Pioniere der Leichtbauwelt – Michael Stegelmann: „Wir verleihen dem Spritzgießen Flügel.“

Was der Robin aus dem Sherwood Forest nur versuchte, gelingt dem Robin des Spritzgießens erfolgreich: altbekannte und tradierte Verhältnisse auf den Kopf zu stellen. Robotised Injection Moulding ist mobiles Spritzgießen. Lässt man sich auf diese Idee ein, entstehen fast von selbst neue, kreative Möglichkeiten, technische Leichtbauprodukte zu gestalten.

Bild oben: Michael Stegelmann (links) (Quelle: Anybrid)

Spritzgießwerkzeuge – die Formen, in die der plastische Kunststoff eingespritzt wird – sind im Vergleich zum Bauteil meist sehr teuer, so dass der Prozess erst mit einer gewissen Stückzahl rentabel wird. Diese Erfahrung machte auch das 4-köpfige Gründerteam um Michael Stegelmann über die letzten zehn bis 15 Jahre in unterschiedlichen Forschungsprojekten am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden. So enstand der Ansporn, das Spritzgießen als Prozess zum Hybridisieren für Leichtbauteile bei geringeren Stückzahlen und auch für weitere Produktionsprozesse nutzbar zu machen. Mehr über Robin – die „fliegende Spritzgießmaschine“, über die Prozesstechnologie, die Hintergründe seiner Entstehung und das Potenzial für die Zukunft verrät einer der Gründer, Michael Stegelmann, und nimmt uns mit in die Welt seines Startups, des Unternehmens Anybrid GmbH.

Im Leichtbau sind branchen- und werkstoffübergreifende Impulse und neue Inspirationen für kreative, technologische Lösungen äußerst wertvoll. In der Serie „Pioniere der Leichtbauwelt“ kommen deshalb Gründer und Start-ups zu Wort. Hier haben sie die Möglichkeit, ihre Technologie, ihre Ideen und Visionen vorzustellen. Wenn sich so neue Partnerschaften über Unternehmens- und Branchengrenzen hinweg ergeben, dann haben wir bei Leichtbau(welt) unser Ziel erreicht: Inspiration für ihren Fortschritt.

Leichtbauwelt: Was hat ihre Version des Spritzgießens mit Leichtbau zu tun?

Michael Stegelmann: Leichtbau findet sich in unserer Version gleich doppelt wieder. Einerseits setzen wir selbst auf Hochleistungswerkstoffe und Leichtbaudesign. Andererseits können wir mit unserem Robin-System auch Leichtbauprodukte umsetzen, wie sie vorher nur auf Umwegen realisierbar waren.

Leichtbauwelt: Was begeistert TechnikerInnen an Robin?

Michael Stegelmann: Durch den Einsatz von Leichtbautechnologien ist es möglich gewesen, eine komplett neue Denkweise für das Spritzgießen zu erzeugen. Für Leichtbautechnologien und Hochleistungswerkstoffe wie Carbonfaser im Maschinen- und Anlagenbau gibt es bislang nur sehr wenige Beispiele. Hier setzt man üblicherweise auf klassischen Schwermaschinenbau. Aber als Leichtbauer wissen wir, dass überall dort, wo große Lasten schnell bewegt werden müssen, es noch viele Schätze zu bergen gibt.

Leichtbauwelt: Welche leichten Bauteile sind in Robin verbaut – und warum wurden sie genau so ausgeführt?

Michael Stegelmann: In unserem patentierten Leichtbau-C-Bügel unserer Robin-Anlage setzen wir Carbonfasern ein, damit wir die hohen Schließkräfte während des Spritzgießens aufnehmen können Bei Belastung der Tragstruktur lassen wir bewusst eine elastische Verformung zu, um den Leichtbaugrad zu maximieren. Um diese Verformung auszugleichen, kombinieren wir unser Schließsystem mit einer speziellen Ausgleichskinematik, um die Werkzeugformen in Position zu halten.

Leichtbauwelt: Die Entwicklungszeit von Erfindungen ist unterschiedlich. Wie lange dauerte es bei von ihrer Idee zum Produkt?

Michael Stegelmann: Die Idee ist bei einer Brainstorming Runde entstanden. Wir suchten eine Lösung, um ohne oder mit geringen Werkzeugkosten beispielsweise kleine Kunststoffelemente, wie etwa Anbindungsclips, Dichtungen oder lokale Bauteilversteifungen auf Bauteile aufzubringen. Es folgte schnell ein erster Prototyp. Dabei unterstützten uns unsere langjährigen Industriekontakte, die uns beim Aufbau der ersten Anlage eine wertvolle Hilfe waren. So haben wir von der ersten Idee bis zu einer funktionsfähigen Maschine gerade mal elf Monate gebraucht.
Vorgestellt haben wir Robin der Weltöffentlichkeit auf der K2019, der weltweitgrößten Kunststoffmesse im Oktober 2019. Das Feedback der Messebesucher war hervorragend und bestätigte uns, unseren Weg weiterzugehen. Dort sind auch die Kontakte zu unseren ersten Kunden entstanden, mit denen wir heute viele neue Anwendungen umsetzen.

Leichtbauwelt: Für und mit Robin haben Sie seitdem bereits mehrere Preise gewonnen, unter anderem auch einen JEC-Award. Gibt es eine Auszeichnung, die Sie gerne noch erringen würden?

Michael Stegelmann: Ja richtig, wir sind sehr stolz darauf, dass zahlreiche Jurys die Potentiale unserer Technologie des mobilen Spritzgießens erkannt haben. Es ist sehr hilfreich, wenn man gegenüber potentiellen Kunden diese Auszeichnungen vorweisen kann. Ich glaube da fehlt nun nur noch der Leichtbaupionier des Jahres 2022. 😉

Leichtbauwelt: Das ist eine Ansage! Dann müssen Sie unsere LeserInnen nun mit dem Besonderen der „mobilen Spritzgießmaschine“ begeistern…

Michael Stegelmann: Die klassische stationäre Spritzgießmaschine steht immer im Zentrum der Produktion. Begleitprozesse und die gesamte Peripherie werden auf dieses Zentrum ausgerichtet. Mit unserem Robin-System können wir dagegen ein Modul bereitstellen, das sich in andere Prozesse direkt integrieren lässt. Somit können wir zum Beispiel bei der Herstellung von Profilen direkt in der Extrusionslinie Funktionalisierungen aufbringen, ohne dass Bauteile dafür ausgeschleust werden müssen.
Zudem sind unsere Module auch für Anwender interessant, die sich bislang nicht an die Spritzgießtechnik getraut haben – zum Beispiel die Holzindustrie.

„Spritzgießen muss nicht im Zentrum des Prozesslayouts stehen. Mit unserem Robin-System können wir ein Modul bereitstellen, das sich in andere Prozesse direkt integrieren lässt.“

Leichtbauwelt: Welchen Nutzen hat dieser erste Kunde schneller verstanden, als alle anderen? 

Michael Stegelmann: Der größte Nutzen besteht in einigen Szenarien unserer Kunden darin, dass aktuell vorwiegend manuelle Fügeprozesse automatisiert werden. Element werden spritzgegossen, mit Robin dann direkt am Fügepartner angespritzt. So haben wir in einem ersten Kundenprojekt festgestellt, dass eine Ersparnis pro Funktionselement bis 75 Prozent bezogen auf Produktionszeit und Kosten möglich ist. So hat sich die Investition in ein Robin-System innerhalb eines Jahres amortisiert.

Leichtbauwelt: Welche weiteren Entwicklungen planen Sie?

Michael Stegelmann: Perspektivisch wollen wir basierend auf dem Prinzip des Leichtbau C-Bügels weitere Maschinentechnologien umsetzen. Das geht beispielsweise auch in Richtung Fügetechnik oder Duroplastverarbeitung.

Leichtbauwelt: Wo sehen Sie ihre Technologie mittelfristig?

Michael Stegelmann: Mittelfristig sehen wir unsere Technologie des mobilen Spritzgießens in einer Vielzahl von sehr unterschiedlichen Produktionslinien zur Herstellung hochinnovativer Komponenten. Wir wollen helfen oft noch manuelle Fügeprozesse mit unserem Verfahren zu beseitigen.

„Als Leichtbau-Ingenieure wissen wir, dass überall dort, wo große Lasten schnell bewegt werden müssen, es noch viele Schätze zu bergen gibt.“

Leichtbauwelt: Für welche Bauteile und Branchen könnte Robin über das Bisherige hinaus nützlich sein?

Michael Stegelmann: Wir bekommen nahezu wöchentlich neue Anfragen aus Bereichen, an die wir vor kurzem noch nicht gedacht haben. Ein wenig exotische Beispiele dafür sind: Teile für Markiesen, Dachziegel, Schmuck oder auch Küchenschränke. Gerade im Möbelbereich und der Holzverarbeitung sehen wir dabei sehr viele Chancen. Aber auch in der Textilherstellung können wir uns direkt mit der Produktionsgeschwindkeit mitbewegen und lokal Elemente aufbringen.
Ein besonderes Merkmal unseres Robin-Systems ist dabei oftmals sehr hilfreich: Die große Ausladung, also der Freiraum im Inneren des C-Bügels. Somit können bei großen Bauteilen auch im Inneren Funktionalisierungen erzeugt werden, was bislang nur schwer möglich war.

Leichtbauwelt: Für was oder für welche Anwendungen lässt sie sich ihre Idee nicht einsetzen?

Michael Stegelmann: Mit dem aktuellen System sind wir hinsichtlich der Leistungsgrenze der Maschine limitiert: Wir können nur kleine Kunststoffmassen bis etwa 50 g verarbeiten. Und da wir beim Spritzgießen mit sehr hohen Drücken arbeiten, ist unsere Anlage auf eine maximale Schließkraft von zwölf Tonnen bei einer Ausladung von 800 mm beschränkt.

Leichtbauwelt: Gab es bisher besondere, spannende Herausforderungen bei ihren Projekten?

Michael Stegelmann: In einem Projekt mit einem anderen Start-up ging es darum alte geborgene Fischernetze zu neuen Produkten zu verarbeiten. Dabei haben wir quasi alte Fischernetze zerschnitten, um anschließend damit neue Fischernetze mit Elementen zu funktionalisieren. Im Sinne der Kreislaufwirtschaft war es eine spannende Herausforderung, die wir am Ende erfolgreich gelöst haben. Für uns war es dabei besonders interessant, die Netze selbst direkt zu funktionalisieren. In dem Zusammenhang könnten wir uns deshalb gut vorstellen, beim Produzieren der Fischernetze direkt smarte Elemente lokal aufzuspritzen, die beispielsweise ein Tracking der Netze ermöglichen können.

Leichtbauwelt: Woher kommt der Name Anybrid für ihr Unternehmen?

Michael Stegelmann: Bei Anybrid kombinieren wir gerne Prozesse, Materialien und eben auch Wörter. Deshalb besteht unser Name aus der Kombination aus ANY und HYBRID. Es steht somit einerseits für die große Vielseitigkeit und andererseits für das Ergebnis von Bauteilen im Multimaterialdesign. Wir sagen auch gerne, dass wir das klassische „hybrid“ einen Schritt weiterdenken und durch den Zugewinn einer einzigartigen Flexibilität zu „anybrid“ entwickeln.

Leichtbauwelt: Wie ergänzen Sie sich im Gründerteam?

Michael Stegelmann: Auch wenn wir eigentlich alle aus der gleichen Dresdener Leichtbauschule kommen, sind wir ein absolut komplementäres Team. Sicherlich für ein Startup sehr ungewöhnlich ist die Tatsache, dass wir teilweise schon über 15 Jahre in der Leichtbauwelt unterwegs sind. Dabei decken wir eine wie ich finde perfekt geeignete Bandbreite ab: dem Netzwerker, dem Generalisten, dem Erfinder und dem der alles im Blick behält.

Leichtbauwelt: Wann wussten Sie, dass aus ihrer Idee ein Unternehmen werden könnte? Gab es einen „Point of no return“?

Michael Stegelmann: Nach der Bestätigung der EXIST-Förderung war es für uns ausgemachte Sache, dass wir es durchziehen wollen. Als dann bald der erste interessierte Kunde mit einem Auftrag drohte, war die Gründung schnell erledigt.

Leichtbauwelt: An welchen Hindernissen sind Sie in den letzten Jahren gewachsen? Gab es ein besonderes Ereignis, eine wichtige Phase?

Michael Stegelmann: Im letzten Jahr waren insbesondere die Verhandlungen mit der TU Dresden zum Transfer der Schutzrechte sehr lehrreich. Je mehr wir uns jedoch mit den Gepflogenheiten von Verhandlungen auseinandergesetzt haben, desto mehr fühlten wir uns in der Situation des Verhandelns wohl. Am Ende waren die Verhandlungen erfolgreich und wir konnten den Transfer final beschließen.
Die größte technische Herausforderungen war, unser Robin-System das erste mal in einer Extrusionslinie zu integrieren. Das haben wir Ende letzten Jahres in einer Produktionslinie bei der Firma Rehau geschafft. Die langen Vorbereitungen haben sich gelohnt, denn wir konnten alle Erwartungen erfüllen.

Leichtbauwelt: Welche drei Tipps würden Sie denjenigen mitgeben, die gründen wollen?

Michael Stegelmann:

1. Eine gute Idee ist wichtig, aber nicht alles. Die Frage nach dem „Wie“ ist auch enorm wichtig.
2. Traut euch, einfach mal über den Tellerrand hinaus zu denken.
3. Die Voraussetzungen zum Gründen in Deutschland sind besser als man es aus den Medien hören mag. Und sie werden immer besser.

Leichtbauwelt: Welche Leichtbau-Innovation, welches Projekt oder Forschungsergebnis hat Sie in der letzten Zeit besonders fasziniert?

Michael Stegelmann: Ich finde den neuen Ansatz des Neutralleichtbaus, welcher vom ILK in Dresden entworfen wurde, enorm spannend und wichtig. Unter diesem Dach laufen aktuell viele spannende Projekte, die wirklich einen Unterschied machen können. Ich denke, dass die dabei entwickelten Technologien und Denkweisen eine neue Richtung für den Leichtbau aufzeigen werden.

Leichtbauwelt: Welche Branchen treiben Entwicklungen im Leichtbau heute voran? Sind das noch immer Luftfahrt und Automobilbau?

Michael Stegelmann: Treibende Branchen für Leichtbau sind sicherlich die Luftfahrt und der Automobilbau. Die meisten Leichtbau-Innovationen entspringen deshalb den vielfältigen Forschungsinitiativen in Deutschland und Europa. Aber auch im Maschinenbau gibt es jede Menge ungenutztes Potential, das mit Leichtbau umgesetzt werden kann.

Leichtbauwelt: Sehen Sie eine Konkurrenz der Werkstoffklassen um das „beste Leichtbaumaterial“?

Michael Stegelmann: Nein. Das darf es auch nicht geben, wenn wir das Optimum erreichen wollen. Es muss immer ein Miteinander sein. Gerade dies ist wichtiger Bestandteil des Leichtbau-Denkens. Es gibt nicht den einen Werkstoff, sondern immer nur das für die Anwendung ideale Material oder auch die ideale Materialkombination, ganz im Sinn unserer Denkweise von Anybrid.

Leichtbauwelt: Welchen Herausforderungen begegnen Sie in ihrem Leichtbau-Alltag?

Michael Stegelmann: Auch der Leichtbau muss sich immer mehr der Frage stellen: Wie können wir Nachhaltigkeit mit Innovation vereinen? Dies sollte noch viel stärker in den Fokus rücken. Vor allem in der Produktionstechnik setzen wir mit unseren Lösungen von Anybrid an und wollen kreative neue Lösungen bieten.

Leichtbauwelt: Ja, messbare, konkrete Nachhaltigkeit wird für die Akzeptanz von Produkten immer wichtiger. Welchen Beitrag dazu können Sie mit Ihrer Technologie konkret leisten?

Michael Stegelmann: In einigen Anwendungen geht es aktuell häufig darum, wie wir Klebstoffe ersetzen, Rezyklate verarbeiten und hybride Bauteile als Monomaterialsysteme umsetzen können. Wir versuchen in den Bauteilen, die unsere Kunden mit der Robin-Technologie produzieren wollen, stets auch die ökologischen Aspekte frühzeitig mit in die Diskussion zu bringen.

Leichtbauwelt: Und wie klimafreundlich ist ihr eigenes Unternehmen?

Michael Stegelmann: Die Grundhaltung bei uns Gründern ist, dass wir in all unseren Entwicklungen die Ökologie als wichtige Anforderung immer mitberücksichtigen. Dies werden wir auch beim weiteren Wachstum in den nächsten Jahren in den Fokus stellen und unseren MitarbeiterInnen mitgeben.

Leichtbauwelt: Hatte die Corona-Pandemie Auswirkungen auf Ihren Start als Unternehmen?

Michael Stegelmann: Wir sind am 1.3.2020 mit unserem EXIST-Forschungstransfer gestartet und haben von Tag Eins an zu großen Teilen aus dem Home Office gearbeitet. Bei praktischen Tätigkeiten hat uns die Pandemie an einigen Stellen schon stark gehemmt, auch mit ausfallenden Lieferungen mussten wir klarkommen.
Trotzdem können wir dieser Zeit auch Positives entnehmen. So war es in kürzester Zeit möglich in über 150 Webmeetings Unternehmen und Interessenten von unserer Technologie zu erzählen. Dies wäre vorher nur am Telefon oder mit aufwendigen Dienstreisen möglich gewesen.

Leichtbauwelt: Wenn Sie einen Wunsch für den Leichtbau oder ihr Unternehmen frei hätten, was würden Sie sich wünschen?

Michael Stegelmann: Wir wünschen uns, dass wir in den nächsten Jahren weiter wachsen können und sich unsere Umsatzzahlen weiter positiv entwickeln.

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