Einsatz von Sekundärmaterial, additiver Fertigung und Schnittstellen-Optimierung bei Schunk Digitale Werkstoff-Auswahl reduziert CO₂-Emissionen um 40 Prozent

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Eine durchdachte und mit digitaler Simulation unterstützte Werkstoff-Auswahl kann bei der Produktion von Bauteilen und Geräten den Ausstoss von CO₂ um bis zu 40 Prozent reduzieren. Das konnten das Unternehmen für Greif- und Spanntechnik Schunk und der Simulations-Spezialist CADFEM an einem Beispiel-Projekt bei der Herstellung eines Greifers für die Industrie zeigen.

Grundlage war die Simulations-Software «Ansys Granta Selector», die umfangreiche Detail-Informationen zu mehreren tausend verschiedenen Werkstoffen beinhaltet und damit eine sehr viel grössere Auswahl infrage kommender Materialien ermöglicht.

Materialauswahl wird immer komplexer

In einem Gespräch mit Marc Vidal von CADFEM erläutert Daniel Barta, Entwicklungsingenieur bei der Schunk SE & Co. KG das konkrete Vorgehen sowie die Vorteile und Einsparmöglichkeiten.

Grundsätzlich werde die Materialauswahl heute immer komplexer, gleichzeitig steigen die Anforderungen an Material, Verarbeitung und vor allem an Nachhaltigkeit. «Wir haben daher die emissionsreichsten Komponenten aus dem Greifer herausgenommen und überlegt, wie wir durch alternative Materialien und Fertigungsprozesse CO₂ einsparen können», erklärt Daniel Barta.

Daraus konnten zwei vielversprechende Ansätze identifiziert werden: der Einsatz von Sekundärmaterialien mit hohem Recyclinganteil sowie der Einsatz additiver Fertigungsverfahren unter Nutzung erneuerbarer Energien kann zu einer CO₂-Einsparung im Greifer um bis zu 40 Prozent führen.

Werkstoffe als Schlüssel für Innovation und Wirtschaftlichkeit

«Werkstoffdaten sind die Grundlage für jede technische Entscheidung», betont Daniel Barta in dem Interview. Sie seien heute der Schlüssel für Innovation, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit. Das Werkstoffauswahl-Tool «Ansys Granta Selector» mit dem zusätzlichen Berechnungsmodul «EcoAudit» zur Erfassung des ökologischen Fussabdrucks sei entscheidend für die Bewertung und den Vergleich der unterschiedlichen Material- und Fertigungsoptionen gewesen.

Material-Datenbank von «Ansys»

Bei Schunk habe man vor allem im Kontext der digitalen Transformation nach Möglichkeiten gesucht, die Werkstoffauswahl zu verbessern. Lange basierte sie wie in vielen Industrie- und Produktionsbetrieben noch üblich im Wesentlichen auf bisherigen individuellen Erfahrungen und etablierten manuellen Prozessen. Mit der Material-Datenbank von «Ansys Granta Selector» hat das Unternehmen nun unter anderem verschiedene Aluminium- oder Stahllegierungen aufgezeigt bekommen, deren Einsatz, Verarbeitung, Belastbarkeit und ökologischer Fussabdruck in der Software umfangreich getestet werden konnte – bevor sie in der tatsächlichen Produktion umgesetzt wurde.

Nachhaltige Werkstoffe als Wettbewerbsvorteil

«Alle Materialien können damit gezielt auf Nachhaltigkeitskriterien überprüft und die entsprechenden Werte ausgewiesen werden», so Barta. Da Kunden von Schunk ihrerseits Nachhaltigkeitsforderungen erfüllen und nachweisen müssen, seien diese objektiven Informationen ein erheblicher Wettbewerbsvorteil.

Neben dem Einsatz von Sekundärmaterialien wurde auch die Produktion durch mit erneuerbarer Energie betriebene additive Fertigungsverfahren (3D-Druck) hinsichtlich ihres CO₂-Einsparpotenzials untersucht. Auch dieser Fertigungsansatz konnte zuvor mit Hilfe von einer ökologischen Simulation analysiert und für die jeweiligen Anforderungen und verwendeten Materialien optimiert werden.

(böh)

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