VDI-Fachkonferenz „Gießtechnik und E-Mobilität“

E-Mobilität und neue Geschäftsmodelle – Wohin geht die Gießereibranche?

Elektromotoren sind oft einfacher zu bauen als Verbrennungsmotoren. Diese Erkenntnis beschäftigt zahlreiche Automobilzulieferer. Insbesondere auf die Gießereitechnik kommen daher in den nächsten Jahren tiefgreifende Veränderungen zu, da mit der geringer werdenden Komplexität auch die Zahl der Bauteile erheblich abnehmen wird. Mit diesem Themenkomplex beschäftigt sich die VDI-Fachkonferenz „Gießtechnik und E-Mobilität“ am 12. und 13. Dezember 2017 in Bremen.

Investitionen langfristig planen

Bauteile wie Motorblöcke, Getriebeblöcke, Halterungen etc., die heute noch in großen Stückzahlen mit Hightech-Gießverfahren hergestellt werden, sind in dieser Form zukünftig nicht mehr notwendig. Mit diesen Veränderungen haben sich Unternehmen aus der Gießtechnik schon heute zu befassen, schließlich liegt der Abschreibungszeitraum bei Investitionen in neue Gießereianlagen in der Regel bei 20 Jahren. „Damit erreichen wir Zeiträume, in denen nach heutigen Prognosen die weltweite Fertigung von Verbrennungsmotoren weltweit bereits erheblich abnimmt. Schon heute ist angesichts dieser Perspektiven also unternehmerischer Weitblick gefragt“, unterstreicht Prof. Dr. Dirk Landgrebe vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU. Er ist einer der Referenten der Fachkonferenz und wird den Blick auf ein vielbeachtetes Innovationsprojekt lenken.

Neue Ausrichtungen gefragt

Bild: Fraunhofer IWUportra%cc%88t-prof-landgrebe_foto_fraunhofer-iwu_blogDie Prognosen stimmen weitestgehend überein: In den kommenden Jahren werden im Zuge der Hybridisierung die Volumina der klassischen Gießereien sogar noch anwachsen, da Hybridfahrzeuge eine größere Zahl an Bauteilen benötigen. Allerdings: Etwa im Zeitraum 2025 bis 2030 wird der Peak an weltweit gefertigten Verbrennungsmotoren erreicht werden, danach sinken die Volumina, betont Prof. Dr. Landgrebe weiter: „Die Branche ist daher gut beraten, diese unausweichlichen Veränderungen als Chance zu begreifen. Die Gießereitechnik befindet sich vor großen Herausforderungen, und viele Vertreter orientieren sich bereits nach alternativen Produkten.“ Zwei grundsätzliche Ausrichtungen seien dabei möglich:

  • Für die beherrschte Technologie neue Anwendungsbereiche zu finden, die klassische Gießtechnik also für neue Zielgruppen erschließen.
  • Im heutigen Automotive-Markt neue Produkte zu definieren und die bestehenden Kunden weiter zu beliefern

Die Frage lautet also: Bleibt man in der angestammten Technologie oder im vertrauten Markt? „Beides ist möglich, eines davon sollten Unternehmen aber in jedem Fall beherrschen, das macht den Veränderungsprozess der kommenden Jahrzehnte einfacher“, sagt Landgrabe. Dabei sollte man sehr spezifisch schauen: Welche Potential hat ein Unternehmen, sind es die beherrschten Technologien, die Kompetenz der Mitarbeiter oder das Kundenportfolio – wo sind die Stärken, die als Chance zu nutzen sind? „Oft wird es sich um eine Schnittmenge aus allem halten, worauf Unternehmen ihren Veränderungsprozess aufbauen können“, meint der Automotive-Fachmann.

Bemerkenswert ist dabei der Wandel von einer eher langsamen Technologieentwicklung hin zu disruptiven Technologiesprüngen. Neue Impulse sind vorstellbar etwa durch Unternehmenskooperation, Eigenentwicklungen oder auch durch das gezielte Fördern von Start-Ups in Bereichen, in denen man Potential für die eigene Firma sieht. Aus einer Start-up-Kultur – ob im Unternehmen oder außerhalb – entstehen im Idealfall Ideen und Impulse für neue Produkte und Technologien. Ein aktuelles Beispiel dafür ist das von der Fraunhofer Stiftung finanzierte Projekt „Innovative Fertigungstechnologien für elektrische Maschinen (IFEM)“, welches vom Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung in Bremen IFAM und vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU gemeinsam seit rund drei Jahren vorangetrieben wird.

Packweise bei Elektromotoren optimieren

Bild: VDI Wissensforumvdi_gebtriebe_203_blogDie Ausgangssituation für das IFEM-Projekt: Wicklungen von Kupfer- oder Aludrähten bei Elektromotoren weisen nicht immer eine optimal dichte Packweise auf. Grund dafür sind die runden Querschnitte der Drähte, die unweigerlich zu Luftspalten führen und damit die Effizienz beeinträchtigen. Zielsetzung des Projektes ist es, die Luftspalten zu reduzieren, indem man die Querschnitte für eine optimale Passform der Drähte verändert und die Drähte somit optimal aufeinanderliegen. Das führt gleich zu mehreren Vorteilen: Elektromotoren lassen sich deutlich kompakter bauen, die Motoren werden leichter oder können bei gleicher Baugröße ein höheres Drehmoment erzielen, die Effizienz wird nachhaltig verbessert.

Nachhaltige Effizienzsteigerungen erwartet

Die Erwartungen sind hoch, Verbesserungen der Effizienz von E-Motoren um bis zu 30 Prozent sind vorstellbar. Aktuell laufen dazu Praxiserprobungen, über deren Resultate bereits im Zuge der VDI-Fachkonferenz „Gießtechnik und E-Mobilität“ berichtet wird. Interessant dabei: Dieses Projekt ist nicht allein auf die Elektromobilität ausgerichtet, sondern eröffnet vielversprechende Perspektiven für alle E-Motoren in dynamischen Antrieben, etwa in Robotern.

Um diese optimierten Drähte herzustellen, sind umfassende umformtechnisches und gießtechnisches Verfahrens-Know-how sowohl für Aluminium und Kupfer notwendig. Hier kommen die Unternehmen aus der Gießtechnik ins Spiel, die sich dieses neue Verfahren über Lizenzierungen aneignen und als Zukunftsfeld aktiv bearbeiten könnten. „Schon in ein bis eineinhalb Jahren wollen wir soweit sein, Lizenzen vergeben zu können“, betont Prof. Dr. Landgrebe abschließend. Dies ist ein aktuelles Beispiel dafür, worauf es angesichts des bevorstehenden Umbruchs in der Gießereiwelt ankommt: Die Herausforderung lautet dabei in jedem Fall, die eigene Erfolgsnische zu erkennen und frühzeitig zu nutzen. Mehr Einblicke in die Materie gibt die VDI-Fachkonferenz im Dezember 2017. Die Zukunft des Verbrennungsmotors und die fortschreitende Elektrifizierung des Antriebsstrangs werden zudem die prägenden Themen beim 5. Internationalen Motorenkongress am 27. und 28. Februar 2018 in Baden-Baden sein.

tomas-frohnAutor: Thomas Frohn
Position im VDI Wissensforum: Referent für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

 

 

 

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