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Experten diskutieren über „Energieeffiziente Prozessketten im Automobilbau“

Experten diskutieren über „Energieeffiziente Prozessketten im Automobilbau“

© IFW
Online-Tagung zum Antriebsstrang 2025

„Mit innovativer Fertigungstechnik zum energieeffizienten Antriebsstrang!“ Unter diesem Motto fand am 22. Juni 2021 die Online-Tagung zum aktuell vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Verbundprojekt Antriebsstrang 2025 statt. Neben den beteiligten Konsortialpartnern diskutierten rund 50 Vertreter der Fertigungs- und Automobilindustrie über zukünftige Energieeinsparungen und die Dekarbonisierung in der Mobilität der Zukunft.

Angeknüpft an die erfolgreichen PiA-Tagungen hatte das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) zur Online-Tagung eingeladen. Der Fokus der Veranstaltung lag dabei auf der Entwicklung von energieeffizienten Prozessketten zur Herstellung eines reibungs-, gewichts- und lebensdaueroptimierten Antriebsstrangs. Dazu versammelten sich Experten aus der internationalen Wissenschaft und Industrie für einen gegenseitigen Austausch.

Den Schwerpunkt der Veranstaltung bildeten die Präsentationen der im Verbundvorhaben betrachteten Komponenten von PKW- und NKW-Antriebsstrang. Die wissenschaftlichen Mitarbeitenden Miriam Handrup, Philipp Pillkahn, Daniel Katzsch, Christopher Schmidt und Leon Reuter des IFW präsentierten eindrucksvoll die Ergebnisse aus der Zusammenarbeit mit dem Institut für technische Verbrennung (ITV) und dem Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie (IMKT) der Fakultät Maschinenbau und den Industriepartnern der jeweiligen Teilprojekte des Antriebsstrangs. Die Vorträge wurden mit Videos der am IFW aufgebauten Demonstratorprozessketten abgerundet, um die Wirkungsweise der untersuchten Technologien besser zu veranschaulichen.

Energieeffiziente Zylinderlaufbuchsen

IFW-Mitarbeiterin Miriam Handrup stellte einen neuen Herstellungsprozess für eine Zylinderlaufbuchse vor – ein Bauteil, das trotz voranschreitender E-Mobilität auch in zukünftigen Schwerlastmotoren einen hohen Stellenwert einnehmen wird. In Kooperation mit der Fa. Gehring GmbH und der Fa. Gühring KG hat die Wissenschaftlerin für die Herstellung des Bauteils einen neuartigen Hybridprozess aus piezoaktuiertem Unrunddrehen und Mikrostrukturieren entwickelt. Dadurch wird die Prozesskette zur Herstellung der Laufbuchsen deutlich verkürzt. Und: Mit der neu entwickelten Zylinderlaufbuchse kann ca. 1 % Kraftstoff je Motor in der Nutzungsphase eingespart. Der Dieselverbrauch auf deutschen Autobahnen kann damit jährlich um ca. 45.000.000 Liter reduziert werden.

Ressourceneffiziente Fahrwerksfertigung

Energieeffiziente Prozessketten zur Herstellung von Fahrwerkskomponenten aus Aluminium wurden von Philipp Pillkahn aufgezeigt. Durch die enge Zusammenarbeit mit den Firmen DMG MORI AG, Ecoroll AG, Gühring KG und der Volkswagen AG konnte eine Kombination aus voll- und teiladditiver Fertigung mit angepasster mechanischer Bearbeitung und einem automatisierten Reparaturschweißen von Gussformen initiiert werden. Dadurch kann bis zu 4.372 MWh Energie pro Jahr eingespart werden.

Prozessketten für energieeffiziente Gelenkwellenfertigung

Die dritte betrachtete Komponentengruppe bildet die Antriebsgelenkwelle. Daniel Katzsch vom IFW konnte in seinem Projekt mit den Firmen DMG MORI AG, Ecoroll AG, Gühring KG und der Volkswagen AG nachweisen, dass durch den Entfall der Hartbearbeitung bei den Gelenkbauteilen und einer neuartig ausgelegten Prozesskette zur Herstellung einer dreiteilig reibgeschweißten Hohlwelle ca. 3.170 MWh Energie und bis zu 3.500 t CO2 pro Jahr in der Fertigung reduziert werden können.

Tribologisch optimierte Flügelzellenpumpe

Als letzte physische Komponente wurden aktuelle Untersuchungen an Flügelzellenpumpen gezeigt. Christopher Schmidt untersucht dabei mit der DMG MORI AG, Gühring KG und der Robert Bosch GmbH den Einsatz eines Strukturwalzprozesses und den positiven Effekt eingebrachter Mikrostrukturen zur Wirkungsgradoptimierung dieser Komponenten.

Ressourceneffiziente Fertigungssteuerung

Zusätzlich zu den realen Fahrwerkskomponenten präsentierte Leon Reuter eine Software zur Berechnung des individuellen und ganzheitlich energetischen Fußabdrucks dieser Bauteile. Dieses Tool ermöglicht eine ökologische Bewertung und Steuerung beliebiger Prozessketten durch die individuelle Berechnung von Prozessstellgrößen für eine ökologisch optimierten Fertigungsprozess. Alle im Verbundvorhaben betrachteten Prozessketten konnten bewertet werden, sodass sich das Gesamtpotential in der Herstellungs- und Nutzungsphase* durch Optimierung von Gewicht, Reibung und Energie auf Einsparungen in Höhe von 991.000 t CO2 pro Jahr für den Wirkungsbereich Deutschland beläuft!

Abgerundet wurde das Programm durch Impulsvorträge der Industrie. Angefangen mit dem Eröffnungsbeitrag von Dr. Thomas Friemuth, Leiter der Baureihe Panamera der Porsche AG. In seinem Vortrag stellte Dr. Friemuth spannende Schwerpunkte und Lösungsansätze bei der aktuellen Anpassung des Produktportfolios für das Erreichen der firmenseitigen Klimaneutralität vor. Des Weiteren reihten sich ebenso wertvolle Gastvorträge von Dr. Benjamin Bax (DMG MORI Ultrasonic Lasertec GmbH), Marco Nischkowsky (ECOROLL AG Werkzeugtechnik) und Dr. Kai Litwinski (DMG MORI GILDEMEISTER Drehmaschinen GmbH) ein, in denen gezeigt wurden, wie sowohl interne Fertigungsstrukturen als auch die neuen Produkte auf das Thema der Dekarbonisierung ausgelegt sind und somit bereits heute ein positiver Beitrag zur Energieoptimierung und -Reduzierung geleistet wird. Besonders hervorzuheben ist, dass alle beteiligten Unternehmen mit großem Ehrgeiz und Eigeninitiative das Ziel der ganzheitlichen Klimaneutralität zum Wohle der Umwelt verfolgen.

Aufgrund der Maßnahmen zur Eindämmung der Corona-Pandemie war lediglich eine virtuelle Konferenz möglich. Dennoch gab es durchweg positive Resonanz von allen Teilnehmenden und allen voran von Dr. Stefan Busse-Gerstengarbe vom Projektträger Jülich. Dr. Busse-Gerstengarbe hob in seiner Schlussrede der Tagung nochmal die Relevanz des Themengebiets hervor und bestärkte das positive Feedback: „Das IFW und alle weiteren Konsortialpartner sind auf dem richtigen Weg!“

 

Für weitere Informationen steht Ihnen Herr Daniel Katzsch, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen, unter Telefon +49 511 762 18161 oder per E-Mail unter katzsch@ifw.uni-hannover.de gern zur Verfügung.