75


MANUFACTURING X<br />

Thermische<br />

Schäden beim<br />

Schleifen<br />

in-situ erkennen<br />

Dr. Emil Sauter von der ETH<br />

Zürich erhielt für seine Arbeit<br />

den Fritz Studer Award.<br />

Hochschule:<br />

Thema:<br />

Special:<br />

ETH Zürich, www.ethz.ch<br />

Zustandsüberwachungssystems für das<br />

Aussenr<strong>und</strong>schleifen mit metallisch<br />

geb<strong>und</strong>enen CBN-Werkzeugen<br />

Dissertation zum Downloaden<br />

Der Steffisburger R<strong>und</strong>schleifmaschinenhersteller<br />

Fritz Studer verleiht jährlich einen Fritz Studer<br />

Award. Kriterien für die Bewertung der Arbeiten<br />

sind die Umsetzbarkeit der Erkenntnisse in der<br />

Maschinenindustrie, Neuheitsgehalt <strong>und</strong> Qualität der Idee<br />

der Forschungsarbeit, wissenschaftlicher Gehalt, Form sowie<br />

die Richtigkeit der Aussagen <strong>und</strong> Ergebnisse. Die Auszeichnung<br />

mit dem Fritz Studer Award ist mit einem Preisgeld<br />

in der Höhe von 10 000 Schweizer Franken verb<strong>und</strong>en.<br />

In diesem Jahr erhielt den Hauptpreis Dr. Emil Sauter vom<br />

Institut für Werkzeugmaschinen <strong>und</strong> Fertigung der ETH<br />

Zürich. Sein Thema lautet: «Detection and avoidance of<br />

thermal damage for high-performance metal grinding processes<br />

using hybrid machine learning models».<br />

Seine Arbeit befasst sich demzufolge mit der Entwicklung<br />

eines neuartigen Zustandsüberwachungssystems für das<br />

Aussenr<strong>und</strong>schleifen mit metallisch geb<strong>und</strong>enen CBN-<br />

Werkzeugen, welches thermische Schäden in-situ erkennt<br />

<strong>und</strong> die verbleibende Nutzungsdauer von Schleifwerkzeugen<br />

relativ genau voraussagt.<br />

Hier ist ein Teil der Zusammenfassung in seine Dissertation<br />

(ETH NO. 29055):<br />

«Industrielle Schleifprozesse mit metallisch geb<strong>und</strong>enen<br />

cBN-Werkzeugen ermöglichen zur Bearbeitung gehärteter<br />

Stähle hohe Materialabtragsraten in Kombination mit langen<br />

Werkzeugstandzeiten. Allerdings kann die Produktivität<br />

durch das Auftreten von Schleifbrand limitiert sein, was zusätzlich<br />

durch den fortschreitenden Verschleiss des Schleifwerkzeugs<br />

verstärkt wird. Folglich besteht der Bedarf nach<br />

einem intelligenten Parameteroptimierungssystem, das eine<br />

zuverlässige Erkennung <strong>und</strong> Vermeidung von thermischen<br />

Schäden unter Berücksichtigung des gegenwärtigen Verschleisszustandes<br />

des Schleifwerkzeugs ermöglicht.<br />

Um die oben genannten Anforderungen zu erfüllen, wird<br />

ein Zustandsüberwachungssystem für das Aussenr<strong>und</strong>schleifen<br />

entwickelt, welches thermische Schäden in-situ<br />

erkennt <strong>und</strong> die verbleibende Nutzungsdauer des Werkzeugs<br />

abschätzt. Basierend auf gemessenen Körperschall-,<br />

Vibrations-, Kraft-, elektrischen Spindelstrom- <strong>und</strong> Leistungssignalen<br />

werden durch die Anwendung von Zeit-Frequenz-Transformationen<br />

für jeden Schleifprozess mehr als<br />

1000 Prozessmerkmale abgeleitet. Anhand dieser Merkmale<br />

<strong>und</strong> entsprechender Zielgrössen werden zusammengesetzte<br />

baumbasierte Modelle des maschinellen Lernens trainiert,<br />

um verschiedene Stufen thermischer Schäden mit einer<br />

hohen Genauigkeit zu erkennen. Ausserdem zeigt eine<br />

Auswertung der wichtigsten Merkmale die Vorteile eines<br />

Sensorfusionsansatzes. […]»<br />

Download der Dissertation:<br />

https://hi.switchy.io/MpEo<br />

76 #<strong>027</strong>


GIBT ES HIER EIN RUBRIKTITEL?<br />

So wählt man die optimale<br />

Diamantschleifscheife<br />

Firma:<br />

Thema:<br />

bdm Diamantwerkzeug GmbH<br />

Tabelle zur Auswahl der richtigen<br />

Diamantschleifscheibe<br />

Die Auswahl der richtigen Körnung <strong>und</strong> Bindung<br />

einer Diamantschleifscheibe kann die Effizienz<br />

wesentlich verbessern. Die Webseite von bdm Diamantwerkzeug<br />

GmbH bietet eine umfassende Tabelle<br />

zur Auswahl der richtigen Diamantschleifscheibe basierend<br />

auf der Körnungsgrösse. Grobe Körnungen (40-80)<br />

eignen sich für schnellen Materialabtrag bei weichen Materialien,<br />

mittlere Körnungen (100-180) für allgemeines Schleifen,<br />

feine Körnungen (200-400) für präzises Feinschleifen,<br />

<strong>und</strong> sehr feine Körnungen (500-1200) für das Polieren harter<br />

Materialien. Die Webseite erläutert die Anwendungen <strong>und</strong><br />

Materialien, die für jede Körnung geeignet sind, <strong>und</strong> gibt<br />

Empfehlungen zur Optimierung von Schleifprozessen.<br />

Die Tabelle <strong>und</strong> alle Erläuterungen:<br />

https://hi.switchy.io/MpLS<br />

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78 #<strong>027</strong><br />

Im Labor von Lorch werden Daten<br />

des Schweissprozesses erhoben, um<br />

Künstliche Intelligenz zu trainieren.<br />

Bild: Lorch


FERTIGUNGS<strong>TECHNIK</strong><br />

FEHLERERKENNUNG<br />

BEIM SCHWEISSEN<br />

Bei Produktionsprozessen Rohmaterial <strong>und</strong> Energie einzusparen, lautet<br />

auch beim Schweissen die Devise der Zeit. KI kann hierbei helfen, allerdings<br />

braucht es entsprechende Daten, um die Systeme anzulernen. Daten, die<br />

viele K<strong>und</strong>en nicht aus der Hand geben wollen. Die Firma Lorch löst dieses<br />

Dilemma daher mit föderiertem Lernen.<br />

Fachpersonal ist rar. Betriebe müssen daher vielfach<br />

auf unerfahrenes Personal zurückgreifen. Bedienfehler<br />

werden somit wahrscheinlicher – was den<br />

Ausschuss an fehlerhaft produzierten Produkten<br />

<strong>und</strong> damit den Material- <strong>und</strong> Energieverbrauch in die Höhe<br />

treibt. Zwar kann Künstliche Intelligenz (KI) solche Bedienfehler<br />

ebenso wie Fehler durch Verschleissprozesse frühzeitig<br />

erkennen <strong>und</strong> somit reduzieren. Doch sind KI-Systeme<br />

datenhungrig; sie müssen schliesslich erst einmal mit<br />

entsprechenden Daten trainiert werden. Hier tritt ein weiteres<br />

Problem zutage: K<strong>und</strong>en, die beispielsweise Anlagen von<br />

einem Anlagenbauer verwenden, wollen diese Daten üblicherweise<br />

nicht herausgeben.<br />

Föderiertes Lernen erübrigt Datenaustausch<br />

Vor diesem Problem stand auch die Lorch Schweisstechnik<br />

GmbH – <strong>und</strong> holte daher das Fraunhofer IPA an Bord. Wie, so<br />

die Frage, lassen sich Anwenderfehler bei Schweissprozessen<br />

via KI zuverlässig erkennen, ohne dass die K<strong>und</strong>en ihre<br />

sensiblen Schweissdaten aus der Hand geben müssen? Die<br />

Antwort des Fraunhofer IPA: Mit dem Ansatz des föderierten<br />

Lernens. «Das Besondere daran: Wir trainieren die Künstliche<br />

Intelligenz mit den Daten der K<strong>und</strong>en, ohne dass die<br />

Daten das jeweilige Unternehmen verlassen», sagt Can Kaymakci,<br />

Wissenschaftler am Fraunhofer IPA. Der Clou liegt<br />

darin, dass jeder K<strong>und</strong>e mit seinen Daten ein eigenes KI-Modell<br />

trainiert – ausgetauscht werden nicht die Daten, sondern<br />

lediglich die KI-Modelle. Diese werden zu einem einzigen,<br />

besser optimierten Gesamtmodell zusammengefasst.<br />

Zunächst einmal galt es für die Forschenden des Fraunhofer<br />

IPA, ein geeignetes KI- Modell zur energetischen Anomalieerkennung<br />

auszuwählen – ein Modell also, das Anwenderfehler<br />

vor allem durch Energieverbrauchsdaten erkennt.<br />

Dafür erhoben sie im Labor von Lorch Daten r<strong>und</strong> um den zu<br />

beobachtenden Schweissprozess, den absichtlichen Einbau<br />

von Anwenderfehlern inklusive. Etwa 200 Schweissversuche<br />

führten sie durch. Viel, doch zu wenig, um eine Künstliche<br />

Intelligenz zu trainieren. «Wir haben die Daten daher<br />

vervielfältigt, aus den ursprünglich 200 Datensätzen wurden<br />

so 2200», erläutert Cam Kaymakci.<br />

Wie das funktioniert, lässt sich am Beispiel von Fotos nachvollziehen:<br />

Man kann sie drehen, spiegeln, in Schwarz-<br />

Weiss umrechnen, den Zoom verändern – <strong>und</strong> auf diese<br />

Weise mehr Daten generieren. Zudem untersuchte das<br />

Team, wie viele Messungen pro Sek<strong>und</strong>e nötig sind, um Anwenderfehler<br />

zuverlässig zu erkennen. Das Ergebnis: Es reichen<br />

weniger Messpunkte als gedacht. «Auf diese Weise<br />

können wir die benötigte Speicherkapazität reduzieren, die<br />

Kommunikation vereinfachen <strong>und</strong> müssen weniger Daten<br />

verarbeiten, was wiederum Zeit, Kosten <strong>und</strong> Energie spart»,<br />

fasst Can Kaymakci zusammen. Das erstellte Modell implementierten<br />

die Forschenden auf einer Schweissstromquelle<br />

des Unternehmens Lorch.<br />

Fehlererkennung mit hoher Rate<br />

Welchen Vorteil bringt das föderierte Lernen? Diese Frage<br />

beantworteten die Forschenden über ein eigens dafür erstelltes<br />

Simulationstool. Dabei analysierten sie drei Szenarien:<br />

Erstens eine Künstliche Intelligenz, die mit sämtlichen<br />

K<strong>und</strong>endaten trainiert wurde – eine hypothetische Annahme,<br />

da diese Daten für den Schweissgerätehersteller nicht<br />

verfügbar sind. Zweitens die Modelle, die jeweils nur mit<br />

den Daten eines einzigen K<strong>und</strong>en trainiert wurden. Und<br />

drittens das föderierte Lernen, bei denen die Modelle der<br />

K<strong>und</strong>en zusammengeführt werden.<br />

Die Ergebnisse sprechen für sich: Die Erkennungsrate eines<br />

Modells, das über föderiertes Lernen trainiert wurde, liegt<br />

bei 0,81 <strong>und</strong> ist damit vergleichbar gut wie die eines Systems,<br />

für dessen Training alle K<strong>und</strong>endaten zur Verfügung<br />

standen. Hier liegt die Erkennungsrate bei einem Wert von<br />

0,86. Systeme dagegen, die nur mit den Daten eines einzigen<br />

K<strong>und</strong>en trainiert wurden, erkennen Fehler nur mit einer<br />

Rate von 0,45. Für den Schweissgerätehersteller Lorch<br />

heisst das: Er kann seinen K<strong>und</strong>en in Zukunft über das KI-<br />

System einen Mehrwert bieten, ohne die Daten zentral bei<br />

Lorch speichern zu müssen. Für die K<strong>und</strong>en wiederum bietet<br />

sich der Vorteil, Fehler schneller erkennen zu können<br />

<strong>und</strong> vom Wissen aller K<strong>und</strong>en zu profitieren.<br />

Selbstverständlich lässt sich das föderierte Lernen nicht<br />

nur für Schweissprozesse verwenden. Vielmehr eignet sich<br />

das System für jegliche Fragestellungen, in denen Künstliche<br />

Intelligenz einen Mehrwert bietet, die dafür benötigten<br />

Daten jedoch sensibel sind.<br />

Fraunhofer-Institut für<br />

Produktionstechnik <strong>und</strong> Automatisierung IPA<br />

www.ipa.fraunhofer.de<br />

#<strong>027</strong> 79


MAGNETSPANN<strong>TECHNIK</strong><br />

«DAS HÄLT<br />

ABSOLUT<br />

SICHER!»<br />

Das kann doch nicht halten! Dieses ungute Gefühl beschleicht<br />

viele, die erstmals mit Magnetspannplatten ein Werkstück für<br />

die spanende Bearbeitung fixieren sollen. So ging es auch den<br />

Brüdern Circelli aus Dulliken. Doch schon nach wenigen<br />

Einsätzen waren diese von den Magnos Magnetspannplatten<br />

mit Quadratpoltechnik der Firma Schunk überzeugt.<br />

Von Markus Back (Text) <strong>und</strong> Damian Byland (Fotos)<br />

Hauptfokus der im Kanton Solothurn ansässigen<br />

Circelli Engineering Solutions GmbH ist die<br />

Dreh- <strong>und</strong> Fräsbearbeitung von Einzelteilen <strong>und</strong><br />

Prototypen für den Anlagen- <strong>und</strong> Maschinenbau.<br />

Die Bearbeitung einer grossen Stahlplatte war es denn<br />

auch, welche das Duo erstmals mit der Magnetspanntechnik<br />

in Kontakt brachte. «Für den Schraubstock war sie zu<br />

gross, zudem befürchteten wir bei der Fräsbearbeitung<br />

einen Verzug des Materials», erzählt Paolo Circelli.<br />

Als er Antonio Infante von Schunk Schweiz AG aus Aadorf<br />

dieses Problem schilderte, war dem Area Sales Manager für<br />

Spanntechnologie die Lösung sofort klar: «Spannt das Werkstück<br />

magnetisch.» Er schlug den Brüdern Paolo <strong>und</strong> Marco<br />

eine Magnos Magnetspannplatte mit Quadratpoltechnik<br />

vor. «Wir kannten diese Möglichkeit überhaupt nicht. Entsprechend<br />

gross war unser Respekt vor dieser Technologie»,<br />

gesteht Paolo Circelli.<br />

Es zeigte sich schnell, dass diese Technologie für die Bearbeitung<br />

der oftmals verwendeten Materialien, wie beispielsweise<br />

die Baustähle S235 <strong>und</strong> S355 sowie die Werkzeugstähle<br />

1.2312 <strong>und</strong> 1.2379, geradezu ideal ist. Magnos fixiert diese<br />

nicht nur perfekt, sondern gestattet ausserdem eine fünfseitige<br />

Bearbeitung in nur einer Aufspannung.<br />

Während die Brüder Circelli anfangs zögerlich agierten,<br />

spannen <strong>und</strong> zerspanen sie inzwischen bedenkenlos Werkstücke<br />

mit 150 Millimeter Höhe. «Das hält absolut sicher»,<br />

betont das Duo unisono.<br />

Magnet spannt mit einer Kraft von bis zu 250 kN<br />

Diese Berührungsängste mit der Magnetspanntechnologie<br />

beobachtet Dennis Ameseder von der Schunk Schweiz AG<br />

aus Aadorf immer wieder. «Seit Jahrzehnten hebt man mit<br />

dem Kran schwere Werkstücke magnetisch, doch beim<br />

Spannen mit Magneten fehlt vielen das Vertrauen», so der<br />

Projekt Manager Spanntechnologie <strong>und</strong> ergänzt: «Diese<br />

Zweifel sind vollkommen unbegründet.»<br />

Die Furcht, ein Bauteil könnte sich während des Zerspanvorgangs<br />

einfach lösen <strong>und</strong> davonfliegen, räumt auch Marco<br />

80 #<strong>027</strong>


Die Polverlängerungen sorgen dafür, dass die<br />

Magnetspannplatte beispielsweise beim Bohren<br />

von Durchgangslöchern nicht beschädigt wird.<br />

Circelli bei einer Live-Demonstration aus. Für die Fräsbearbeitung<br />

einer 30 Millimeter starken Platte aus Baustahl S355<br />

hat er auf der Hedelius Forte 65 folgende Parameter eingestellt:<br />

Schnittgeschwindigkeit 260 m/min, Vorschub 1500<br />

mm/min, Schnitttiefe 3 mm. «Wenn der Planfräser ins Material<br />

eintaucht, beträgt die Schnittkraft an der Werkzeugspitze<br />

knapp 25 kN», rechnet er vor.<br />

Diese 25 kN sind zwar eine gewaltige Kraft, für die Magnos<br />

Magnetspannplatten aber kein Sturm, sondern lediglich ein<br />

laues Lüftchen an einem schönen Sommertag. «Die maximale<br />

Spannkraft unserer Technologie, die wir übrigens als<br />

einziger Hersteller TÜV-zertifiziert haben, liegt bei 250 kN»,<br />

versichert auch Dennis Ameseder.<br />

Haltekraftregulierung für einfache Justierung<br />

Hohe Spannkraft, TÜV-zertifizierte Sicherheit, verzugfreies<br />

Spannen! Gibt es auch Aspekte, die gegen die Magnetspanntechnologie<br />

sprechen? «Nein», sagt Dennis Ameseder, ohne<br />

dabei lange zu zögern. Dafür fallen ihm weitere Argumente<br />

ein, die für die Magnos Magnetspannplatte mit Quadratpoltechnik<br />

sprechen. Ein Argument ist die Haltekraftregulie-<br />

#<strong>027</strong> 81


Das Schnellspannsystem ermöglicht eine zügige Montage<br />

der Polverlängerungen. Ein kurzer Dreh genügt, um diese<br />

sicher zu fixieren. Das reduziert den Aufwand fürs Rüsten.<br />

Die Schnittkraft an der Werkzeugschneide möchte das Werkstück<br />

davonziehen. Mit einer magnetischen Spannkraft von bis zu<br />

250 kN verhindert Schunk Magnos das allerdings zuverlässig.<br />

Die Haltekraft der Magnete ist so stark, dass nicht einmal die Späne<br />

davonfliegen. Vorne links im Sichtfenster zeigt die Statusanzeige<br />

mit der Farbe Grün an, dass die Magnetspannplatte aktiviert ist.<br />

rung, die es dem Anwender erlaubt, die Spannkraft an die<br />

Dicke des Werkstückes anzupassen.<br />

Die Haltekraftregulierung verhindert aber nicht nur zuverlässig<br />

einen Verzug der Werkstücke, sondern erlaubt zudem<br />

deren präzise Ausrichtung – vor allem dann, wenn diese<br />

sehr gross <strong>und</strong> schwer sind. «Diese Funktion ist ein grosser<br />

Vorteil», bestätigt Paolo Circelli <strong>und</strong> erzählt aus der Praxis:<br />

«Die Werkstücke bleiben sicher liegen <strong>und</strong> lassen sich dennoch<br />

sehr einfach justieren. Wenn sie in Position sind, stellen<br />

wir die erforderliche Spannkraft ein <strong>und</strong> können sicher<br />

spanen.» Eine patentierte Statusanzeige gewährleistet dabei,<br />

dass stets erkennbar ist, ob das Werkstück zuverlässig<br />

gespannt ist. Nach der Bearbeitung sorgt die Steuereinheit<br />

von Magnos übrigens dafür, dass das Bauteil wieder entmagnetisiert<br />

wird <strong>und</strong> von der Spannplatte genommen werden<br />

kann.<br />

Feste <strong>und</strong> flexible Polverlängerungen<br />

Ein weiteres Argument, das für Magnos spricht, ist das umfangreiche<br />

Zubehör. Eine besondere Bedeutung kommt hierbei<br />

den festen <strong>und</strong> flexiblen Polverlängerungen zu. Diese<br />

heben das Werkstück quasi von der Magnetspannplatte um<br />

20, 32 oder 54 Millimeter ab <strong>und</strong> verhindern so deren Beschädigung<br />

bei bestimmten, notwendigen Arbeiten. Zu diesen<br />

gehören beispielsweise das Bohren von Durchgangslöchern<br />

oder aber auch das Fräsen von Aussparungen.<br />

«Beim Spannen mit<br />

Magneten fehlt vielen<br />

das Vertrauen. Diese<br />

Zweifel sind vollkommen<br />

unbegründet.»<br />

Dennis Ameseder, Projekt Manager<br />

Spanntechnologie, Schunk Schweiz AG<br />

Und wie wird ein versehentliches anfräsen <strong>und</strong> anbohren<br />

der Polverlängerungen verhindert? «Dafür stellt Schunk auf<br />

seiner Homepage 3D-Stepdateien bereit, die heruntergeladen<br />

<strong>und</strong> im CAM- Programmiersystem hinterlegt werden<br />

können», erklärt Dennis Ameseder. Mit dieser visuellen Hilfe<br />

kann der Programmierer die Pole <strong>und</strong> das Werkstück so<br />

positionieren, dass er mit dem Bohrer problemlos an den<br />

Polen <strong>und</strong> Polverlängerungen vorbeifahren kann.<br />

Von den festen Polverlängerungen braucht es bei jeder Aufspannung<br />

drei Stück – so ist eine fixe Drei-Punkt-Auflage<br />

garantiert. Die flexiblen Polverlängerungen, die sich in der<br />

82 #<strong>027</strong>


MAGNETSPANN<strong>TECHNIK</strong><br />

Demonstrieren beim Vorort-Termin die Wirkung der<br />

Magnetspanntechnologie. Von links Dennis Ameseder,<br />

Paolo Circelli, Marco Circelli <strong>und</strong> Antonio Infante.<br />

Höhe zwischen fünf <strong>und</strong> sieben Millimeter verstellen lassen,<br />

dienen indes dazu, das Werkstück zu unterlegen <strong>und</strong> so<br />

möglichst viel Magnetismus in dieses zu bekommen. Je<br />

mehr verwendet werden, umso höher ist die Spannkraft.<br />

Aus diesem Gr<strong>und</strong> empfiehlt Dennis Ameseder übrigens<br />

auch die Polverlängerungen mit Schnellwechselsystem.<br />

Anstatt aufwendig zu schrauben, werden diese mit einer<br />

kurzen Drehung auf der Magnetspannplatte fixiert. Das reduziert<br />

bei Werkstücken mit grosser Gr<strong>und</strong>fläche, bei denen<br />

schnell einmal h<strong>und</strong>ert <strong>und</strong> mehr Polverlängerungen zum<br />

Einsatz kommen, massiv die Rüstzeit.<br />

Daher setzen die Circellis seit Beginn an aufs Schnellwechselsystem.<br />

Gerade bei der Einzelteil- <strong>und</strong> Prototypenfertigung,<br />

bei denen permanent neu bestückt werden muss,<br />

spart ihnen dieses extrem viel Zeit.<br />

Einfache Erweiterung der Gr<strong>und</strong>fläche<br />

Aktuell arbeiten die Brüder Circelli mit einer Magnetspannplatte<br />

mit einer Fläche von 600 mal 600 Millimeter. Allerdings<br />

überlegen diese, das System zu erweitern, um auch<br />

Werkstücke mit grösserer Gr<strong>und</strong>fläche bearbeiten zu können.<br />

Da Magnos im Baukastenprinzip konzipiert ist, lassen<br />

sich mehrere Magnetspannplatten zu einer grösseren Fläche<br />

kombinieren <strong>und</strong> einer möglichen Erweiterung steht so<br />

nichts mehr im Wege.<br />

Sorge, dass das System bei grösseren Werkstücken an Zuverlässigkeit<br />

einbüssen könnte, hat das Duo übrigens nicht:<br />

«Wie schon gesagt, das hält absolut sicher!»<br />

Schunk Schweiz AG<br />

www.schunk.com<br />

Circelli Engineering Solutions GmbH<br />

www.c-e-s.ch<br />

Schunk Magnos App<br />

Die Schunk Magnos App übernimmt Anwendern aufwendige<br />

Haltekraftberechnungen unter Berücksichtigung des jeweils zu<br />

spannenden Materials <strong>und</strong> optimiert so den Fertigungsprozess.<br />

Neben iOS <strong>und</strong> Android gibt es auch eine webbasierte Version<br />

für einfache Berechnungen am PC. Ausgelegt ist die App für<br />

die Magnetspannplatten MFPS, MFRS, MGT <strong>und</strong> MTR. Ein<br />

kostenloser Zugang für sechs Monate kann unter Angabe des<br />

Firmennamens, Vor- <strong>und</strong> Nachname, Funktion, E-Mailadresse,<br />

Sprache (D, E, F, E, I) <strong>und</strong> dem Betreff «Magnos App» unter<br />

magnetspanntechnik@de.schunk.com angefordert werden.<br />

#<strong>027</strong> 83


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