Leichtbau-Greifer, Bild: Fraunhofer IPA/robomotion

Leichtbau ermöglicht im Maschinenbau Einsparpotenziale, neue Gestaltungsmöglichkeiten und eine höhere Performance. Hier an einem Greifer-Beispiel gezeigt. Bild: Fraunhofer IPA/robomotion

Leichtbau im Maschinen-, Anlagen- und Gerätebau steht im Gegensatz zu Flugzeug- und Automobilbau bei vielen Unternehmen noch am Anfang der Entwicklung. Leichtbau sei kompliziert, Leichtbau sei teuer, Leichtbau bringe nichts – so lauten viele Pauschalierungen, wie die Autoren des Handbuchs anführen.

Unter anderem deshalb findet ihrer Ansicht nach Leichtbau nur schwer den Weg in die Betriebsrealität kleiner und mittlerer Unternehmen aus diesen Branchen - dabei bedeutet Leichtbau bei anforderungsgerechtem Einsatz für die Branche dank weniger Kosten und mehr Umsatz einen echten Mehrwert und damit einen Wettbewerbsvorteil.

Laut Fraunhofer IPA nimmt die Leichtbaurelevanz für den Maschinen-, Anlagen- und Gerätebau aufgrund der ständig steigenden Anforderungen an die Produkte in Bezug auf Dynamik und Kosten stetig zu. Nach Erkenntnissen von Leichtbau BW steigt die Relevanz des Leichtbaus im Bereich Maschinenbau seit 2004 um jährlich acht Prozent, gemessen an den Publikationsaktivitäten.

Wie der Einstieg in den Leichtbau gelingen kann

Leichtbau Roboterarm, Bild: Franke
Leichtbau ist auch im Maschinenbau-, Anlagen- und Gerätebau technisch und wirtschaftlich erfolgreich umsetzbar. Bild: Franke

Wie der erfolgsversprechende Einstieg in den Leichtbau gelingen kann, analysiert das Handbuch zunächst anhand der Erfahrungen von Unternehmen beim Einführungs- und Umsetzungsprozess konkreter Leichtbauapplikationen. 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 Kundenapplikationen, 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.

Handbuch mit Praxisbeispielen

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 Gewichteinsparungen bei hoher Steifigkeit erzielt werden können.

Andere Beispiele veranschaulichen die Möglichkeiten von Materialsubstitution etwa durch CFK. Durch die Gewichtseinsparung gewinnen die Maschinen unter anderem an Dynamik und Präzision. Dargelegt werden auch Beispiele zur Kosten- und Materialeinsparung durch Topologieoptimierung – 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. hei

Das Handbuch kann kostenlos angefordert werden bei Dr. Christoph Birenbaum: christoph.birenbaum@ipa.fraunhofer.de