Dr. Dietrich Birk spricht mit der TRANSFER über die Chancen, die der Leichtbau den Unternehmen bietet, und den Transfer der Forschungsergebnisse in diesem Bereich.
Herr Dr. Birk, die Chancen und Herausforderungen der Konvergenz von Technologien an sich werden bei der Diskussion über Industrie 4.0 oft vergessen. Im Maschinen- und Anlagenbau ist die Digitalisierung nur einer der Bereiche für eine solche Konvergenz. Insbesondere Energieeffizienz und Ressourcenschonung sind aus unterschiedlichen Gründen Ziele im Maschinen- und Anlagenbau. Leichtbau ist ein weiteres Konvergenzfeld – welches Potenzial sehen Sie hier für die Unternehmen?
Für die Weiterentwicklung bewegter Teile ist der Leichtbau schon seit Jahren einer der zentralen Treiber. Soll sich bei gleichem Energieeinsatz die Geschwindigkeit erhöhen, muss sich zwangsläufig die Masse verringern. Prominentestes Beispiel ist hier natürlich die Luft- und Raumfahrtindustrie. Durch die Themen Ressourcen- und Energieeffizienz sowie durch die Errungenschaften im Bereich der Composite-Materialien hat die Bedeutung des Themas Leichtbau in den letzten Jahren für viele Branchen eine neue Qualität erreicht.
Der Maschinen- und Anlagenbau ist zunächst einmal der Partner, wenn es um die geeigneten Produktions- und Verbindungstechnologien auf dem Weg zur Serienfertigung geht. Der Einsatz hybrider Leichtbaukomponenten, die auf Werkstoffkombinationen aus Faserverbund, Aluminium und Stahl basieren, spielt jedoch auch eine zunehmend wichtige Rolle innerhalb des Maschinenbaus. Dabei wird der jeweils geeignete Werkstoff mit seinen besonderen Eigenschaften an der richtigen Stelle eingesetzt. So wird durch Gewichtsreduktion Energie eingespart, ohne dass Festigkeit und Steifigkeit darunter leiden. Der Maschinen- und Anlagenbau stellt insofern selbst einen großen und wachsenden Markt für Leichtbaulösungen dar.
Als branchenübergreifendes Konvergenzfeld benötigt der Leichtbau einen schnellen Transfer der Forschungsergebnisse in die Praxis - der VDMA hat dazu unter anderem die Arbeitsgemeinschaft „Hybride Leichtbautechnologien“ geschaffen. Aber gerade KMU haben in der Regel einen sehr hohen Transferbedarf. Ist eine gute Vernetzung der Unternehmen und Partnerorganisationen mit den Wissensquellen ausreichend oder sehen Sie darüber hinaus weiteren Bedarf, beispielsweise auch durch eine Erhöhung der Adaptionsfähigkeit der KMU?
Der VDMA hat die Arbeitsgemeinschaft „Hybride Leichtbautechnologien“ gegründet, damit sich Maschinenbauer mit Vertretern von Anwender- und Zulieferindustrien über Möglichkeiten, Technologien und Werkstoffe im Leichtbau austauschen können. Es ist wichtig, das ganze Spektrum des Leichtbaus abzubilden, um den Markt und seine Chancen in Gänze kennenzulernen. Auch die Wissenschaft bringt sich in dieser Arbeitsgemeinschaft ein, um den Transfer in kleine und mittlere Unternehmen sicherzustellen. Ferner gibt es auf Landesebene wichtige Plattformen, in denen auch der VDMA Baden-Württemberg aktiv ist, um Unternehmen miteinander und mit Politik und Wissenschaft zu vernetzen. Es wird also vieles getan, um auch die kleineren Unternehmen zu unterstützen, ihre Chancen beim Thema Leichtbau zu erkennen und zu nutzen.
Der aktuell große Trend zum Leichtbau ist unbestritten. Wie aber wird sich dieser gerade unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit entwickeln?
Energie- und Ressourcenschonung sind Themen, die in der aktuellen Zeit immer mehr an Bedeutung gewinnen. Leichtbautechnologien leisten einen enormen Beitrag, diese Ziele zu erreichen und mit neuen und innovativen Lösungen Wettbewerbsvorteile zu generieren.
Mittels strukturmechanischer Simulation während des Entwicklungsprozesses können beispielsweise Optimierungen am virtuellen Bauteil vorgenommen werden, um Materialeinsparungen ohne Verlust der Festigkeit zu erreichen. Jede Materialreduzierung trägt unmittelbar zur Ressourcenschonung bei. Bei Serienprodukten kann es sich um eine erhebliche Menge handeln, die so eingespart wird.
Am Leichtbau führt beim Thema Nachhaltigkeit also kein Weg vorbei, neben der Gewichtseinsparung durch das Bauteil an sich geht es jedoch auch darum, die Herstellung des Bauteils energieeffizient zu gestalten. Man muss also den gesamten Produktionsprozess im Auge behalten, um wirklich nachhaltig zu sein.
Was werden hier die großen Herausforderungen und Chancen im Maschinen- und Anlagenbau sein, wenn „alles leicht ist“? Welche technologischen Trends werden darauf aufbauend die Zukunft der Branche bestimmen?
Der Leichtbau ist ein zentrales Thema, wenn es darum geht, Ressourcen einzusparen und effizienter zu werden. Als Treiber für seine Weiterentwicklung wird sich zunehmend die Digitalisierung erweisen. So können sich intelligente Strukturen bei einer aufkommenden Last derart verformen, dass sie einer Last standhalten, die sonst aufgrund der Ultraleichtbauweise zu einem Versagen des Bauteils geführt hätte. Diese intelligenten Bauteile müssen dazu mit anderen vernetzt und mit Sensoren ausgestattet sein. Erste Beispiele sind hier bereits im Bauwesen zu finden.
Grundsätzlich ist der Maschinenbau im Land technologisch gesehen in einer guten Wettbewerbssituation, es wird aber immer darum gehen, die richtigen Trends zur richtigen Zeit zu erkennen und national wie international Wachstumspotenziale zu erschließen.
Dr. Dietrich Birk ist Geschäftsführer des VDMA e.V. Baden- Württemberg und in dieser Funktion Mitglied des Kuratoriums der Steinbeis-Stiftung. Der Verband vertritt die gemeinsamen wirtschaftlichen, technischen und wissenschaftlichen Interessen des Maschinenbaus, insbesondere gegenüber nationalen und internationalen Behörden und Wirtschaftskreisen.
Dr. Dietrich Birk
VDMA e. V. Baden-Württemberg (Stuttgart)
dietrich.birk@vdma.org