Die Herstellung einer Tonne Gusseisen benötigt im Durchschnitt etwa 1.000 Kilowattsunden Strom und 100 Kilogramm Koks, deren Energieleistungen mit Emissionen von bis zu 2.000 Kilogramm CO2 verbunden sind. Betrachtet man diese Zahlen, wird klar, wie viel energiesparende 'grüne' Gießereien zum Klimaschutz beitragen können.
In Deutschland werden 5,9 Millionen Tonnen Metall erschmolzen und vergossen, darunter nach Angaben des Jahresberichts 2008 des Bundesverbands der deutschen Gießerei-Industrie 4,8 Millionen Tonnen Stahl und Eisen sowie 1,1 Millionen Tonnen Nicht-Eisen-Werkstoffe. Allein aus betriebswirtschaftlicher Motivation beschäftigt sich die Gießereibranche schon lange damit, energieschonende Gießprozesse zu entwickeln. Denn der Energieverbrauch bildet einen massiven Kostenblock, seine Größe ist für Gewinn und Wettbewerb entscheidend. Der Hauptfokus der Energiesparentwicklung liegt in der Optimierung der energetischen Vorgänge um den Schmelzvorgang und Maschinenpark herum: Effizientere Öfen mit höheren Wirkungsgraden, Auskleidungsmaterialien mit höheren Isolierleistungen oder die Nutzung von Abwärme gehören zu den aktuellen Forschungsfeldern.
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Einen wichtigen und nachhaltigen Beitrag zur ‚grünen‘ Gießerei kann die erst 20 Jahre alte Technologie der Gießprozess-Simulation leisten. Der Ansatz kann auf verschiedene Art und Weise helfen, Materialeinsatz und notwendige Energie beim Gießen zu reduzieren. Denn ein großer Teil des erschmolzenen Materials fließt nicht in das Gussteil ein, sondern geht an unterschiedlichen Stellen im Gießprozess verloren. Lässt sich dieser Anteil reduzieren, die Ausbringung oder der ‚gute Guss‘ erhöhen, spart das erhebliche Mengen an Energie. Das Institut für Gießereitechnik hat in seinem Fachbericht ‚Der energieeffiziente Gießereibetrieb‘ errechnet, dass die Steigerung der Ausbringung von 60 auf 70 Prozent bei einer Monatsproduktion von 2.000 Tonnen gutem Guss beim Schmelzen im Induktionsofen rund 300.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr einspart.
Weitere wichtige Beiträge der Simulation zur Energieeffizienz und damit zur CO2-Minderung liegen in den Verkürzungen der Prozess- und Zykluszeiten bei Seriengussteilen, in der energieeffizienten Optimierung der Temperierung von Dauerformen und in der Verbesserung von Plattenbelegungen und der Auslegung von Mehrfachwerkzeugen. In der Produktion kann durch den Einsatz von Simulation zudem der Energiebedarf durch Verminderung von Formstoffverbrauch, durch Optimierung von Auspackbedingungen sowie durch verminderte Putzaufwände, Rohteilbearbeitung oder Reparaturschweißen reduziert werden. Substanzielle indirekte Energieeinsparungen lassen sich auch durch weniger Versuchsabgüsse bis zur Serie erreicht.
Bei der Gießprozess-Simulation werden alle Vorgänge vom Eingießen der Schmelze in das Gießsystem bis zum Erstarren und Abkühlen des Teils in der Gussform durch eine Software berechnet und visualisiert. Die Simulationstechnologie wurde Ende der achtziger Jahre von einem Team um Dr. Erwin Flender, Firmengründer der Magma GmbH, praxistauglich gemacht und gilt seitdem als eine der zentralen Innovationen in der Gießereiindustrie der letzten 50 Jahre. Denn es wurde erstmals möglich, in die ‚Blackbox‘ Gussform virtuell hineinzuschauen und Gießtechnik, Verfahrensbedingungen sowie Formen auf der Basis ‚handfester‘ Daten vor dem Abguss zu optimieren. Zuvor mussten Betriebe sich auf Erfahrungswissen und das Know-how des Gießers verlassen. Die primären Ziele der Gießprozess-Simulation liegen in der Entwicklung wirtschaftlicher, kostensparender Prozesse, die Gussteile mit hoher Qualität produzieren. Damit einher geht die Verbesserung des Materialeinsatzes, die aus der Nutzung von Simulationstechniken während der Gussteil- und Prozessentwicklung, in der Prototypenphase sowie durch die Reduzierung von Ausschuss durch verbesserte Gussteilqualität resultieren. Darüber hinaus können Energieeinsparungen aus optimierter Produktivität, verbesserten Formtemperierungen sowie in nachgelagerten Fertigungsschritten, speziell in der Wärmebehandlung, realisiert werden.
Vorhaben zum Nachweis der Energieoptimierung und die Verpflichtung, CSR-Berichte zu erstellen, beschäftigen die Industrie. Auch wenn diese zunächst mit Umstrukturierungen und finanziellen Aufwänden verbunden sind, so investieren Industrieunternehmen damit langfristig in ihre Zukunftssicherheit.‣ weiterlesen
Der Konstrukteur legt sein Bauteil zunächst belastungsgerecht aus. Gießtechnisches Know-how kommt oft erst bei der Entscheidung für einen Zulieferer ins Spiel. Zu diesem Zeitpunkt ist das Gussteil häufig schon auskonstruiert – und jede gießtechnisch notwendige Änderung erfordert kostenintensive Schleifen. In der Regel werden bei 20 Prozent der Bauteilentwicklung bereits 80 Prozent der später anfallenden Kosten festgelegt. Hier kommt dem frühzeitigen Einsatz der Gießprozess-Simulation zunehmende Bedeutung zu: In das Bauteil konstruierte, gießtechnische und qualitative Probleme lassen sich durch Überprüfen der Gießbarkeit in der Simulation frühzeitig erkennen und beheben. So konnte die Firma John Deere während der Neukonstruktion eines Bauteils 13 Kilogramm oder 5,8 Prozent des Bauteilgewichts sparen, was einer jährlichen Energieeinsparung von 53.000 Kilowattstunden durch geringere Schmelzkosten entspricht. Ohne Simulation muss der Gießprozess nach der Konstruktion eines Gussteils mit vielen aufwändigen Probegüssen entwickelt werden. Die Gießprozess-Simulation macht dieses ‚Herangießen‘ an den optimalen Prozessablauf überflüssig, die Software gestattet dem Fachmann, den besten Prozess vor dem ersten Abguss zu prüfen und zu optimieren. Eine amerikanische Gießerei konnte nach der Einführung der Gießprozess-Simulation die Kosten für Prototypen um 580.000 US-Dollar und die für Fehlabgüsse um 208.000 US-Dollar reduzieren.
Die Anforderungen an die Cybersecurity von überwachungsbedürften Anlagen werden deutlich konkretisiert. Betreiber müssen mögliche Gefährdungen ihrer Anlagen durch Cyberangriffe ermitteln und wirksame Gegenmaßnahmen entwickeln. Die zugelassenen Überwachungsstellen (ZÜS) werden zukünftig überprüfen, ob Cyberbedrohungen im Zusammenhang mit dem sicheren Betrieb der Anlagen ausreichend behandelt wurden.‣ weiterlesen
Mit dem Start der Anmeldung öffnet das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) die digitalen Pforten für den 19. Deutschen IT-Sicherheitskongress. Am 10. und 11. Mai 2023 findet der Kongress unter dem Motto 'Digital sicher in eine nachhaltige Zukunft' digital statt.‣ weiterlesen
Die längst verstaubt geglaubte Masche des 'Ich lasse mal einen USB-Stick mit Schadsoftware auf Parkplätzen zum Mitnehmen herumliegen' wurde doch tatsächlich noch einmal aus der Cybercrime-Kiste geholt.‣ weiterlesen
Sonicwall hat den Sonicwall Cyber Threat Report 2023 veröffentlicht. Dieser zweimal jährlich erscheinende Bericht gibt Einblicke in eine zunehmend diversifizierte Cyberbedrohungslandschaft und die sich verändernden Strategien der Bedrohungsakteure.‣ weiterlesen
Smart Factories bieten eine breite Angriffsfläche für Cyberattacken. Deshalb sichert die Freie Universität Bozen ihre 'Smart Mini Factory', eine Lernfabrik für Industrie-4.0-Technologien, mit der Endian Secure Digital Platform. Neben umfassender IT-Sicherheit ermöglicht die Plattform die Nutzung von Edge Computing und das Management von Rollen und Rechten.‣ weiterlesen
Panduit geht mit einem neuen System an den Markt, mit dem sich Netzwerkkabel digital archivieren und dokumentieren lassen. Dazu nutzen Netzwerktechniker und -Installateure die voretikettierten Patch-Kabel und den dazu passenden Bluetooth-fähigen Handscanner des RapidID Network Mapping Systems.‣ weiterlesen
SF Drawing Compare ist ein neues Produkt der Münchener Firma Software Factory, das die Validierung von Zeichnungsänderungen in Windchill beschleunigen und vereinfachen soll.‣ weiterlesen
Auf der letzten SPS-Messe präsentierte Kontron das neue Gerätemanagementsystem K-Port. Diese Ergänzung des noch jungen Susietec-Portfolios soll Anwendern helfen, IoT-Funktionen möglichst einfach auf ihre Automatisierungssysteme zu applizieren. Was das Tool leistet und wie es sich ins Software-Angebot des Hardware-Spezialisten einfügt.‣ weiterlesen
Mittelständische Unternehmen investieren selbst in schwierigen Zeiten in Microsoft-Technologien, weil sie überzeugt sind, dass ihre Mitarbeiterproduktivität steigt und sich ihre Kostenstruktur bessert. Microsoft hat mit dem Microsoft-Partner-Network ein Netzwerk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet. Für unsere Leser gibt die Microsoft-Partnerübersicht in Ausgabe Juli/August der IT&Production Tipps für die Suche nach einer geeigneten Branchen- oder Speziallösung im Bereich des produzierenden Gewerbes.
Auf der Suche nach Innovation, nach neuen Lösungen und der Abgrenzung zum Mitbewerb vernetzen sich zunehmend mehr Unternehmen mit externen Experten und Partnern. SAP hat mit dem SAP-Ecosystem ein Netzwerk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet. In der Maiausgabe der Fachzeitschrift IT&Production erhalten unsere Leser einen aktuellen Überblick zum SAP-Ecosystem im Bereich des produzierenden Gewerbes.
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Immer mehr Anbieter von Maschinen, Automatisierungstechnik und Industriesoftware integrieren künstliche Intelligenz in ihre Produkte. Das ganze Potenzial spielen selbstlernende Systeme aber erst aus, wenn sie passgenau auf ihren Einsatz in Fertigung und Büro zugeschnitten wurden. Über beide Möglichkeiten, als Fertiger die Vorzüge von industrieller KI zu nutzen, geht es im regelmäßig aktualisierten Themenheft Künstliche Intelligenz.
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