Im Hinblick auf die Produktivitätsanforderungen unterliegen gerade Werkzeug- und Verarbeitungsmaschinen einem hohen Kostendruck. Die Arbeitsgeschwindigkeit der jeweiligen Maschine hängt dabei unzertrennlich mit der Masse der bewegten Teile zusammen. Der Wettbewerbsdruck erfordert immer bessere und preiswertere Produkte – mit Leichtbau geht beides.
Im Forschungsprojekt PoKoGeLe („Potenzialfindung – Kosten- und Gewichtseinsparungen durch Leichtbau bei Werkzeug- und Verarbeitungsmaschinen) ging es um die Frage, wie man mit leichtbaugerechten Konstruktionen die Herstellungskosten sowie das Gewicht einer Maschine senken kann. Selbstredend sollten dabei Ressourcen geschont und gleichzeitig die Funktion der Maschine optimieren werden.
Im Projekt wurden für zwei konkrete Anlagen aus der Industrie Optimierungspotentiale erarbeitet. Industriepartner war unter anderem Wilhelm Bahmüller Maschinenbau Präzisionswerkzeuge. Hier wurde eine Wellpappen-Verarbeitungsmaschine unter die Lupe genommen: In der Maschine gibt es einen Schlitten, der die Produktstapel im zyklischen Start/Stopp-Betrieb innerhalb der Maschine bewegt. Für diese Bauteilgruppe wurde das größte Potential zur Optimierung der Funktion der Maschine ermittelt.
Durch das Anwenden mehrerer Leichtbau-Prinzipien konnten die Projektbeteiligten bei dieser Maschine hohe Einsparungen realisieren:
- Um 25 % konnten die Herstellungskosten der Wellpappen-Verarbeitungsmaschine gesenkt werden.
- Die Masse an bewegten Teilen fällt im Vergleich zur ursprünglichen Konstruktion um 40 % niedriger aus.
- Und da nun auch deutlich weniger Masse bewegt werden muss, rechnen die Konstrukteure im Betrieb mit einer Energieeinsparung von etwa 40 %.
- Als Sekundäreffekt auch die Masse des Rahmengestells verringert werden.
- Weil weniger Masse bewegt wird, ist die Maschine weniger anfällig für Schwingungen, weshalb schneller Zykluszeiten gefahren werden können.
Derzeit werden die Ergebnisse aus dem Pilotprojekt in die Realität umgesetzt und die leichtbauoptimierte neue Version der Maschine wird aktuell gebaut.
Beim 5. Technologietag Hybrider Leichtbau stellen Felix Laufer (IKTD Universität Stuttgart), Uwe Schleinkofer (Fraunhofer IPA) und Michael Zimmermann (DLR-FK Stuttgart) Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt PoKoGeLe vor.
Projektpartner PoKoGeLe
Das Forschungsprojekt „PoKoGeLe“ ist ein Gemeinschaftsprojekt des Instituts für Konstruktionstechnik und Technisches Design (IKTD) der Universität Stuttgart, des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart und dem Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA. Das Projekt stand unter der Förderung des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg. Die Leichtbau BW ist Kooperationspartner des Projekts und hatte die Schirmherrschaft inne.
Quelle und weitere Infos: Leichtbau BW, Fraunhofer IPA, IKTD Universität Stuttgart, Hannover Messe
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