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Leichtbau für KMU: Handbuch

SchwertbürstentechnologieWandres ersetzt Waschmaschine in Daimlers Pressenstraße

Schwertbürstenmodul von Wandres
In Kuppenheim ist 2016 eine der modernsten Karosseriepressen in Betrieb gegangen. Die sechsstufige XL-Servopresse mit einer Gesamtpresskraft von 9.100 Tonnen formt Außenhautteile wie Seitenwände, Motorhauben und Türen für Kompaktfahrzeuge von Mercedes-Benz.
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Leichtbau für KMUHandbuch hilft mit Erfolgsbeispielen

In seinem neuen Handbuch »Leichtbau im Maschinen-, Anlagen- und Gerätebau – Herausforderungen, Potenziale, Mehrwerte, Beispiele« hat das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA Erfolgsbeispiele zusammengetragen, die verdeutlichen, wie Maschinen und Anlagen durch Leichtbau noch produktiver und zuverlässiger gestaltet werden können.

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Leichtbau im Maschinenbau

Das 78 Seiten starke »Handbuch zum praktischen Gebrauch« soll insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) den Weg in den Leichtbau ebnen.

Leichtbau im Maschinen-, Anlagen- und Gerätebau steht im Gegensatz zu Flugzeug- und Automobilbau bei vielen Unternehmen noch am Anfang der Entwicklung. »Leichtbau ist kompliziert«, »Leichtbau ist teuer«, »Leichtbau bringt nichts« – so lauten viele Pauschalierungen, wie die Autoren des Handbuchs anführen. Unter anderem deshalb findet ihrer Ansicht nach Leichtbau nur schwer den Weg in die Betriebsrealität kleiner und mittlerer Unternehmen aus diesen Branchen - dabei bedeutet Leichtbau bei anforderungsgerechtem Einsatz für die Branche dank weniger Kosten und mehr Umsatz einen echten Mehrwert und damit einen Wettbewerbsvorteil.

Laut Fraunhofer IPA nimmt die Leichtbaurelevanz für den Maschinen-, Anlagen- und Gerätebau aufgrund der ständig steigenden Anforderungen an die Produkte in Bezug auf Dynamik und Kosten stetig zu. Nach Erkenntnissen von Leichtbau BW steigt die Relevanz des Leichtbaus im Bereich Maschinenbau seit 2004 um jährlich acht Prozent, gemessen an den Publikationsaktivitäten.

Maschinenbauer generieren durch Leichtbau Mehrwerte

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

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

Handbuch gibt Beispiele und Handlungsempfehlungen für erste Schritte

Der Hauptteil des Handbuchs widmet sich erfolgreichen Best-Practice-Beispielen. Anhand von mehr als 20 Leichtbau-Produkten wird beispielsweise aufgezeigt, wie mithilfe neuer Designmöglichkeiten durch additive Fertigung Material- und Gewichteinsparungen bei hoher Steifigkeit erzielt werden können. Andere Beispiele veranschaulichen die Möglichkeiten von Materialsubstitution etwa durch CFK. Durch die Gewichtseinsparung gewinnen die Maschinen unter anderem an Dynamik und Präzision. Dargelegt werden auch Beispiele zur Kosten- und Materialeinsparung durch Topologieoptimierung – zum Beispiel an einem statischen Maschinenbauteil.

Aus der Analyse von Hemmnissen, Potenzialen und Bedarfen leiten die Autoren zum Abschluss des Handbuchs Handlungsoptionen ab – mit besonderem Blick auf die Bedürfnisse von KMU. Am Handbuch mitgearbeitet haben die AG Hybride Leichtbau- Technologien des VDMA, die IG Metall Baden-Württemberg und Leichtbau BW GmbH.

Prof. Thomas Bauernhansl, der Leiter des Fraunhofer IPA, resümiert: »Leichtbau macht da Sinn, wo Mehrwerte erzielt werden können. Das Handbuch gibt hier klare Hinweise. Teure Leichtbauwerkstoffe und komplexe Leichtbaukonstruktionen sind jedoch nur mit modernster automatisierter und vernetzter Produktionstechnik wirtschaftlich herstellbar.« Der Projektleiter der VDMA AG Hybride Leichtbau Technologien, Dr. Walter Begemann, ergänzt, »wir sind davon überzeugt, dass sich der Leichtbau auch im Maschinen-, Anlagenund Gerätebau lohnt, wenn er anforderungsgerecht eingesetzt wird«. Als Leitfaden verstanden, unterstütze das Handbuch KMU daher beim Einstieg in den Leichtbau.

Leichtbau sichert Wettbewerbsfähigkeit und Jobs

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

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

Das Handbuch kann kostenlos angefordert werden bei Dr. Christoph Birenbaum (christoph.birenbaum@ipa.fraunhofer.de).

 

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