Energieeffizienz Auf die Komponenten kommt es an

Die Beschaffung energieeffizienter Produktionsmittel ist bei den meisten Automobilherstellern mittlerweile fest im Lastenheft vorgegeben. Dabei werden den Maschinenlieferanten Kriterien und Komponenten, wie energieeffiziente Motoren oder Bearbeitungsspindeln, bindend vorgeschrieben. Das Thema «Effiziente Produktion» stand deshalb auf der Metav 2012 in Düsseldorf ganz besonders im Fokus.

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Dem mehr oder weniger sanften Zwang der Automobilisten beugen sich die Werkzeugmaschinenhersteller mittlerweile gar nicht mehr so widerstrebend: Energieeffizienz wird zunehmend zum Marketingargument. In der Praxis besteht dabei bis heute das Problem, dass der zu erwartende Energieverbrauch von den Herstellern nicht quantifiziert werden kann. Die Folge sind häufig anzutreffende Überdimensionierungen oder energetisch ungünstig gesteuerte oder betriebene Komponenten. Um eine Beurteilung der Gesamtwirtschaftlichkeit von Werkzeugmaschinen zu ermöglichen, wurde das Verbundprojekt «e-Sim-Pro» im Rahmen der Innovationsplattform «Effizienzfabrik» initiiert – eine gemeinsame Initiative von Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF und VDMA. Dabei sollen exemplarisch energieoptimierte Maschinen- und Komponentenkonzepte entwickelt werden.

Komponenten bedarfsgerecht dimensionieren

Wie die dabei gewonnenen Erkenntnisse in die praktische Produktentwicklung einfliessen, erläutert Christian Eisele, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der TU Darmstadt: «Im Verbundprojekt e-Sim-Pro wurde eine Methodik entwickelt, die es ermöglicht, den Energiebedarf verschiedener Baugruppen einer Werkzeugmaschine mit Hilfe von Simulationsmodellen zu berechnen. Dadurch kann der Maschinenhersteller bereits im Entwicklungsprozess der Maschine verschiedene konstruktive Lösungen hinsichtlich des zu erwartenden Energieverbrauchs bewerten und somit sicherstellen, sowohl eine kosten- als auch eine energetisch optimierte Maschine am Markt anbieten zu können.»

Bis heute, so Eisele, «fehlen objektive, standardisierte Vergleichsmöglichkeiten für den Energiebedarf spanender Werkzeugmaschinen». Die im Projekt entwickelte Simulationssoftware ermögliche es, die zu erwartende elektrische Leistungsaufnahme der einzelnen Maschinenkomponente zu quantifizieren. Mit Hilfe des Nutzungsprofils der Werkzeugmaschine könne somit der Energieverbrauch einer spezifischen Bearbeitungsaufgabe in den verschiedenen Maschinenzuständen berechnet werden. Damit habe der Maschinenhersteller die Möglichkeit, Maschinen auch energetisch optimal auf den Bearbeitungsfall abzustimmen und somit Überdimensionierungen von Komponenten zu vermeiden.

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