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Materialdaten – das große Potenzial

Zur Herstellung jedes Produktes werden verschiedene Werkstoffe wie Kunststoffe, Metalle, Verbundmaterialien oder Keramik benötigt, deren Eigenschaften und Verhalten für die Produktleistung, Kosten und Nachhaltigkeit mit ausschlaggebend sind. Daher sind Hersteller im Entwicklungsprozess auf verlässliche Informationen zu diesen Materialien angewiesen. Derzeit arbeiten noch wenige Unternehmen mit einer Strategie oder Entwicklungswerkzeugen, um diese Informationen zu verwalten und bestmöglich einzusetzen. Doch viele führende Technologieunternehmen implementieren bereits Werkstoffinformations-Managementsysteme in ihre IT Infrastruktur.

Bild: Granta

Für ein umfassendes Werkstoffdaten-Management werden sämtliche technische Materialdaten eines Unternehmens – etwa aus Versuch, Qualitätssicherung, Forschung oder Produktion – in einer zentralen Materialdatenbank erfasst. Dort können die Informationen mit Referenzquellen wie Werkstoffhandbüchern oder -datenbanken kombiniert werden, so dass eine einzige kontrollierte Quelle für Werkstoffdaten im Unternehmen entsteht. Die Voraussetzung dafür sind ein Datenbanksystem, das speziell für die komplexen Anforderungen von Materialeigenschaftsdaten ausgelegt ist sowie Spezialisten-Werkzeuge, um die Daten importieren, pflegen und auswerten zu können. Der unternehmensweite Zugriff auf eine spezialisierte Datenbank und die benötigten Informationen bietet für Ingenieure zahlreiche Vorteile.

Informationsvorteile für den Entwicklungsprozess

Das Entwicklungsteam kann relevante Daten schnell finden, vergleichen und auswählen und dabei sicher sein, dass die gewonnenen Informationen präzise sind. Außerdem kann das Unternehmen mit einem Werkstoffinformations-Managementsystem den Anteil der Werkstoffdaten, die verloren gehen oder nur einmal verwendet werden, drastisch senken. Ein führender Flugzeughersteller ermittelte kürzlich, dass vor der Einführung des Werkstoffinformations-Managements 40 Prozent der Testdaten nur ein einziges Mal verwendet wurden. Dieses Vorgehen verschwendet nicht nur wertvolles Wissen, sondern bedeutet auch, dass Versuche unnötigerweise wiederholt werden – oft zu hohen Kosten.

Die mit einem zentralen System gewährleistete Datenqualität kann daher zu höherer Produktivität führen und das Entwicklungsrisiko senken – Grund genug für Unternehmen wie Rolls-Royce, NASA, Boeing, GE und Honeywell, sich am ‚Material Data Management‘-Konsortium zu beteiligen. Dieses Gremium arbeitet mit dem Software-Unternehmen Granta Design zusammen, um die Entwicklung der Granta MI Materials Information Management Software zu leiten. Sobald eine unternehmensweite Datenbank geschaffen ist, gibt es meist erhebliches Potenzial Daten effektiver zu nutzen und somit höheren ‚Return on Invest‘ zu erzielen.

Materialsubstitution im Entwicklungsprozess

Viele Gründe können dafür sprechen, einen bisher verwendeten Werkstoff zu ersetzen: Produkt-Redesigns, gesetzliche Compliance-Regelungen, Unterbrechungen in der Lieferkette, Schwierigkeiten, das Material weltweit zu beziehen sowie Preisanstiege von Werkstoffen. Allerdings ist eine Materialsubstitution schwierig, kostspielig und mit dem hohen Risiko verbunden, dass das Ersatzmaterial nicht die erforderliche Leistung erbringt. Mit geeigneten Werkzeugen innerhalb eines Werkstoffinformationssystems wird dieser Prozess deutlich vereinfacht.

Die Software Granta MI verfügt dazu beispielsweise über ein Substitutionsmodul, das es Materialexperten gestattet, ein Material zu spezifizieren und automatisch tausende Ersatzmaterialien zu überprüfen. Der Werkstoffspezialist kann so Informationen über die technische Anwendung oder andere Einschränkungen des Materials liefern, das System identifiziert die besten Alternativen für den spezifischen Einsatz.

Dabei weist die Software auch signifikante Unterschiede zwischen Original- und potenziellem Ersatzmaterial aus und stellt Informationen zu Kosten, mechanischen Eigenschaften, rheologischen Eigenschaften, chemischer Zusammensetzung oder Dichte des neuen Materials zur Verfügung. So können Entwicklungsprozesse auch bei einer Materialsubstitution besser geplant und unvorhergesehene Schwierigkeiten vermieden werden.

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