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Energieoptimierte Produktionsmaschinen

Das Herzstück einer Fabrik sind die enthaltenen Produktionsmaschinen, wie beispielsweise Werkzeugmaschinen, Reinigungsanlagen oder Härteöfen. Zur Produktion der Bauteile benötigen diese Maschinen Energie und Ressourcen, deren Verbräuche erheblich in der CO2-Bilanz der Fabrik zu Buche schlagen. Aus diesem Grund beschäftigt sich die Forschungsgruppe der ETA mit der Optimierung von Produktionsmaschinen hinsichtlich Energie- und Ressourceneffizienz.

 

1 | Energieanalysen

 

Um alle energetischen Potenziale bei Produktionsmaschinen zu heben, sind zunächst Energieanalysen notwendig. Die Potenziale beschränken sich nicht nur auf Energieeffizienz, sondern beinhalten auch Energieflexibilitätspotenziale. Im Schwerpunkt „Energieoptimierte Produktionsmaschinen“ werden dafür Messkonzepte erarbeitet und Messkampagnen durchgeführt, dies geschieht sowohl intern im Rahmen von Produktionswochen in der ETA-Fabrik als auch extern bei Industriepartnern. Zur Erfassung von elektrischer und thermischer Energie sowie Druckluft und weiterer Ressourcen kommt dabei mobile und stationäre Messtechnik zum Einsatz.

 

2 | Querschnittstechnologiebenchmarking

 

In Produktionsmaschinen kommen diverse Querschnittstechnologien wie beispielsweise Kälte- oder Hydraulikaggregate zum Einsatz. Um diese effizient einzusetzen, werden in der Forschungsgruppe verschiedene Technologien als Teil des thermischen Energiesystems untersucht und gegenübergestellt. Resultierende Maßnahmen sind beispielsweise die bedarfsgerechte Dimensionierung von Komponenten oder der effiziente Betrieb von Anlagen inklusive smartem Abschaltmanagement.

 

3 | Neu- und Bestandsprojektierung

 

Mit dem Bau der ETA-Fabrik hat die ETA-Forschungsgruppe Grundlagen zur Planung von energieeffizienten Fabriken gelegt, die stetig weiterentwickelt werden. Die dabei entstandenen Methoden werden beispielsweise in Projekten zu thermisch optimierten Reinigungsanlagen und energetisch optimierten Werkzeugmaschinen weiter vorangetrieben. Zusätzlich wird aber auch Wert darauf gelegt, Methoden zur Identifikation und Implementierung von Maßnahmen in bestehenden Fabriken zu entwickeln und anzuwenden.

 

4 | Energierückgewinnung

 

Um Energie einzusparen, ist es essenziell, ungenutzte Energie rückzugewinnen und weiter zu nutzen. Dafür untersucht die Forschungsgruppe, wie es für die verschiedenen Prozesse der Zerspanung, Reinigung, Trocknung und Wärmebehandlung gelingen kann, diese effizient maschinenintern zu nutzen oder in das Energiesystem einer Fabrik zu integrieren.

 

5 | Ressourcentransparenz durch Digitalisierung:

 

Das Thema der bauteilspezifischen CO2-Bilanzierung gewinnt auch in der Industrie zunehmend an Bedeutung. Digitalisierung kann dabei einen wichtigen Beitrag leisten, um Transparenz über die Ressourcenverbräuche in einer Fabrik zu erlangen. Um Ressourcenverbrauchsanalysen durchführen zu können, forscht die ETA-Gruppe an geeigneten Messkonzepten, dem Einsatz von Datenbanken für Analysen und Maßnahmenvorschlägen sowie Methoden zur Berechnung von Ressourceneffizienzkennzahlen. Wie die erarbeiteten Inhalte in Workshops optimal an die Industrie vermittelt werden können, wird zudem im Bereich der Lernfabrikforschung für Ressourceneffizienz genauer untersucht.

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