Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA hat Erfolgsbeispiele zusammengetragen, die verdeutlichen, wie Maschinen und Anlagen durch Leichtbau noch produktiver und zuverlässiger gestaltet werden können.

„Leichtbau ist zu kompliziert, zu teuer, bringt nichts“ — so lauten gängige Pauschalierungen, die zur Folge haben, dass Leichtbau bislang nur schwer den Weg in die Betriebsrealität kleiner und mittlerer Unternehmen des Maschinen-, Anlagen- und Gerätebaus findet. Dabei bedeutet Leichtbau laut einer aktuellen Fraunhofer IPA-Studie bei anforderungsgerechtem Einsatz dank weniger Kosten und mehr Umsatz einen echten Mehrwert und damit einen Wettbewerbsvorteil. Die Studien-Ergebnisse liegen mittlerweile als 78 Seiten starkes »Handbuch zum praktischen Gebrauch« vor.

Mehrwerte generieren

Wie der erfolgsversprechende Einstieg in den Leichtbau gelingen kann, analysiert das Handbuch zunächst anhand der Erfahrungen von Unternehmen beim Einführungs- und Umsetzungsprozess konkreter Leichtbau-Applikationen. Es wurden 22 Unternehmen aus dem Maschinen-, Anlagen- und Gerätebau befragt, die Leichtbau bereits erfolgreich umgesetzt haben. Dadurch konnten sie die Leistungsfähigkeit ihrer Maschinen und Anlagen erhöhen, Alleinstellungsmerkmale schaffen und ihre Wettbewerbssituation festigen.

Besonders bei hochperformanten und dynamischen Applikationen sehen die Autoren der Studie eindeutige Mehrwerte, die durch Leichtbau generiert werden können, wie die Umsetzung großer Beschleunigungen bei gleichzeitiger Erhöhung der Präzision. Weitere Vorteile sind energiesparendere Prozesse und auch Maschinenbaulösungen für Kunden-Applikationen, die ohne den Einsatz von Leichtbauprinzipien technisch nicht umsetzbar wären. Selbst bei statischen Maschinenkomponenten ist es durch Leichtbau möglich, Material einzusparen, Herstellkosten zu senken und Mehrwerte zu generieren.

Beispiele und Handlungsempfehlungen für erste Schritte

Der Hauptteil des Handbuchs widmet sich erfolgreichen Best-Practice-Beispielen. Anhand von mehr als 20 Leichtbau-Produkten wird beispielsweise aufgezeigt, wie mithilfe neuer Designmöglichkeiten durch additive Fertigung Material- und Gewichtseinsparungen bei hoher Steifigkeit erzielt werden können. Andere Beispiele veranschaulichen die Möglichkeiten von Material-Substitution etwa durch CFK. Durch die Gewichtseinsparung gewinnen die Maschinen unter anderem an Dynamik und Präzision. Dargelegt werden auch Beispiele zur Kosten- und Materialeinsparung durch Topologie-Optimierung – zum Beispiel an einem statischen Maschinenbauteil.

Aus der Analyse von Hemmnissen, Potenzialen und Bedarfen leiten die Autoren zum Abschluss des Handbuchs Handlungsoptionen ab – mit besonderem Blick auf die Bedürfnisse von KMU. Am Handbuch mitgearbeitet haben die AG Hybride Leichtbau-Technologien des VDMA, die IG Metall Baden-Württemberg und Leichtbau BW GmbH.

Das Handbuch »Leichtbau im Maschinen-, Anlagen- und Gerätebau. Herausforderungen – Potenziale – Mehrwerte – Beispiele« kann bei Dr. Christoph Birenbaum vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA kostenlos angefordert werden.