konstruktionspraxis 5/2025

ANTRIEBSTECHNIK

Wie das Kunststück gelingt, je nach Anwendung unterschiedlichste Anforderungen zu erfüllen

SMARTENGINEERING

Wie Simulation, digitaler Zwilling und künstliche Intelligenz die Produktentwicklung verändern

Produktentwicklung neu denken

15.Oktober 2025 VCCWürzburg

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Biszum 15.Juli2025 FRÜHBUCHERTICKET SICHERN!

DerSchlüsselfürdenErfolgeinesUnternehmensliegtinKonstruktionundEntwicklung. HierentsteheninnovativeProdukte,diedieWettbewerbsfähigkeitsichern DochkennenSiedieHerausforderungenderProduktentwicklungim21.Jahrhundert? DasKonstruktionsleiterForumzeigtLösungen,MethodenundTools,umdie Produktentwicklungkreativ,strukturiertunddomänenübergreifendzugestalten.

www.konstruktionsleiter-forum.de

Cyber-Security–jetzthandeln

ZueinerderdringendstenHerausforderungenunsererBranchegehörtdie SicherheitimMaschinen-,Anlagen-,Geräte-undFahrzeugbau.Während damit lange vor allem die „Safety“ gemeint war, also die Gefahr, die von MaschinenundAnlagenausgeht,rücktheutezunehmenddie„Security“inden Vordergrund, also die Bedrohung durch externe Einflüsse. Cyber-Security ist längst kein Thema mehr, das ausschließlich die IT betrifft. Vielmehr erfordert esmittlerweiledievolleAufmerksamkeitvonKonstrukteurenundEntwicklern.

Für Ingenieure sollten die Konzepte „Security by Design“ und „Security by Default“ in Zukunft integraler Bestandteil der Entwicklungsprozesse sein. Ihre Verantwortung umfasst das Vorhersehen und Mindern von Cyberrisiken, um sicherzustellen, dass die entwickelten Systeme robust sind und sicher bleiben DassdieSicherheitvernetzterSystemeüberderengesamtenLebenszyklushinweggewährleistetist,fordertinZukunftauchdieGesetzbegungmitdemCyber Resilience Act, der 2027 in Kraft tritt. Schon ab September 2026 ist eine Meldepflicht für Schwachstellen hinsichtlich der Cybersicherheit eines Produkts erforderlich. Wo die entscheidenden Herausforderungen liegen und wie sich effektiveSicherheitsmaßnahmenumsetzenlassen,lesenSieindemBeitragunseres Kollegen Jan Vollmuth ab Seite 56 unter dem treffenden Titel „Nicht auf die lange Bank schieben“.

Dass die Cyber-Security für Konstruktion und Entwicklung immer dringlicher wird,habenwirzumAnlassgenommen,am14 Oktober2025inWürzburgden Spotlight-Tag„ZukunftssicherkonstruierenmitMVOundCRA“zuveranstalten. DieserTagergänztdasKonstruktionsleiter-Forumam15.Oktober2025.ZentralesThemaistdieintegrativeBetrachtungderMaschinenverordnung(MVO)und desCyberResilienceActs(CRA)sowiederdarausresultierendenAnforderungen an Konstruktion und Entwicklung

DieReferentenwerdenwertvollePraxiserfahrungenzudengrößten Hürden bei der Umsetzung v Mittelpunkt stehen die hä Unternehmen in diesem Zu nen sowie praxisnahe Lösungsansätz dernisseeffektivzuüberwinden. und Konstruktionsleiter erhalt Informationen über die Aspekt inderfrühenPhasederProduk berücksichtigtwerdensollten, len Hindernissen vorzubeugen. formationenzumProgramm spotlight.konstruktionsleiter

Warten Sie nicht ab, handeln freuen uns darauf, Sie am 14. zu begrüßen!

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FaszinationTechnik: Entfaltet aus einem Origami-Würfel

TITELSTORY

10 Wie BLDC-Motoren Menschenleben retten gesponsert von: Rotek

ENTWICKLUNG

WERKSTOFFE

14 Rezyklate prozesssicher verarbeiten

SMART ENGINEERING & DIGITALER ZWILLING

18 Interview: Manuelle Prozesse entfallen weitestgehend

20 Branchenübergreifend effizient entwickeln gesponsert von: Comsol

24 Der digitale Zwlilling lebt von gepflegten Daten

26 Aktuelle Chancen nutzen

28 KI transformiert den Schaltschrankbau

30 Die Produktivitätskrise im Engineering lösen

32 Dank KI schneller zur Designentscheidung

34 Komplexe Modelle agil konstruiert

36 Produkte und Lösungen

MECHANIK

FÜGE-&VERBINDUNGSTECHNIK

38 Naturkautschuk prozesssicher und exakt dosieren

40 Interview: Klebtechnik versus Kreislaufwirtschaft

KONSTRUKTIONSBAUTEILE

42 Optimierte Montage- und Verpackungsprozesse

44 Komplexe Bewegungen mit einer Hand steuern

ANTRIEBSTECHNIK

46 Geheimnisse lüften und Abenteuer erleben

48 Wie künstliche Intelligenz Antriebe optimiert

FLUIDTECHNIK

50 Windkraftanlagen nachhaltiger machen

52 Produkte und Lösungen

ELEKTRIK

MASCHINENSICHERHEIT

56 Nicht auf die lange Bank schieben

AUTOMATISIERUNG

58 Ein Plus an Effizienz und Sicherheit

60 Etikettieren in einem Bruchteil der Rüstzeit

ELEKTROTECHNIK

62 Kran-Retrofit im laufenden Betrieb

63 Produkte und Lösungen

FINALE

64 Seminartipp, Buchtipp

65 Webinartipp, Impressum

TECHNIKKURZERKLÄRT

58 Technik kurz erklärt, Podcast, Vorschau

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GIESSEN

Durchbruch in der

Stahlgusstechnologie

Verbindungselemente wären ein möglicher Einsatzbereich der Legierung

Forscher am Fraunhofer IWU und der TU Bergakademie Freiberg haben einen kaltumformbaren, kupferlegierten austenitischenStahlgussmitTRIP/TWIP-Eigenschaf-

FIRMENJUBILÄEN

Ein Grund zum Feiern

ImJahr2025feiernvieledeutscheIndustrieunternehmenihrFirmenjubiläum:DerSensorspezialistKüblerGrouphatteam1.April sein 65-jähriges Bestehen. Am gleichen Terminwardas60-jährigeFirmenjubiläumvon Nord Drivesystems: Der Antriebsspezialist wurde 1965 von G.A. Küchenmeister und Günter Schlicht gegründet. Der deutsche Vakuumspezialist Leybold, gegründet von Ernst Leybold, kann auf 175 Jahre Firmengeschichte zurückblicken. Vor 100 Jahren, im Juli 1925 gründete Herbert Hänchen in Penzig, Schlesien, sein Unternehmen als Fahrzeugreparatur- und Vertragswerkstatt. Und auch Festo gibt es seit 100 Jahren: GottliebStollgründetedieFirmagemeinsammit Albert Fezer in Esslingen am Neckar (jv)

MASCHINENBAU-BAROMETER VON PWC

Investitionsbereitschaft

ten entwickelt. Die neue Legierung kombiniert Festigkeit und Duktilität: Sie ist hoch belastbar und kann sich dennoch plastisch verformen.DerKerndieserInnovationliegt imsogenanntenTRIP/TWIP-Effekt,derdem neuen Stahlguss seine außergewöhnlichen Eigenschaften verleiht. TRIP steht für „Transformationsinduzierte Plastizität“ und TWIP für „Zwillingsinduzierte Plastizität“ DieseMechanismenbewirken,dasssichdie Mikrostruktur des Materials unter Belastung verändert. Die Kombination beider Effekte erhöht die Festigkeit des Werkstoffes und verzögert das Bauteilversagen unter dynamischer Belastung Zudem verbessern sichdasUmformvermögenunddieEnergieaufnahme im Falle eines Aufpralls (jup)

Humanoider Roboter für den kleinen Geldbeutel

Igus hat einen zweiarmigen Kunststoffroboter für knapp 50.000 Euro vorgestellt. Eine Testphase vor dem Kauf ist inbegriffen: DabeievaluiertderHerstellerdiePotenzialevor Ort und prüft Einsatzmöglichkeiten am realen Roboter Der Roboter soll in der industriellen Fertigung, bei Transportaufgaben und im Service mit anpacken. Der Iggy Rob istrund1,70Metergroßundbewegtsichauf Rädern.EineAkkuladungreichtihmfürbis zu acht Stunden. Bei der Fortbewegung nutzt er einen LIDAR-Sensor und 3D-Kameras zur Objektdetektion. Der Hersteller will ihn auch selbst nutzen: beim Einlegen von Bauteilen in Spritzgussmaschinen. (jv)

Plasmapolymer-Beschichtungen als Ersatz für PFAS

Die Hochleistungselektronik wäre ein Einsatzbereich der neuen Beschichtung

Während es für viele Alltagsanwendungen PFAS-Alternativen gibt, besteht für technische Anwendungen, die extremen Bedingungen standhalten müssen, ein großer Be-

Bild: Fr au nh ofer IF AM

darf an neuen individuellen Lösungen. Im Projekt Hate-Fluor wollen Teams am Fraunhofer-InstitutLBFundamFraunhofer-InstitutIFAMfluorfreiebeschichteteElastomere entwickeln und anpassbare Baukastenlösungen anbieten, um den wachsenden Marktbedarf zu decken. Ziel ist dabei, die thermischeStabilitätfluorfreierElastomere durch neuartige Antioxidantien zu verbessern, abgestimmte Elastomer-FormulierungenherzustellenundeinBeschichtungssystem zum Schutz des Elastomers vor oxidativemundchemischemAngriffzuentwickeln. Das System, bestehend aus Lack- und Plasmabeschichtungen, soll ein breites Spektrum im Bereich der fluoralternativen Dichtungen abdecken (jup)

im Maschinenbau steigt wieder an

Bernd Jung sieht für den Maschinen- und Anlagenbau großes Potenzial in KI-Lösungen.

Der deutsche Maschinen- und Anlagenbau steckt in einer Krise, wie das aktuelle Maschinenbau-BarometervonPwCzeigt.Sechs von zehn Befragten blicken explizit pessimistisch auf die Wirtschaftsentwicklung, knapp ein Drittel ist unentschlossen. Lediglich 8 Prozent erwarten eine positive konjunkturelle Entwicklung in den kommenden zwölf Monaten. Die befragten Managerinnen und Manager rechnen durchschnittlichmit3,7ProzentwenigerUmsatz.Neben der sinkenden Nachfrage und den ausbleibendenAufträgenstehendieBetriebeunter erheblichem Kostendruck. Trotz all dem planen 78 Prozent in diesem Jahr zu investieren: durchschnittlich 6,5 Prozent des Gesamtumsatzes (Vorjahre: 5,8 Prozent bzw.

5,9 Prozent). Dabei stehen bei sieben von zehn Befragten die Qualifikation und Weiterbildung der Mitarbeiter im Fokus. Sechs von zehn wollen sich zudem auf Forschung undEntwicklungsowieVertriebundMarketing fokussieren. Erst an vierter Stelle werden technologiebasierte Investitionen genannt. Hierbei sticht vor allem die künstliche Intelligenz hervor „Dies ist der richtige Weg“,istBerndJung,LeiterderPraxisgruppe Industrial Manufacturing bei PwC Deutschland und Strategy& überzeugt „KI-Lösungen–undhierbesondersgenerativeKI–haben ohne Zweifel das Potenzial, die Produktivität und Profitabilität der Branche nach Jahren der Stagnation signifikant zu verbessern.“ (mz)

ROBOTIK

Bild: P wC

GEOTHERMIE

Lithiumgewinnung im Oberrheingraben

Im Projekt Thermion soll eine innovative Ionenpumpe entwickelt werden, mit der Lithium in Deutschland umweltfreundlich aus Thermalsole extrahiert wird. Einsatzorte der Technik wären geothermischen Quellen im Oberrheingraben. Partner aus WissenschaftundIndustriearbeitendabeiunter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE Die speziell entwickelte Ionenpumpe extrahiert hochselek-

tiv Lithium direkt aus der Thermalsole, die anschließend nahezu unverändert in den natürlichen Kreislauf zurückgeführt wird ZieldesProjektsistdiewissenschaftlicheBewertung der Lithiumvorkommen im Oberrheingraben sowie die Entwicklung einer effizienten und nachhaltigen Extraktionstechnologie. Die Ionenpumpe (EIP) arbeitet direkt im Thermalkreislauf bei 15 bis 20 bar und 70 °C. Eine gezielte Vorbehandlung mi-

nimiertAblagerungenundumfassendegeohydrologische Untersuchungen sollen die langfristige Wirtschaftlichkeit absichern. EinDemonstratorsolldengesamtenProzess –vonderSoleentnahmeüberdieExtraktion bis zur Rückführung – praxisnah abbilden. DasaufdreiJahreangelegteProjektwirdmit 2,6 Millionen Euro gefördert und könnte einen Meilenstein für die nachhaltige RohstoffversorgunginDeutschlandsetzen.(dm)

Deutlich mehr

Besucher

Komatsu-Bagger: Große Maschinen gehören bei der Bauma dazu.

Mit über 600.000 Fachbesuchernausmehrals200Ländern und3.601Ausstellernaus57Nationen unterstreicht die Bauma 2025 einmal mehr ihren Status als Taktgeber der globalen Bau-, Baustoff- und Bergbaumaschinenbranche. In einer Zeit wirtschaftlicher Unsicherheiten setzte die Messe ein starkes Signal: Die Branche ist innovativ, vernetzt und bereit für die Zukunft. Die Bauma 2022 zählte noch 3.200 Aussteller und 495.000Besucher ZentraleThemen der diesjährigen Veranstaltung waren nachhaltige Antriebssysteme, CO₂-Reduktion, digitaleBaustellenprozesseund autonome Maschinenlösungen. Entscheider führender Industrieunternehmen wie Liebherr, Zeppelin (CAT) oder Hawe Hydraulik betonten den hohen Stellenwert der Bauma als Innovationsplattform und bestätigten die technologische Reife zahlreicher Entwicklungen. Der Anteil ausländischer Besucher ist weiter gestiegen. (kip)

Ein Controller – so vielfältig wie Ihre Anforderungen

Die Lösung im Automatisierungsbaukasten MOVI-C® für den oberen Performancebereich Der Controller vereint Bewegungssteuerung mit Maschinensteuerung und lässt sich darüber hinaus auch für Industrie 4.0-Anwendungen einsetzen. Eine Vielzahl technischer Applikationen ist mit diesem Gerät zuverlässig möglich, ohne Kompromisse bei Sicherheit, Industrietauglichkeit oder Bedienbarkeit.

Ihre Vorteile auf einen Blick:

– durchgängige, benutzerfreundliche Engineering-Umgebung

– hochgradige applikationsspezifische Vernetzung

– Industrie-PC, Motion-Control-Aufgaben und SPS in einem Gerät vereint

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BAUMA 2025

Entfaltet aus einem Origami-Würfel

INNOVATION. QUALITÄT.SERVICE. Smarte Schließsysteme für höchste Sicherheitsanforderungen

Wie schafft man Solarpanels für Satelliten, die leicht, robust und selbstentfaltend sind? Am Technologie Campus Hutthurm wurde mit dem Power Cube diese Kombination realisiert Hierbei kombiniert ein Verfahren verschiedene Matrixmaterialien. Der Power Cube basiert auf einer Origami-inspirierten CFK-Struktur. Während des Transports kompakt gefaltet, entfaltet er sich im Orbit durch gespeicherte Dehnungsenergie. Diese Kompaktheit zahlt sich aus: Während herkömmliche Solarpanels für 100 W Leistung 12 U Volumen benötigen (1 U entspricht 10 × 10 × 10 cm), kommt der Power Cube mit 3 U aus – was die Startkosten um 67 Prozent und damit 670.000 Dollar pro Mission reduziert. Die Materialkosten wiederum sinken um über 97 Prozent. (jv)

Bild: T C Hutthurm

Moderne Zutrittslösungenmüssen flexibel, sicher und effizient sein –besonders in Zeiten zunehmender Digitalisierung. Mechatronische Schließsysteme bieten Ihnen maximale Kontrolle, in dem sie Zutritte präzise verwalten und dokumentieren. UnsereSysteme lassen sich nahtlos in bestehende Managementstrukturen integrieren und bieten optimalen Schutz für sensible Bereiche. VerlassenSie sich auf unsereExpertise –von derBeratung bis zur Entwicklung maßgeschneiderter Lösungen.

WEGWEISEND. PRÄZISE. NAH.

ANTRIEBSTECHNIK

Wie BLDC- Motoren Menschenlebenretten

Ob Rasenmähroboter, Theatervorhänge oder Suchscheinwerfer in der Seenotrettung – je nach Anwendung muss die Antriebstechnik unterschiedlichste Anforderungen erfüllen. Rotek gelingt dieses Kunststück.

Das flexible Baukastensystem von Rotek macht es möglich, vorhandene Module zu kombinieren und an individuelle Anforderungen anzupassen – so entstehen maßgeschneiderte Lösungen

Rotek-Geschäftsführer Rolf und Klaus Treusch in der Fertigung: Hohe Fertigungstiefe und Flexibilität machen den Hersteller von DC-Motoren zu einem zuverlässigen Partner in der Antriebstechnik

Vor der rauen Nordseeküste, wo hohe Wellen gegen die Stahlrümpfe der Rettungsschiffe schlagen, zählt bei einer Suchaktion jede Minute. Wenn ein Crewmitglied über Bord geht, beginnt ein Wettlauf gegen die Zeit – oft mit tragischem Ausgang „Nur wenige Personen werden unter solchen Bedingungen rechtzeitig gefunden“, sagt Robin Herrmann, Produktmanager bei der Rotek GmbH & Co. KG.

Dassollsichändern.GemeinsammiteinemHamburger Unternehmen arbeitet Rotek an einem Suchscheinwerfer, der die Erfolgschancen bei solchen Rettungseinsätzen deutlich erhöhen soll. GPS-Sender in den Rettungswesten senden ihre Position direkt an die Suchscheinwerfer DaraufhinrichtendieRotek-Antriebeden Lichtstrahl automatisch auf das Signal und erhöhen so die Präzision und Geschwindigkeit der Rettung, selbst beiNachtoderstarkerSee.„EinelebensrettendeTechnologie, die den entscheidenden Unterschied machen kann“, betont Herrmann.

Rotek aus Bremerhaven hat sich in der elektrischen Antriebstechnik einen Namen gemacht. Spezialisiert aufSynchronmotorenundbürstenloseGleichstrommotoren, bietet das Unternehmen eine breite Palette an Motorlösungen an, darunter die vielseitigen RomotionundRosync-Motoren.„WirentwickelnmaßgeschneiderteLösungen,diedenspezifischenAnforderungenunserer Kunden gerecht werden“, erklärt Geschäftsführer Rolf Treusch. Das skizzierte Projekt der Suchscheinwerfer für die Seenotrettung ist ein Paradebeispiel für die flexible und partnerschaftliche Zusammenarbeit, die Rotek mit seinen Kunden pflegt.

MotorsenktKostenfürAnlagendesign

„DerRomotionistunservielseitigsterMotor“,sagtRobin Herrmann Der dreiphasige bürstenlose Gleichstrommotor zeichnet sich durch die intelligent integrierte Regelelektronik aus. Erhältlich in zwei Ausführungen, bietet er neben seiner Leistungsfähigkeit auch viel Flexibilität in der Ansteuerung Die integrierte Elektronik ermöglichteinepräziseDrehzahlregelung,dieunabhän-

gigvondemerforderlichenDrehmomentgehaltenwird. Dies reduziert nicht nur den Bedarf an übergeordneten Steuerungen,sondernsenktauchdieKostenfürdasAnlagendesign erheblich. Ergänzend dazu gibt es eine Modbus-undCAN-Bus-Schnittstelle,diedieVernetzung mitanderenSystemenerleichtert.„DerRomotioneignet sich besonders für Anwendungen, die eine hohe Präzision erfordern, etwa fahrerlose Transportsysteme“, erklärt Herrmann.

Die Innovationskraft der Bremerhavener zeigt sich exemplarisch an der Entwicklung der Radantriebe für große Rasenmähroboter, die Parkanlagen und Fußballfelder effizient pflegen. Diese robusten Mähgeräte nutzen die präzise Steuerung der Romotion-Motoren, um ihre Räder in perfektem Einklang zu betreiben. „Die RäderkommunizierenübereinBussystem,dasmiteiner übergeordneten Steuerung verbunden ist, um sicherzustellen, dass sie im Zusammenspiel agieren“, erläutert Robin Herrmann. Dies ermöglicht nicht nur einen gleichmäßigenSchnitt,sondernauchfeinabgestimmte Kurvenfahrten ohne Begrenzungsdraht, da die Steuerung per GPS erfolgt. Die Technologie öffnet ebenfalls Wege für den Einsatz in Shuttlesystemen für Lagerhallen, wo ebenfalls vernetzte Antriebe gefragt sind.

InTheaternbeweistderRomotionseineVielseitigkeit bei der Steuerung schwerer Vorhänge. Die speziellen Anforderungen,diedasGewichtunddasVermeidenvon Nachschwingen der Vorhänge stellen, meisterte Rotek miteinerfeinabgestimmtenAntriebslösung DerMotor startet sanft und erreicht seine Höchstgeschwindigkeit miteinereigensprogrammiertenRampe,bevorerebenso sanft zum Halt kommt. Diese präzise Steuerung eli-

„Unser Projektablauf lässt uns schnell und effizient auf Anfragen reagieren.“

Rolf Treusch, Geschäftsführer der Rotek GmbH & Co. KG

Erst die Steuerelektronik macht aus einem Motor eine effiziente Antriebslösung: Rotek bietet sowohl integrierte als auch externe Elektroniklösungen an.

miniert das Nachschwingen der Vorhänge. „Dank unserer Technologie können wir so auf die üblichen Endlagenschalter verzichten, und der motorisierte Betrieb lässtsichflexibelanverschiedeneBühnenbedingungen anpassen“, erklärt Herrmann.

Roteks Fähigkeit, spezifische Kundenwünsche in Rekordzeit umzusetzen, beruht auf mehreren Schlüsselfaktoren,diedasUnternehmenauszeichnen.Einehohe Fertigungstiefe erlaubt es, viele Komponenten im eigenen Haus zu produzieren. Das minimiert Abhängigkeiten von externen Zulieferern. Diese Unabhängigkeit wird durch das flexible Baukastensystem ergänzt, welchesesermöglicht,bereitsvorhandeneModulezukombinieren und an individuelle Anforderungen anzupassen.„UnserstandardisierterProjektablaufstelltdarüber hinaus sicher, dass wir schnell und effizient auf Anfra-

DasPortfolioimÜberblick

Das Standard-Programm von Rotek umfasst:

ƒ Romotion-Motoren: Die dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotoren bieten integrierte Regelelektronik, die variable Drehzahlen bis 4.000 min-1 ermöglicht. Sie eignen sich für Anwendungen, die Präzision und Flexibilität in der Steuerung erfordern, wie fahrerlose Transportsysteme und Förderbänder.

ƒ Rosync-Motoren: Dank der patentierten Green-Drive-Technology zeichnen sie sich durch ihren hohen Wirkungsgrad und ihre kompakte Bauform aus. Sie sind geeignet für Anwendungen mit längerem Dauerbetrieb wie Förderbänder oder Luftentfeuchter

ƒ Roslyde-Motoren: Mit der Smooth-Drive-Technology bieten diese Motoren einen vibrationsarmen und leisen Lauf, geeignet für Anwendungen im Heim- oder Laborbereich.

ƒ Rotect-Motoren: Diese Motoren bieten Schutz in hochkorrosiven und rauen Umgebungen durch Gehäuse aus Edelstahl für Bereiche mit hohen hygienischen Anforderungen oder extremer Belastung durch aggressive Reinigungsmittel.

ƒ Robase-Motoren: Die klassischen Synchronmotoren sind die Basis des Baukastensystems. Sie kombinieren bauartbedingt einen hohen Wirkungsgrad mit geringer Energieaufnahme, bieten konstante Drehzahlen unabhängig von der Last, ein ausgeprägtes Selbsthaltemoment sowie kurze Stopps und Starts. Aufgrund des flexiblen Baukastensystems kann Rotek darüber hinaus kundenspezifische Lösungen bieten, die für über eine Million Produktvarianten sorgen.

gen reagieren können“, erklärt Rolf Treusch. So lassen sich auch komplizierte Antriebsanforderungen selbst bei Losgröße eins erfüllen – bei den meisten Projekten biete Rotek innerhalb einer Woche eine Lösung an.

EnergieeffizienzimFokus

Das Produktportfolio spiegelt auch die Anforderungen der Branche wieder, etwa die zunehmend geforderte Energieeffizienz in der Antriebstechnik. Das zeigt sich beim Rosync, einem Synchronmotor, der mit einer bemerkenswerten Energieeffizienz und einer kompakten Bauweise punktet. Möglich macht's die Green-DriveTechnology Im Gegensatz zu herkömmlichen Motoren verbraucht der Rosync weniger Strom, da er keine Energie für die Erzeugung eines Magnetfeldes im Rotor benötigt. Diese Eigenschaften machen ihn zu einer guten Wahl für Anwendungen mit hoher Laufzeit, wie in Fördersystemen oder Luftentfeuchtern. Der effiziente Einsatz der Hochleistungsmagnete in Verbindung mit optimiertenWicklungenführtzueinemaußergewöhnlich hohen Wirkungsgrad, der dem Anwender nicht nur Kosteneinsparungenbietet,sondernaucheinenBeitrag zur nachhaltigen Energienutzung leistet.

DieGreen-Drive-TechnologyistauchdieBasisfürdie BürstenlosenMotorenderRomotionSerie.Damitdiese den komplexen Anforderungen moderner Antriebslösungen gerecht werden, ist das reibungslose Zusammenspiel von Motor und Elektronik entscheidend. Daher hat Rotek in der jüngsten Vergangenheit vor allem indieWeiterentwicklungderElektronikinvestiert.Das Unternehmenbietetsowohlintegriertealsauchexterne Elektroniklösungen an. Die integrierte Elektronik ist spezifisch auf den Motor abgestimmt und übernimmt erweiterte Steuerungsaufgaben direkt. Die externen ElektroniklösungenhingegenbietenhöhereFlexibilität und sind besonders dann gefragt, wenn der Bauraum begrenztistoderspezielleKühlbedingungenherrschen.

Elektroniknahtlosintegrieren

Die neueste Elektronik aus dem Hause Rotek ist die CMS-Elektronik, wobei CMS für CAN-Bus, Modbus und einenintegriertenSensorsteht.DerintegrierteAbsolutwertgeber sorgt für eine präzise Positionierung, die in komplexen Anwendungen entscheidende Vorteile bietet.MitdenintegriertenBussystemenlässtsichdieElektroniknahtlosinbestehendeNetzwerkeintegrieren,was die Vernetzung und Steuerung von Antriebssystemen erheblich vereinfacht. „Die CMS löst selbst anspruchsvolle Steuerungsaufgaben kosteneffizient und flexibel“, unterstreicht Rolf Treusch.

IneinemsichkontinuierlichwandelndenMarktblickt Rolf Treusch optimistisch in die Zukunft. Vor allem die IntegrationvonIntelligenzinAntriebe,Energieeffizienz und Laufruhe sind aus seiner Sicht zentrale Themen in der Antriebstechnik. „Während wir weiterhin standardisierteProduktezuwettbewerbsfähigenPreisenanbieten, wird die Nachfrage nach individuell zugeschnittenen Lösungen immer größer“, erklärt Treusch. Diese kundenorientierteEntwicklungisttiefinderUnternehmenskulturvonRotekverwurzelt.Produktlinienwieder Rosync, Roslyde oder Rotect wurden von ursprünglich maßgeschneiderten Lösungen zu flexiblen Baukastenangeboten. So, ist Treusch sicher, lassen sich zukunftsweisende Standards in der Antriebstechnik setzen.

Bild:

Leverkusen|09.04.2025

Ostermann-Arena

Hamburg|18.06.2025

MesseHalleHamburg-Schnelsen

Ludwigshafen|10.09.2025

Friedrich-Ebert-Halle

Landshut|15.10.2025

Sparkassen-Arena

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SPRITZGUSS

Rezyklate prozesssicher verarbeiten

Bei der Verarbeitung von Post-Industrial- und Post-Consumer-Rezyklaten sowie von Biokunststoffen im Spritzguss können die Material- und Verarbeitungseigenschaften schwanken. Um eine gleichbleibende Qualität der Endprodukte sicherzustellen braucht es Regelkonzepte. Für diese Aufgabe hat Arburg die passenden Lösungen.

Rezyklate sind aufgrund ihrer inhomogenen Eigenschaften anspruchsvoll in der Verarbeitung. Form und Qualität des inhomogenen Materials beeinflussen den Aufschmelzprozess.

Verschiedene Gremien, Bewegungen und Initiativen forcieren, geschlossene Kreislaufsysteme zu etablieren. Auch wenn sich dies aktuell noch nichtwirtschaftlichrechnet,lautetdasZiel,dieVerwendungfossilerRessourcenmittel-undlangfristigdeutlich zu reduzieren. In diesem Zusammenhang gewinnt die VerarbeitungvonRezyklatenzunehmendanBedeutung Rezyklate sind chemisch betrachtet ebenso Kunststoffe wieklassischeNeuware–mitdemUnterschied,dasssie bereitsfertigeProduktewaren,dieeineNutzungsphase hintersichhattenundanschließendwiederaufbereitet worden sind. Es gibt jedoch noch viele offenen Fragen, ob und wie Rezyklate vergleichbar effektiv und prozesssicher wie Neuware eingesetzt werden können Die Spritzgießverarbeiter müssen sich hier neuen Herausforderungen stellen.

VERFASST VON

Dr.Thomas Walther

Abteilungsleiter

Verfahrens- und Prozessentwicklung Arburg

MaterialeigenschaftenundKennwerte variiereningrößerenSpannbreiten

Aus Sicht der Maschine wird beim Spritzgießen mit zwei großen „Black Boxes“ abgearbeitet, welche maßgeblich dieProzessstabilitätunddieBauteilqualitätbeeinflussen. DenndieMaschineselbstweißweder,

ƒ welchesMaterialindenTrichtereingefülltwird,noch ƒ waszwischendenbeidenAufspannplattenpassiert. Dies sind zwei große Herausforderungen, wenn es darum geht, Prozessparameter wie Temperaturverlauf der Formmasse sowie Temperatur- und Druckverlauf im Werkzeug zuverlässig zu regeln. Der größte Unterschied zur Verarbeitung von Rezyklaten gegenüber Neuware bestehtdarin,dassdieMaterialeigenschaftenundKennwertewiemechanischeQualität,FarbeoderGeruchinnerhalb einer Lieferung oder eines Auftrags in größeren Spannbreiten variieren können. Weil dem recycelten Granulat bei den meisten Kreislaufprozessen aktuell keine eindeutigeMaterialspezifikationzugeordnetwerdenkann,steht beim Einrichten der Maschine kein Datenblatt zur Verfügung.DaserschwertdieVerarbeitungerheblich. Jedoch gibt es z. B. Pilotfunktionen in der Gestica- und Selogica-SteuerungderAllrounder-Spritzgießmaschinen von Arburg, die schwankenden Viskositäten in der Schmelze entgegenwirken: Der „aXw Control Reference Pilot“ und der „aXw Control Recyclate Pilot“ können Unregelmäßigkeiten erfassen und ausgleichen. So wird die Formfüllung möglichst konstant gehalten und trotz größererVariationenfüreinegleichbleibendeBauteilqualität gesorgt.

Bild: Arbur g

EinhomogenerundstabilerAufschmelzprozessisteine wichtige Einflussgröße, um Gutteile produzieren zu können. Das beginnt damit, dass das Material möglichst gleichmäßigindieSchneckeeingezogenwird.Dabeispielen die Form und Qualität des Rezyklats eine wichtige Rolle. Liegt Granulat vor, lässt sich recycelter Kunststoff grundsätzlichsogutwieNeuwareverarbeiten,ohnedass zusätzliche Hardware erforderlich ist. Anders sieht dies bei Flakes und Mahlgut aus. Flakes können in Größe und Form sehr uneinheitlich sein. Mahlgut wiederum – also Material aus Kunststoffteilen, die nur mit einer Angussmühle zerkleinert wurden – besteht aus verschieden großen Bruchstücken, idealerweise in Korngrößen von zwei bisfünfMillimetern.BegleitetwerdendieseKörnerinder Regel von feinerem bis hin zu staubförmigem Material. Um einen stabilen Aufschmelzprozess zu erhalten, muss Mahlgutentstaubtwerden.

Für die Verarbeitung solcher Materialien gibt es ein nachrüstbares Rezyklat-Paket von Arburg, das Soft- und Hardware-Features zusammenfasst. Zur Software zählen z B.mehrstufigeAnfahrparameterunddiedigitaleAssistenzfunktion „aXw Control Screw Pilot“, die für eine präziseundstabileFormfüllungsorgt.BeiderHardware-AusstattungermöglichteinmodifiziertesZylindermoduleine unterbrechungsfreie Zufuhr auch schlecht rieselnder Materialen. Eine Plastifizierschnecke mit modifizierter, tiefer geschnittener HC-Geometrie (High Compression) dient einer homogenen Aufbereitung Dabei fungieren Nuten im Einzugsbereich als Einzugshilfe, damit das Material trotz unregelmäßiger Form stabil nach vorne gefördertwird.ZudemistdieSchneckeCrN-beschichtet,was Belagbildung und Verschleiß aufgrund unerwarteter Fremdkörperreduziert.

Ein von Zyklus zu Zyklus reproduzierbares Füllen der Werkzeug-Kavität bildet die Grundlage für eine gleichmäßigeBauteilqualität.EinerfolgreichesSteuerungskonzepthierfüristdiePilotfunktion„aXwControlScrewPilot" bzw. „lagegeregelte Schnecke“, bei dem der Füllvorgang durch eine geschwindigkeitsgeregelte Schneckenbewe-

Der Recyclate Pilot gleicht Materialschwankungen aus und steigert dadurch die Prozesssicherheit und Teilequalität – zu sehen an der Füllung eines Haarkamms, gefertigt in der Materialvariante ohne Nachdruck.

gung mehrstufig an die Anforderungen des Fließwegs angepasstwird.DiesesKonzeptlässtsichvergleichenmit demFahrassistentenfürPkws:WeichtdieBewegung(hier der Schnecke) durch Störeinflüsse (hier z. B. SchwankungenderViskositätinderKunststoffschmelze)vonderprogrammierten Geschwindigkeit ab, wird diese so geregelt, dasstrotzdemderWeginvorgesehenerZeiterreichtwird. Das aktive Beschleunigen und Bremsen gleicht also Störeinflüssedynamischaus,sodasseinekonstanteSchmelzemenge in die Kavität gefördert wird. Vor allem bei hohen Einspritzvolumenströmen bewährt sich diese Dynamik, vor allem, um durch gezieltes und schnelles Bremsen DruckspitzenunddamitÜberfüllungenzuverhindern.

ReferencePilot:Regelungin der

Nachdruckphase

Die Nachdruckphase ist ebenfalls entscheidend für die Bauteilqualität. Sie wird in der Regel als druckgeregelter Prozess ausgeführt, zu dem zuvor ein Maschinen-Ein-

Rundum beeindruckend

Die neue Generation des hygienischen Drucksensors PG1 für steht für eine klare, zeitgemäße Werte-Kommunikation. Die mehrfarbige LED-Anzeige mit frei konfigurierbarer Einstellung der Sollbereiche sorgt für eine übersichtliche und eindeutige Manometer-Visualisierung von Druck an der Anlage. Ebenfalls können Druck sowie die Mediumtemperatur (dauerhaft bis 150 °C!) als Digitalwert angezeigt werden. Für dauerhaft zuverlässige Messergebnisse sorgt die von ifm bekannte, robuste frontbündige Keramikmesszelle. Ziemlich runde Sache, oder? ifm – close to you.

Für die Verarbeitung

abrasiver Rezyklate

eignen sich Plastifizierschnecken mit modifizierter Geometrie und verschleißfester CrN-Beschichtung

steller die optimalen Parameter ermittelt hat. Sowohl kurzfristige Einflüsse in der laufenden Produktion wie etwa Viskositätsschwankungen in der Schmelze, sowie langfristigauftretenderVerschleißz.B anderRückstromsperreundanderenmechanischenKomponentenbleiben dabei unberücksichtigt Das kann langfristig zu Schwankungen im Werkzeuginnendruck und damit zu unregelmäßigerTeilequalitätführen.

Bereits 1988 entwickelte Arburg deshalb eine in die Steuerung„integrierteSpritzprozessregelung“,welchedie NachdruckkurveübereinenDrucksensorimWerkzeugin Echtzeit regelt. Diese Softwarefunktion wurde stetig weiterentwickeltzumheutigen„aXwControlReferencePilot“ Als Basis für die aktive Regelung in der Nachdruckphase, bei welcher der aktuelle Nachdruck dem Innendruck nachgeführt wird, zieht der Reference Pilot die SollwertReferenzkurveeinesGutteilsheran.AlszugehörigeHardwareisteinmöglichstangussnahimWerkzeugplatzierter Drucksensor erforderlich Die Funktionsweise ist vergleichbarmitdemAutonomenFahren:TrotzGPSundbekannter Strecke benötigt ein Fahrzeug zusätzlich aktive Sensoren, um sich sicher im Straßenverkehr bewegen zu können. Denn nur damit lassen sich z.B unvorhergeseheneUnebenheiten,BaustellenoderandereVerkehrsteilnehmererkennen

EinflussfaktorWerkzeug-Innendruckfür einegleichbleibendhoheTeilequalität Um Störeinflüssen schnell entgegenwirken zu können undDruckschwankungenaktivauszugleichen,erhältdie Software vom Sensor in Echtzeit erfasste Signale des Werkzeuginnendrucks.DadurchistderReferencePilotin derLage,dieInnendruckkurvevomaktuellenIst-aufden gewünschten Sollwert zu regeln. Resultat sind ein konstantesSchussgewichtundgleichbleibendhoheTeilequalität, ohne dazu manuell in die Prozessparametrierung eingreifenzumüssen EineAlternative,istderneue„aXw Control Recyclate Pilot“, der den Spritzgießprozess direkt in der Einspritz- bzw. Formfüllphase allein auf Basis von DatenausderserienmäßigenMaschinen-Sensorikregelt. Im Vergleich zum Reference Pilot, der Signale direkt von derKavitätempfängt,istdieRegelstreckebeimRecyclate Pilotlänger.DennochbieteterklareVorteile:

ƒ AufzusätzlicheSensorenkannkomplettverzichtet werden.

ƒ DieindieSteuerungintegriertePilotfunktionlässt sicheinfachperKnopfdruckaktivieren.

ƒ DieFunktionbedientsichderbewährten,maschineninternenSensorik,derenKalibrierungnurallepaar Jahrefälligist.

ƒ DiesePilotfunktiongleichtkurzfristigeSchwankungenvonSchusszuSchussaussowiezyklusübergreifend.

Der Bediener optimiert die Prozesseinstellungen zunächst wie gehabt, sodass die erforderliche Qualität des Gutteils erreicht ist. Diese Referenz wird per SteuerungsbefehlandiePilotfunktionübergeben.EinweitererBefehl aktiviert den Recyclate Pilot. Dieser analysiert daraufhin dasEinspritzverhalten,erkenntmarkantePunkteundAbweichungen im Spritzprozess und sorgt dafür, dass das eingespritzte Volumen und somit die Formfüllung konstant bleibt. Dazu wird in der Einspritzphase das Ereignismuster im selben Zyklus mit der eingegebenen Referenz verglichen und der Umschaltpunkt gegebenenfalls kurzfristig angepasst. Zudem ergibt sich durch die Korrektur desDosiervolumensauchlangfristigundzyklusübergreifendeinehöhereStabilitätdesGesamtprozesses. SchwankendeMaterialeigenschaftenund-viskositäten im Spritzgießprozess werden besonders gut ersichtlich, wenn angussfrei und ohne Nachdruck gefertigt wird. Resultat sind unterschiedlich unvollständige Formfüllungen, wie das Beispiel „Haarkamm“ zeigt. Das Bauteil wurde aus PA6 in drei Materialvarianten spritzgegossen –Neuware,RezyklatinFormvonGranulatundalsMahlgut. DasAusmaßderFormfüllunglässtsichanhanddesTeilegewichtsnachvollziehen:

ƒ DerKammausNeuwarewar,dabewusstohneNachdruckproduziert,imWerkzeugnichtvollausgeformt unddientealsReferenz.

ƒ BeimSpritzteilausRezyklat-Granulatbliebdas Gewichtkonstant,lagaberdeutlichunterdemaus Neuware

ƒ BeiMahlgutwarenzusätzlichstarkeSchwankungen desTeilegewichtszubeobachten.

Dies änderte sich quasi auf Knopfdruck durch aktive Regelung mit dem Recyclate Pilot. Nun war Teilegewicht für alle drei Varianten konstant und nahezu gleich hoch. DamitgleichtdiedigitalePilotfunktiondieresultierenden SchwankungeninderFormfüllungausunddadurchkann sowohl die Prozesssicherheit als auch die Teilequalität deutlich gesteigert werden. Aus der verbesserten FormfüllungergibtsicheinehoheWerkzeugsicherheit.

Die Steuerung ist der „intelligente“ Kopf einer Spritzgießmaschine und kann den Bediener umfassend und aktivunterstützen.MitHilfedigitalerPilotfunktionenwie demRecyclatePilotunddemReferencePilotlässtsichbei der Verarbeitung von Rezyklaten die Prozesssicherheit durch aktive Regelung in der Einspritz- und Nachdruckphase deutlich steigern. Das Einspritzprofil und der Füllvorgang des Formteils bleiben dabei stabil und entsprechendervorgegebenenReferenz.

Unzureichende Materialeigenschaften von Rezyklaten lassen sich aber natürlich nicht generell überwinden, sodassderSteigerungderTeilequalitätGrenzengesetztsind. Die Kenntnis und Erfahrung des Anwenders sind noch immer wegweisend In der Zukunft könnten hierbei übergeordnete, KI-gestützte Methoden zusätzlich unterstützen. (jup)

Bild: Arbur g

ALLES,WASDERKONSTRUKTEURBRAUCHT

DIGITALER ZWILLING

Manuelle Prozesse entfallen weitestgehend

Der interoperable digitale Zwilling hat großes Potenzial für die vernetzte, digitale Industrie. Dr. Christian Mosch, Geschäftsführer der IDTA, spricht hier über seine Anfänge, Ziele, den aktuellen Stand und seine Vorteile für die Produktentwicklung.

Herr Dr. Mosch, seit wann gibt es die Idee des digitalenZwillingseigentlichundwiekamesdazu?

DAS INTERVIEW FÜHRTE

MonikaZwettler

Redakteurin konstruktionspraxis

Christian Mosch: Die Idee des digitalen Zwillings ist nicht neu. Einige Lösungsanbieter, gerade im Umfeld des Engineerings, proklamieren die Umsetzung des digitalen Zwillings schon lange für ihre Produkte. AllerdingsfunktioniertdieIdeenur,wennmaninderspezia-

ZURPERSON

lisierten Softwareumgebung bleibt Mit Industrie 4.0 kam die Anforderung, die digitalen Zwillinge zwischen denLösungeninteroperabelauszutauschen Dieshatdie Idee des digitalen Zwillings nochmal auf eine andere Ebene gehoben und den Umsetzungen eine neue Dynamik gegeben.

Was waren damals die Ziele des digitalen Zwillings undsindsieheutenochaktuell?

Mit digitalen Zwillingen möchte die Industrie grundsätzlich die Daten- und Dokumente nahe am Produkt halten und diese entlang des Lebenszyklus mitführen. Stichwortistdas„Asset-drivenDatenmanagement“ An diesemZielhatsichnichtsgeändert,sondernesgewinnt gerade durch die engere Verzahnung von intelligenten Produkten im Industrieumfeld und dem enger werden Wertschöpfungsnetzwerk zunehmend an Bedeutung

WiekameszurGründungderIDTA?

Um die Inhalte von digitalen Zwillingen, also die Daten undDokumentedereinzelnenAssets,interoperabelbereitzuhalten, braucht es ein standardisiertes Grundmodell eines digitalen Zwillings. Vor diesem Hintergrund ist das Konzept der Asset Administration Shell, oder kurz AAS, entstanden. Mit der Umsetzung des ersten Anwendungsfalls, dem digitalen Typenschild auf Basis der AAS, wurde gezeigt, welches Potenzial in einem solchenStandardsteckt.DamitverbundenkamderRufaus der Industrie nach einer Organisation, die diesen Standard weiterentwickelt und eine Expertencommunity aufbaut. Der Gründung der IDTA ist also eine technologische Vorentwicklung vorausgegangen.

Dr.-Ing.ChristianMosch

Christian Mosch studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Darmstadt und war dort anschließend Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Datenverarbeitung in der Konstruktion. Danach war er als Projektmanager Industrie 4.0 beim VDMA tätig Seit 2021 treibt er als Geschäftsführer der Industrial Digital Twin Association (IDTA) die Idee des interoperablen digitalen Zwillings auf Basis der Verwaltungsschale voran.

Bild: ID TA

WelcheZieleverfolgtdieIDTA?

Die IDTA versteht sich als erster Ansprechpartner rund um den standardisierten digitalen Zwilling und bietet allen industriellen Organisationen eine Plattform zum Mitwirken. Unser Ziel ist es, den digitalen Zwilling für Komponenten,Maschinen,AnlagenundganzeFabriken alsOpen-Source-Technologiezuetablierenundgemeinsam mit der Industrie weiterzuentwickeln.

Welche Vorteile bietet der digitale Zwilling dem Maschinen-undAnlagenbau?

Wirsehen,dasseszunehmendwichtigerwird,Informationen entlang des Produktlebenszyklus digital zu erfassenundstandardisiertzudokumentieren.Geradevor dem Hintergrund der kommenden Regulierungen, wie etwa beim digitalen Produktpass, ist es essenziell, sich rechtzeitigdieserAufgabenzuöffnen.BeimMaschinenbau kommt noch die zentrale Rolle der TechnologieintegratorenzumTragen.Umsowichtigeristessomit,den Datenfluss entlang der Liefer- und Engineeringketten zunehmend durchgängig und widerspruchsfrei digital abzubilden. So können Dokumente, Zertifikate, Sicherheits- und Gebrauchsanweisungen in verschiedenen Sprachen automatisch in die Entwicklungsprozesse integriert werden.

Und heruntergebrochen auf Konstrukteure und Entwickler – welche Vorteile können sie aus dem Zwillingziehen?

InersterLinieunterstützendigitaleZwillingedenKonstrukteur und Entwickler im Zusammenspiel zwischen den verschiedenen Engineering-Systemen im eigenen UnternehmensowiezwischenKundenundLieferanten. AlsAnwenderdieserSystememüssensienichtvielüber den Zwilling selbst oder die dahinterstehende AAS als Standard wissen. Worauf sich Konstrukteure und Entwickler jedoch einstellen können, ist, dass vieles in der Produktentwicklung automatisiert werden kann ProduktdateneineskonkretenAntriebsbeispielsweisewerdenüberdenHerstellerdirektabrufbarseinundkönnen in die eigene Systemlandschaft von ERP- oder PLM-Systemen integriert werden. Manuelle Prozesse zum Auffinden der richtigen und aktuellen Daten und Informationen entfallen weitestgehend.

WieistderaktuelleStandinderIndustriebezüglich derNutzungdesZwillings?

Viele Unternehmen sind bereits in der Integration der AAS als Standard für digitale Zwillinge Dies gilt für die Softwarehersteller wie auch für die Komponentenlieferanten gleichermaßen. Wir haben als IDTA eine Umfragedurchgeführtundkamenaufaktuell44Lösungen am Markt, die die AAS bereits implementiert haben DieseLösungenhabenwiraufunsererWebseitegelistet. Konkret haben sowohl die Softwareanbieter die Funktionalitäten zum Import und Export der AAS genauso integriert wie den standardisierten Zugriff auf digitale Zwillinge.GleichzeitigstellenbereitseinigeKomponentenlieferantenganzeRepositoriesihrerProduktebereit.

WelcheVoraussetzungenmüssenerfülltsein,damit der digitale Zwilling sein Potenzial voll entfalten kann?

Wir nähern uns zunehmend der kritischen Masse an Softwareherstellern, die die Möglichkeit zur VerarbeitungvondigitalenZwillingenundderImplementierung

derAAShat.IstAASindenToolsersteinmaleingeführt, wirdsicheinParadigmenwechselninderDatenhaltung zeigen. Produktdaten werden dann Asset-bezogen in ihremdigitalenZwillinghinterlegtundverwaltet.Daher stammtauchderBegriffderAssetAdministrationShell.

SehenSieeinenDurchbruchbeiderAnwendungdes Zwillings?

Ein Anwendungsfall, der das Potenzial von digitalen Zwillingensehrgutaufzeigt,istderFall,wennHersteller ihreKundenübertechnischeÄnderungenihresProduktes informieren müssen, Stichwort Product Change Notification. Hierbei hilft die AAS als Standard und bietet die Möglichkeit, diesen Vorgang zu beschleunigen, ihn wenigerfehleranfälligzugestaltenunddieNachverfolgbarkeit sicherzustellen. Dieses Beispiel zeigt exemplarisch,welcheMöglichkeiteninderIntegrationvonDigitalen Zwillingen steckt. Davon werden wir in nächster Zeit noch einige sehen.

Welche Hürden und Herausforderungen gibt es aktuellnoch?

TIPP

Auf der Website der IDTA finden Interessierte im Solution Hub eine Auflistung der Lösungen, die bereits auf die Verwaltungsschale setzen: voge.ly/idta/ solutions/.

DieIntegrationvondigitalenZwillingenindiebestehende IT-Infrastruktur lässt derzeit noch einige Unternehmen zögern, sich auf die Materie zu fokussieren. Hier werdenoftmalsHürdengesehen,diejedochbeinäherer Betrachtung handhabbar werden. Ein schrittweiser Implementierungsansatz ist sinnvoll. Und eine enge Zusammenarbeit zwischen IT, Entwicklung und Produktion hilft zum Erfolg bei der Einführung der AAS

Wo könnte die Reise des digitalen Zwillings hingehen – ein Blick in die Glaskugel, was ist in 5 Jahren StandderTechnik?

Es gibt bereits einige Lösungen am Markt, die vollständig auf den digitalen Zwilling auf Basis der AAS setzen – und die Tendenz ist stark steigend. Wir erwarten ein exponentielles Wachstum dieser Entwicklungen Mit Blick auf die wachsende IDTA-Community gehen wir davon aus, dass sich der digitale Zwilling als Stand der Technik durchsetzen wird.

HabenSieTippsfürdenEinstieg–speziellfürKMU? Das Thema digitaler Produktpass wird kommen. Eine durchgängigeDatenhaltungistdafürelementar Fangen Sie in kleinen Schritten an, sich dieser Thematik anzunähern.UndgreifenSiegerneaufdasKnow-howinden CommunitysundVerbändenzurück.DieUnternehmen sindnichtaufsichalleinegestellt.DieIDTAstehtgerne als erste Anlaufstelle bereit. (mz)

VielenDankfürdasGespräch!

„Mit Blick auf die wachsende IDTACommunity gehen wir davon aus, dass sich der digitale Zwilling als Stand der Technik durchsetzen wird.“

Christian Mosch

SIMULATION

Branchenübergreifend effizient entwickeln

Der Produktentwicklungsprozess kann durch den Einsatz von Einzelphysik-Simulationen, Multiphysik-Simulationen und Simulations-Apps deutlich verbessert werden. Drei Beispiele aus der Praxis zeigen, wie die Integration von Simulation dabei unterstützte, optimierte Endprodukte schneller zu entwickeln.

Für alle Branchen geeignet: Drei Beispiele aus der Praxis zeigen, wie Simulation den gesamten Produktentwicklungsprozess beschleunigt – und zwar von der ersten Konzeptidee bis zur fertigen Lösung

Die von Volkswagen Kassel entwickelte Simulations-App mit standardisierten Spannungsergebnissen für das Rotordesign

Modellierung und Simulation helfen Ingenieuren in allen Branchen, ihren Produktentwicklungsprozess nachhaltig zu optimieren. Simulationenkönneneingesetztwerden,umjedeneinzelnen Schritt zu verbessern, darunter Materialauswahl, Geometrieerstellung, Leistungsprognosen, virtuelle Tests und Designvalidierung Bereits in frühen Phasen eines Projekts lassen sich durch Simulationen die Machbarkeit eines Designs prüfen, potenzielle Fehlerquellen identifizieren und fundierte Entscheidungen treffen. DurchdieeinfacheModifikationvonDesignkennzahlen können Entwickler schneller iterieren und leistungsfähigereVariantenevaluieren.MithilfevonCAE-Software mit Einzelphysik- und Multiphysik-Funktionen lassen sichrealeSystememodellieren,Wechselwirkungenanalysieren und neue Designs präzise testen — ohne physische Prototypen erstellen zu müssen.

Simulation ermöglicht zudem Untersuchungen unter Bedingungen, die im Realversuch nur schwer oder gar nicht testbar wären. Dadurch lassen sich Risiken frühzeitig erkennen, unerwartete Produktfehler vermeiden und dieQualitätderEndproduktesteigern.

Anhand von drei Praxisbeispielen aus unterschiedlichen Branchen zeigen wir, wie Simulation den Produktentwicklungsprozess insbesondere im Hinblick auf Designiterationen, Tests und Leistungsvorhersagen beschleunigt.

VolkswagenKasselautomatisiertRotortestsfürE-MotorenmitSimulations-App

In der Produktentwicklung können Ingenieure durch die Automatisierung spezifischer Phasen wertvolle Zeit und Ressourcen sparen. Eine effektive Möglichkeit bietet die Erstellung von Simulations-Apps, die gezielt für bestimmte Aufgaben entwickelt werden

DasVolkswagenwerkinKassel,spezialisiertaufElektroantriebe,nutzteeinesolcheSimulations-AppzurOptimierungderFestigkeitsprüfungvonRotorblechpaketen—ein kritischer,aberressourcenintensiverEntwicklungsschritt. Die von Volkswagen entwickelte App automatisiert den Belastungstest und erlaubt die Variation wichtiger Parameter wie Geometrie, Interferenz und die Anzahl aktiver Magnete.

Die App erstellt automatisch Ergebnisberichte mit FestigkeitsbewertungenfürlaminierteRotorblechabschnitte, standardisiertdieAuswertungteamübergreifendundverkürztdieDurchlaufzeitenerheblich.Durchihrebenutzerfreundliche Gestaltung ist sie auch für Nicht-Experten einfach zugänglich Das Ergebnis: eine schnellere Entwicklung, effizientere Vergleiche verschiedener Designs undeineverkürzteMarkteinführungszeit.

InstrumentenherstellerInficonverbessert Ionisationsmessgerät

Auch beim Benchmarking und der Verfeinerung bestehender Designs spielt Simulation eine wichtige Rolle.

VERFASST VON BjornSjodin SVP of Product Management COMSOL

Mithilfe von CAE-Software mit Einzelphysik- und Multiphysik-Funktionen lassen sich reale Systeme modellieren, Wechselwirkungen analysieren und neue Designs präzise testen — ohne physische Prototypen erstellen zu müssen.

Die Abbildung zeigt die Simulationsergebnisse des Messgerätedesigns von Inficon. Links: Filamenttemperatur; rechts: elektrisches Potenzial um die Gitterstruktur

DerInstrumentenherstellerInficonentwickeltegemeinsam mit Partnern ein neues Ionisationsmessgerät zur Druckmessung in Hoch- und Ultrahochvakuumumgebungen.

Inficon nutzte multiphysikalische Simulationen, um ein Modell zu erstellen, das die thermischen und elektrischen Bedingungen präzise abbildete. Dabei wurde zunächst die Filamenttemperatur simuliert und im Anschluss mithilfe einer Raytracing-Simulation die Bewegung von Elektronen und Ionen untersucht. Diese Simulationsergebnisse dienten zur Optimierung des Designs: DasursprünglichverwendetedünneDrahtfilamentwurde durch eine massive, aufgehängte Scheibe ersetzt, für das GitterwurdenrobustereMetallteileeingesetzt. Das neue Design reduzierte die Messunsicherheit auf unter 1 Prozent, steigerte die Empfindlichkeit um das Achtfache und verbesserte die Wiederholgenauigkeit der Messungen um den Faktor 13 im Vergleich zum Benchmark-Prototyp

WasbedeutetSimulationinder Produktentwicklung?

Simulation bezeichnet den virtuellen Nachbau eines realen Produkts oder Prozesses. Dabei kommen mathematische Modelle zum Einsatz, die physikalische Effekte wie Wärme, Bewegung, elektrische Ströme oder Materialbelastung abbilden. In der Praxis können mehrere dieser Effekte simultan auftreten und müssen dann auch gemeinsam berücksichtigt werden Genau das leisten sogenannte multiphysikalische Simulationen:Sie ermöglichen realitätsnahe Vorhersagen, noch bevor ein physischer Prototyp gebaut wird. Für einen einfachen Zugang sorgen Simulations-Apps: Sie bieten eine benutzerfreundliche Oberfläche, mit der auch Personen ohne Simulations-Spezialwissen vorbereitete Modelle nutzen können - ein wichtiger Schritt, um Entwicklungsteams breiter einzubinden und die Vorteile der Simulation unternehmensweit zu nutzen.

Die DAES-Technologie nutzt ein nach oben abstrahlendes Lautsprecherdesign, sodass der Schall von der Decke reflektiert wird.

DolbyLaboratoriesprognostiziert Lautsprecherleistungvirtuell

Die virtuelle Leistungsprognose spart Zeit und Ressourcen in der Produktentwicklung Das Unternehmen Dolby Laboratories setzte Simulationen ein, um die akustische Performance eines ultradünnen Dolby-AtmosLautsprechersystems zu optimieren. Ziel war die EntwicklungeinesnachobenabstrahlendenLautsprechers (DAES-Technologie),dertrotzkompakterBauweiseeine breite Klangabdeckung ermöglicht. Verschiedene Designkonzepte wurden simuliert und verglichen. Die IntegrationeinesakustischenReflektorszeigteeineerhebliche Verbesserung der Klangverteilung gegenüber Designs ohne Reflektor

Dolby nutzte eine Kombination aus Finite-ElementeMethoden (FEM) und Randelement-Methoden (BEM) für die Simulation, wobei auch Randbedingungen wie beispielsweise die Deckenhöhe berücksichtigt wurden. AnschließendentwickeltendieIngenieurePrototypenbasierend auf den Simulationsergebnissen. Reale Tests bestätigten die Optimierung: Die Integration des Reflektors ermöglichteschließlicheinintensiveresundrealistischeresHeimkinoerlebnis.

SimulationiststrategischerBausteinder Produktentwicklung

Wie diese drei Beispiele eindrucksvoll zeigen, beschleunigt Simulation den gesamten Produktentwicklungsprozess – und zwar von der ersten Konzeptidee bis zur fertigen Lösung

ƒ Einzelphysik-Simulationen,

ƒ komplexe Multiphysik-Analysen und

ƒ nutzerfreundliche Simulations-Apps helfen Konstrukteuren und Entwicklern dabei, die Entwicklungszeiten zu verkürzen, die Produktqualität zu steigern und Innovationspotenziale voll auszuschöpfen. UnternehmensenkendamitnichtnurKostenundRisiken, sondern setzen zugleich neue Maßstäbe in ihren jeweiligenBranchen. (mz)

Bild: Dolb y La bo ra to ries

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Der digitale Zwilling lebt von gepflegten Daten

Viele Visionen der Industrie 4.0 bündeln im digitalen Zwilling Doch sein

Nutzen hängt entscheidend davon ab, wie gut der Datenaustausch mit Kunden, Partnern und Lieferanten gelingt. Standardisierte Datenräume wie die Verwaltungsschale oder Manufacturing X erleichtern das.

Digitale Zwillinge bestehen aus Daten – und die Qualität dieser Daten beeinflusst zu einem großenTeildenNutzen,dendieAnwendererwarten können. Diesen entfalten digitale Zwillinge meist im Zusammenspiel mit ihresgleichen. Lediglich während des Entwicklungsprozesses, in Design, Simulation und Optimierung,werdennebenBaugruppeneinzelneCADModelle untersucht. Damit dieses Zusammenspiel gelingt, müssen schon die CAD-Modelle interoperabel aufgebaut sein. Vorgehensweise und Kriterien dazu werden von den Unternehmen in Konstruktionsrichtlinienverankert.Einaktueller,geordneterundeinheitlich aufgebauter Datenbestand ohne Dubletten gilt als wesentliche Voraussetzung für die Arbeit mit digitalen Zwillingen.

WoimUnternehmenNutzenentsteht

ƒ Auch die Nachhaltigkeit von Produkten lässt sich mit digitalen Zwillingen oder Schatten verbessern: Das standardisierte und automatisierte Sammeln PRODUKTENTWICKLUNG

Der digitale Zwilling lebt von interoperablen Daten. Doch wie gelingt die nötige Aufbereitung der Daten?

Bereits während der Produktentwicklung profitieren Produktionsplanung und Prozessoptimierung im Vor-

feldderProduktion,aberauchBeschaffungundLogistik von den digitalen Abbildern. In all diesen Bereichen decken zum Beispiel Qualitätsanalysen Verbesserungspotenzialeauf,bevordasersterealeProduktentstanden ist.DerNutzenerstrecktsichaberüberallePhaseneines Produktlebenszyklus:

ƒ So erhalten Service-Mitarbeitende transparente, detailtiefe Produktnutzungsdaten und können After Sales Dienstleistungen verbessern – und damit die Zufriedenheit und Loyalität der Kundschaft.

ƒ Die vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) anhand virtueller Abbilder der eigenen Maschinen wird bereits genutzt. Darüber hinaus können Maschinenbauer ihren Kunden Mehrwerte wie produktspezifische Schaltpläne, Produktionsparameter, Anleitungen oder auch automatisierte Webshops für Ersatzteile anbieten.

von Produktdaten zum ökologischen Fußabdruck oder zum Energieverbrauch vereinfacht die Umsetzung von Nachhaltigkeitsinitiativen und gesetzlichen Regularien, beispielsweise in Form eines digitalen Produktpasses (DPP)

MehrwerteausexternerNutzung

Die beiden letzten Punkte zeigen bereits, dass der ÜberganghinzuexternemNutzenausdemdigitalenZwilling fließend ist. So werden Hersteller über den DPP sukzessive verpflichtet, CO2-Fußabdrücke ihrer Produkte darzustellen. Das gelingt aber nur, wenn sie auch die relevanten Daten aus ihrer Zuliefererkette bekommen. AndererseitskönnensichUnternehmenneueUmsatzquellen erschließen, indem sie ihre eigenen Daten mit anderen Marktpartnern teilen.

DerGedankeeinerglobalvernetztenDatenökonomie ist nicht nur für Konzerne relevant, sondern auch eine smarte Idee für kleine und mittelständische Unternehmen, die Wachstum generieren wollen, ohne physisch zu wachsen. Wer mit seinen Produktdaten mit allen Toleranzen,individuelleMessprotokolleodergarkomplette digitale Zwillinge liefern kann, erschließt sich ebenfalls Zusatznutzen Maschinenbauer könnten beispielsweise Self-Services anbieten, die zur automatischen Bestellung von Verschleißteilen oder Dienstleistungen führen. Doch ein reibungsloser Austausch externer DatengelingtnurüberstandardisierteFormate,wiedie Asset Administration Shell – kurz AAS oder deutsch digitale Verwaltungsschale, oder über dezentrale DatenÖkosysteme wie Manufacturing-X

DieBedeutungdigitalerDatenstandards

Die im Juli 2023 von der Industrial Digital Twin Association e.V (IDTA) veröffentlichte Version 3.0 der AAS beschreibt, wie Unternehmen praxisreife Verwaltungsschalen erstellen und strukturieren können Damit stehen die Daten eines digitalen Zwillings auf interoperable Weise über den Lebenszyklus und entlang der Wertschöpfungskette standardisiert zur Verfügung. Jedes Asset kann identifiziert und angesprochen werden, um Informationen in einer einheitlichen Sprache abzugeben.DieVerwaltungsschalefungiertalsstandardisierte Schnittstelle für digitale Zwillinge, vergleichbar mit einem genormten Datenformat.

DievomBundesministeriumfürWirtschaftundEnergieüberdiePlattformIndustrie4.0geförderteInitiative Manufacturing-X hat sich ein weitaus größeres Ziel gesetzt:BeteiligteausWirtschaft,PolitikundWissenschaft sollendenDatenraumIndustrie4.0unddieTransformation zu einer digital vernetzten Industrie in der ganzen Breiteermöglichen.UnternehmensollenDatenüberdie gesamte Fertigungs- und Lieferkette souverän und gemeinsam nutzen können.

Bevor Unternehmen diese Standards zum Datenaustausch über digitale Zwillinge oder digitale Schatten nutzen können, müssen sie ihre Datenbestände aufbereiten.DenndieDatenstrukturund-qualitäterfülltnicht nur keine Standards, sondern gleicht bei vielen HerstellerneinemlangeangesammeltenChaos.Mitherkömmlichen Methoden haben die Betroffenen keine Chance. Simus Systems bietet mit der Software-Suite Simus Classmate Werkzeuge zur effizienten Bearbeitung umfangreicher Datenmengen nach veränderbaren Regeln:

ƒ Die relevanten Daten werden aus den betroffenen Systemen ausgelesen und zunächst nach Best-Practice-Regeln aufbereitet, sortiert, angereichert und in einer Datenbank abgelegt.

ƒ In Workshops mit den betroffenen Fachabteilungen des Kunden werden die Ergebnisse überprüft. Abweichungen und Fehler werden jedoch nicht über einzelne Datensätze, sondern über die zugrunde liegenden Aufbereitungsregeln korrigiert.

ƒ Dank dieser Methodik kann auf Seiten des Kunden wie auch des Dienstleisters bis zu 80 Prozent des Aufwands für die Datenbearbeitung eingespart werden.

ƒ Anschließend werden die Daten samt neuer Struktur über eine Schnittstelle wieder in das Ursprungssystem übertragen: Hier beginnt der Aufbau von fehlerfreien und kommunikativen digitalen Zwillingen.

DemKonstrukteurdieArbeiterleichtern

Mit der Software Classmate CAD wird die Einordnung undBeschreibungneuerCAD-ModellefürKonstrukteure erleichtert. Unabhängig von der ModellierungsmethodiksowiedenverwendetenoderbekanntenFeatures werden die 3D-CAD-Daten anhand der nativen Geometrie vollautomatisch innerhalb aller gängigen CAD-Systeme analysiert und in den unternehmensspezifisch entwickelten Klassifizierungsbaum eingepflegt. Konstrukteure können sämtliche Daten in einer frei anpassbaren, grafischen Benutzeroberfläche, auch mittels 2D- und 3D-Vorschaubildern und einer geometrischen Ähnlichteilsuche überprüfen. Auch Mitarbeiter ohneCAD-System,etwaimEinkaufoderderArbeitsvorbereitung, nutzen die Software zum Suchen einzelner Teile oder Produkte.

Zudem kann ein Materialstamm-Antragsprozess für neue Teile implementiert werden. Dann stellen AnwendereinenMaterialantrag,wennsieeingewünschtesTeil nicht im Bestand finden. Eine Stammdatenstelle begutachtet anschließend die Materialanträge. Dazu werden automatische Prozesse und Benachrichtigungen eingerichtet. Nach einer positiven Entscheidung wird das Material dann über die Software Simus Classmate automatisch in ERP-Systemen wie beispielsweise SAP angelegt. (mz)

Mit Simus Classmate lassen sich übergreifende Prozesse einrichten, die Anlage und Pflege von Materialstämmen erleichtern.

TIPP

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie auch in einem Whitepaper auf konstruktionspraxis.de. Das Whitepaper erklärt, wie man aktuelle Datenstandards erfüllen und den maximalen Nutzen aus digitalen Zwillingen ziehen kann: voge.ly/ Zwilling/.

Das Metaverse als Verbraucherprodukt ist bekannt – es wird als virtueller Ort konzipiert, an dem Benutzer spielen, Kontakte knüpfen, Handel treiben und sogar virtuelles Eigentum besitzen können. Das industrielle Metaverse ähnelt diesen Angeboten jedoch nur dem Namen nach.

METAVERSE

Aktuelle Chancen nutzen

Das industrielle Metaverse bietet innovative Ansätze zur Optimierung der Produktentwicklung: Es kombiniert aktuelle Schlüsseltechnologien wie digitale Zwillinge und KI, um agile Entwicklungsprozesse zu fördern.

VERFASST VON

DaleTutt

Vice President of

Industry Strategy

Siemens Digital

Industries Software

In allen Branchen sehen sich die Unternehmen mit zunehmendemDruck,UnsicherheitenundChancen konfrontiert. Die Verbreitung intelligenter und vernetzterProduktehatweiterzugenommen,dadieUnternehmen versuchen, die Funktionalität und das Benutzererlebnis durch Software und Elektronik zu verbessern.AuchdasInteresseannachhaltigenLösungenhat zugenommen Die Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Lieferkettenmanagement, der Arbeitskräftedynamik und der nachhaltigen Innovation schaffen einerseits Unsicherheit, andererseits aber auch Chancen für Unternehmen, sich durch kreative Lösungen einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen. Dieser Druck, diese Herausforderungen und die sich daraus ergebenden Chancen zwingen die Unternehmen, so-

wohl ihre Arbeitsweise als auch ihr Marktangebot zu überdenken.

Um weiterhin erfolgreich zu sein, ist es für Unternehmen von entscheidender Bedeutung, widerstandsfähiger, agiler und anpassungsfähiger an dynamische Bedingungen zu werden. Basis dafür ist eine Strategie der digitalen Transformation, die Schlüsseltechnologien nutzt, die jeweils eine Facette dieser digitalen Transformation darstellen. Dazu zählen ein umfassender digitaler Zwilling, Software- und Systemtechnik, die Konvergenz von Informations- und Betriebstechnologie (IT/ OT), künstliche Intelligenz (KI) und nicht zuletzt das industrielle Metaverse. Die Beherrschung und Kombination dieser Technologien wird es Unternehmen ermöglichen, auf ihrer digitalen Reise voranzukommen,

Bild:

Siemens

einen höheren Reifegrad der digitalen Transformation zu erreichen und leistungsstarke Funktionen wie KI-gestütztes generatives Design und Closed-Loop-Optimierung zu nutzen.

MehralsCADinVR

IndiesemArtikelwerdenwireinengenauerenBlickauf das industrielle Metaverse werfen und untersuchen, inwiefernessichalsdietransformativsteMethodefürdas Management von Unternehmen erweisen könnte. Das industrielleMetaversebietetauchdasPotenzial,dieArt und Weise, wie Produkte entworfen, hergestellt und gewartet werden, neu zu gestalten. Es kombiniert die physische Basis des umfassenden digitalen Zwillings mit denbeeindruckendenVisualisierungendesMetaverses, um eine gemeinsame und immersive Umgebung zu schaffen.IndieserUmgebungwirddasLernenschneller und intuitiver und Designkonzepte werden leichter verständlich. Neue Ideen können schnell und gründlich untersucht werden, um Innovationen für die Zukunft voranzutreiben.

Kunden aus der Industrie glauben an das Potenzial industrieller Metaversen für die realitätsnahe EchtzeitVisualisierung von Systemen in immersiven Umgebungen. Immersive industrielle Metaversen sind ein wichtiger Faktor für die Weiterentwicklung von Produktentwicklungsmethoden.SieverändertauchdieHerstellung und Wartung dieser Produkte und erleichtert hoffentlich die Arbeit der Menschen in den Unternehmen.

Das Metaverse als Verbraucherprodukt ist sicher bekannt – es wird als virtueller Ort konzipiert, an dem Benutzer spielen, Kontakte knüpfen, Handel treiben und sogar virtuelles Eigentum besitzen können Das industrielle Metaverse ähnelt diesen Angeboten nur dem Namen nach.

ƒ Das industrielle Metaverse ist eine physikbasierte virtuelle Umgebung

ƒ In dieser ist die Bewertung, Analyse und Vorhersage von Verhalten auf der Grundlage deterministischer Modelle des Produkts, des Prozesses, der Produktionsanlage und mehr möglich

ƒ Diese Umgebung ist über verschiedene Geräte zugänglich, unter anderem über Augmented und Virtual Reality

ƒ Sie aggregiert und normalisiert zudem Daten aus mehreren Quellen, um eine ganzheitliche Bewertung eines Systems oder Produkts in einer einzigen Umgebung zu ermöglichen.

Zeit,RessourcenundGeldsparen

Das Ergebnis ist eine virtuelle Umgebung, die auf der physischen Realität basiert und eine schnelle und intuitive Konzeptualisierung, Gestaltung und detaillierte Konstruktion komplexer Produkte und Systeme ermöglicht Statt die Systemleistung ausschließlich anhand von Diagrammen, Tabellen oder Rohdaten zu bewerten, können Entwürfe dreidimensional visualisiert und bearbeitet werden, sodass Benutzer mit dem digitalen Zwillinginteragierenkönnen.Dieskanndazubeitragen, Problemeaufzudecken,dieinderVergangenheitofterst entdeckt wurden, wenn Prototypen gebaut und in der realen Welt getestet wurden – was wiederum zu Verzögerungen im Zeitplan und zu höheren Kosten und Materialverbrauch führte. Alle im industriellen Metaverse

identifizierten Probleme lassen sich durch schnelle Design-IterationindervirtuellenWeltlösen,wasZeit,Ressourcen und Geld spart.

Darüber hinaus ist das industrielle Metaverse keine eigenständigeUmgebung,dievomTagesgeschäfteines Unternehmens getrennt ist. Das industrielle Metaverse istinderLage,DatenausverschiedenenQuellen,sowohl realer als auch digitaler Art, aufzunehmen und sie zu einer einzigen Erfahrung für den Benutzer zusammenzuführen.AufdieseWeisewerdenalleInformationenin einer einzigen Ansicht zusammengefasst, was eine größereTransparenzundeintieferesVerständnisderDynamik eines Systemdesigns, eines Produktionsprozesses, einer Lieferkette oder einer Vielzahl anderer Themen ermöglicht. Das industrielle Metaverse ist somit mehr als nur ein Raum für Design. Es ermöglicht Unternehmen auch die aktive Überwachung, Analyse und VerwaltungrealerAssetsineinemgeschlossenenKreislauf, so dass sie fundiertere technische und geschäftliche Entscheidungen treffen können.

MehralsderdigitaleZwilling

Um sein volles Potenzial zu entfalten, muss das industrielleMetaversemehrseinalseinevisualisierteVersion des digitalen Zwillings. In der Fertigung muss jede Bewegung und Handlung präzise erfasst werden, was ein realistisches physikalisches Verhalten erfordert. Ein besserer Zugang zu Cloud-Computing unterstützt das industrielle Metaverse mit der erforderlichen Rechenleistung,umimmersiveVisualisierungenmitphysikalischen Simulationen zu untermauern, was seinen Wert im Entwicklungs- und Konstruktionsprozess erheblich steigert.

Durch die Anwendung realer Physik und robuster BetriebsdatenaufdasindustrielleMetaversehabenwirdas Potenzial, mehr als nur ein Gamification-Erlebnis zu schaffen. Das Ergebnis kann eine gemeinsame und immersive Umgebung sein, in der das Lernen schneller und intuitiver ist, Designkonzepte leichter verstanden werden und neue Ideen schnell und gründlich untersuchtwerdenkönnen,umInnovationenfürdieZukunft voranzutreiben.

EinesolchleistungsstarkeUmgebungistdasErgebnis aktueller Technologietrends, die heute branchenübergreifendGestaltannehmen.Unternehmen,diesichauf denWegderdigitalenTransformationbegeben,werden inderLagesein,dieHerausforderungenzumeistern.Sie verschaffen sich einen Vorsprung, indem sie die MöglichkeitendesumfassendendigitalenZwillings,derSoftware- und Systemtechnik, integrierter IT- und OT-Systeme, künstlicher Intelligenz und letztlich der industriellen Metaversen nutzen. (mz)

TIPP

Das KonstruktionsleiterForum 2025, das am 15. Oktober in Würzburg statfindet, will Konstruktions- und Entwicklungsleiter für die Herausforderungen der Produktentwicklung des 21. Jahrhunderts sensibilisieren sowie Lösungen aufzeigen. Dazu gehören praxisorientierte Tools und Methoden, um innovative Ideen strukturiert zu entwickeln und den Produktentstehungsprozess so schlank und effizient wie möglich zu gestalten. Mehr Infos: www.konstruk tionsleiter-forum.de

Alle im industriellen Metaverse identifizierten Probleme lassen sich durch schnelle Design-Iteration in der virtuellen Welt lösen, was Zeit, Ressourcen und Geld spart.

ELEKTROPLANUNG

KItransformiert den Schaltschrankbau

Die Integration von KI in der Elektroplanung automatisiert den Schaltschrankbau und macht das E-CAD-System zum Herzstück einer digital vernetzten und effizienten Produktionslandschaft.

Die Evolution des Computer-Aided Design (CAD) isteineGeschichtetechnologischenFortschritts: Vom digitalen Ersatz des Zeichenbretts hin zu hochvernetzten Plattformen, die Konstruktion, Fertigung und Dokumentation nahtlos integrieren. Auch in der Elektrotechnik hat dieser Wandel mit dem Einzug vonE-CAD-SystemenseineSpurenhinterlassen.Stromlaufpläne werden softwaregestützt erstellt, Normprüfungen automatisiert und Stücklisten per Mausklick generiert.

FlaschenhalsSchaltschrankbau

DochtrotzallerDigitalisierungbleibtderSchaltschrankbau häufig das Nadelöhr im Engineering-Prozess: Ma-

Der digitale Zwilling und künstliche Intelligenz ermöglichen den automatisierten Bau von Steuerungs- und Schaltanlagen und entlasten den Konstrukteur.

nuelle Platzierung, Kabelkanalplanung und Verdrahtung sind weiterhin zeitintensive und fehleranfällige Schritte, die das Potenzial zur Effizienzsteigerung begrenzen. Der Schaltschrankbau stellt in vielerlei Hinsicht eine SchnittstellezwischendigitalerPlanungundphysischer Umsetzung dar Während die digitalen Werkzeuge zunehmend leistungsfähiger geworden sind, endet die Digitalisierungoftdort,wophysischeProzessebeginnen. DerAufbaueinesSchaltschrankserforderteineVielzahl von Entscheidungen: Wie werden Komponenten optimalplatziert?WelcheKabelkanälewähltman,umEMVAnforderungen zu erfüllen? Wie lässt sich die Montagefreundlichkeit sicherstellen? Diese Entscheidungen wurden bislang meist von erfahrenen Ingenieuren ge-

troffen – mit entsprechendem Zeitaufwand und Fehlerpotenzial.

Mit dem Einzug von KI in die E-CAD-Welt zeichnet sich ein Paradigmenwechsel ab: KI-basierte Systeme analysieren historische Projektdaten, klassifizieren Komponenten nach funktionalen Gruppen und leiten VorschlägefüroptimaleLayoutmusterab.Mechanische Abmessungen, EMV-Vorgaben, thermische BewertungenundMontagefreundlichkeitfließensimultanindie Berechnungenein.Wasentsteht,istkeinstarrerEntwurf, sondern ein adaptiver Plan, der sich dynamisch an Veränderungen anpasst. Komponentenverschiebungen, Variantenwechsel oder Retrofit-Szenarien werden automatisch neu berechnet – ohne manuelle Nacharbeit.

Bild: W SCAD

DigitaleZwillingealsFundament

Die Grundlage dieser Entwicklung ist das Konzept des digitalen Zwillings. Bauteile sind nicht länger nur geometrische Objekte, sondern umfassend mit Metadaten versehen:Herstellerinformationen,elektrischeParameter, Materialeigenschaften und Prüfprotokolle. Diese Daten bilden die Basis für einen digitalen Zwilling, der sowohlinderPlanungalsauchinderFertigunggenutzt wird. Dank offener Schnittstellen wie AutomationML oder OPC UA lassen sich diese Informationen direkt an CNC-Bearbeitungszentren, Verdrahtungsautomaten oder Prüfsysteme übergeben. Selbst Änderungsrückmeldungen aus der Fertigung, etwa geänderte Bohrungen oder Abweichungen im Montageergebnis, fließen zurück in das Modell und optimieren so kontinuierlich den Prozess.

EinpraktischesBeispielfürdenNutzendieserTechnologien bietet der automatisierte Schaltschrankaufbau: Aus dem Stromlaufplan erzeugt das E-CAD-System per Knopfdruck ein vollständiges 2D-Layout. Bauteile werden gruppiert, Hut-Schienen und Kabelkanäle optimal verteilt, Verdrahtungspfade berechnet und Stücklisten erstellt. Parallel werden thermische Belastungen, EMVKriterien und Servicezugänglichkeit geprüft. Dieser workflow-orientierte Ansatz reduziert Medienbrüche, senkt Fehlerquoten und verkürzt Planungszyklen von mehreren Tagen auf wenige Stunden.

VielfältigeEinsatzmöglichkeitenderKI

DasSpektrumderEinsatzgebieteistbreitgefächert:Von der kollisionsfreien Routenplanung für Kabel und Leitungen in komplexen Installationsumgebungen über dieautomatischeStücklistenerstellungmitLieferantenoptimierung bis hin zu KI-gestützten Beschriftungssystemen, die Normen- und Kundenanforderungen dynamisch berücksichtigen. In der Instandhaltung könnten simulationsgestützte Planungen – etwa automatisiert generierte Prüfprotokolle für Infrarotmessungen und Funktionsprüfungen – Wartungsabläufe optimieren. Ein wichtiger Aspekt dieser Entwicklung ist die Nutzererfahrung:KI-basierteE-CAD-Systemeerkennen,ob sie mit einem erfahrenen Ingenieur oder einem gelegentlichenAnwenderinteragieren,undpassendieAntwort entsprechend an. Experten erhalten erweiterte SteuerungsoptionenundumfangreicheStatistik-Views, währendGelegenheitsanwenderdurchgeführteDialoge unterstützt werden. Dieses adaptive User-ExperienceKonzept fördert die Akzeptanz der Systeme und beschleunigt die Einarbeitung

Aus dem Stromlaufplan erzeugt das E-CAD-System per Knopfdruck ein vollständiges 2D-Layout.

Ein Paradebeispiel ist die Software Electrix AI. Die KIgestützten Funktionen analysieren Planungsdaten, optimieren Layouts und unterstützen Ingenieure bei Routineaufgaben, um den Fokus auf das Wesentliche zu lenken: das Entwickeln innovativer Lösungen. Die Integration von AI-Copilot-Funktionen erleichtert dabei nicht nur die Planung, sondern verbessert auch die Zusammenarbeit zwischen Planung und Fertigung Strategischbetrachtet,legenUnternehmen,dieheute in KI-gestützte E-CAD-Systeme investieren, den GrundsteinfürIndustrie4.0 SieschaffendurchgängigeDatenketten vom Engineering bis zur Fertigung, reduzieren PlanungsfehlerundbeschleunigenÄnderungsprozesse. Digitale Zwillinge in Kombination mit Predictive Maintenance und KI-gestützter Betriebsführung ebnen den Weg für neue Geschäftsmodelle und Serviceansätze.

E-CADweitergedacht

Die Integration von KI in E-CAD-Systeme verändert das VerständnisvonSoftwareimEngineeringgrundlegend. Sie entwickelt sich vom reinen Dokumentationswerkzeug zu einer aktiven Planungsinstanz, die Prozesse nichtnurbegleitet,sonderngestaltetundbeschleunigt. Der automatisierte Schaltschrankbau ist ein exemplarisches Feld, das zeigt, wie schnell und qualitativ hochwertig sich Abläufe transformieren lassen. Der eigentlicheMehrwertjedochliegtdarin,diesesPrinzipaufdie gesamte elektrotechnische Planung und Fertigung auszuweiten und damit das E-CAD-System zum Herzstück einer digital vernetzten Produktionslandschaft zu machen. (mz)

Dank KI entwickelt sich Software vom Dokumentationswerkzeug zu einer aktiven Planungsinstanz, die Prozesse gestaltet und beschleunigt.

KI-AGENTEN

Die Produktivitätskrise im Engineering lösen

Oft wird ein scheinbar einfacher Engineering-Prozess zu einem frustrierenden Marathon, dessen Dauer nicht erklärbar ist. Wo liegen die Herausforderungen konkret – und welche Möglichkeiten bieten KI-Agenten-Systeme?

In der heutigen Wettbewerbslandschaft steigen die Anforderungen an Engineering-Produkte kontinuierlich. Moderne Produkte müssen nicht nur höheren Qualitätsstandards entsprechen, sondern gleichzeitigmehrFunktionenintegrieren,strengereVorschriften erfüllen und schneller auf den Markt gebracht werden. Dies führt zwangsläufig zu einem zentralen Dilemma: LeitervonEngineering-TeamsmüssendieProduktivität steigern, ohne dabei die Personalkosten zu erhöhen –eine Gleichung, die mit herkömmlichen Methoden kaum lösbar erscheint. Doch wo geht eigentlich die meiste Zeit verloren?

KomplexitätalsunsichtbareBremse

Laut einer Studie von Siemens/Tech-Clarity aus dem Jahr2022sehenüber30ProzentderbefragtenIngenieure sich wiederholende, manuelle Aufgaben als Produktivitäts-Killeran.ObAnalysen,standardisierteBerichte oder Dokumentationen – diese Tätigkeiten werden in deriterativenProduktentwicklungmitoftnurmarginalen Änderungen immer wieder durchgeführt, wodurch hochqualifizierteFachkräftevoninnovativenAufgaben

abgehaltenwerden.WeiterverschärftwirddieSituation durch eine zweite Dimension: die rasant steigende Prozesskomplexität.EinFahrzeug,dasvor20JahrenhauptsächlichmechanischeKomponentenenthielt,istheute ein komplexes System aus Mechanik, Elektronik, Software und vernetzten Diensten und erfordert zahlreiche Fertigungstechnologien Die Koordination der entsprechenden Entwicklungsprozesse stellt eine extreme Herausforderungdar Ingenieuresindhäufiganmehreren Projekten gleichzeitig beteiligt, was ihre Verfügbarkeit einschränkt. Hinzu kommen Abwesenheiten durch Krankheit oder Urlaub sowie unzählige Stunden für DokumentationundAbstimmungsmeetings–einProblem fürüber60ProzentderIngenieureingroßenUnternehmen. Die fatale Konsequenz daraus: „Versteckte Wartezeiten"zwischenProzessschrittenakkumulierensichzu einem erheblichen Produktivitätsverlust, den traditionelle Optimierungsansätze nicht adressieren können. Angesichts dieser Herausforderungen stellt sich die Frage: Wie können moderne Technologien diese struk-

KI-basierte EngineeringAgenten bieten das Potenzial, Prozesse grundlegend zu transformieren.

Bild:Synera

turellenProblemeanderWurzeladressieren?DieVision von Synera ist simpel: Ingenieure sind frei von repetitiven Tätigkeiten und können sich dadurch auf Innovation konzentrieren. Die Bausteine dafür sind bisher Syneras Low-Code-Plattform für die Automatisierung von Engineering-Prozessen sowie ein zentraler Hub für den Austausch dieser automatisierten Workflows. Mit dem Aufkommen der KI-Agenten-Technologie wird diesem System jetzt ein weiterer Baustein hinzugefügt, der das Potenzial hat, die Arbeitsweise im Engineering grundlegend zu verändern.

IntelligenteEngineering-Assistenten

KI-Agenten zeichnen sich durch die Kombination zweier entscheidender Fähigkeiten aus: Der kognitiven IntelligenzmodernerLargeLanguageModels(LLMs)und der aktiven Interaktion mit externer Software. Anders als herkömmliche Automatisierungslösungen verstehen sie Aufgabenstellungen, treffen Entscheidungen und interagieren direkt mit relevanten Tools. Die wesentlichen Vorteile:

ƒ Natürliche Kommunikation: Interaktion in Fachsprache ohne Programmierung oder Training

ƒ Integriertes Fachwissen: Verständnis technischer Domänen wie Mechanik oder Strömungslehre

ƒ Eigenständiges Reasoning: Entwicklung kreativer Lösungsansätze für komplexe Herausforderungen

ƒ Direkte Handlungsfähigkeit: Aktive Nutzung von Engineering-Software

So kann ein auf Strukturmechanik spezialisierter KIAgentbeispielsweiseeineCAD-Geometrieselbstständig ineinFE-Modellüberführenundanalysieren.Entscheidend: Im Gegensatz zu einfachen Automatisierungen wähltereigenständigdenoptimalenAnalyse-Typ,passt dieParameterentsprechendan,wähltdieerforderliche Software-Lösung und interpretiert die Ergebnisse kontextbezogen. So übernimmt er Aufgaben, die bisher einen menschlichen FE-Experten erforderten und entlastet hochqualifizierte Ingenieure von zeitintensiven Routinetätigkeiten.

WährendeinzelneKI-AgentenbereitsEffizienzgewinneermöglichen,entfaltetsichdastransformativePotenzial jedoch erst in ihrer Vernetzung zu kollaborativen Multi-Agenten-Systemen. Mit ihrer Kommunikationsfähigkeit können KI-Agenten nicht nur mit Menschen, sondern auch untereinander interagieren – und genau hierliegtderSchlüsselzurLösungderstrukturellenProbleme in Engineering-Prozessen. Multi-Agenten-SystemefunktionierenanalogzumenschlichenEngineeringTeams: Spezialisierte Experten-Agenten werden von einemManager-Agentenkoordiniert,deralsSchnittstelle zummenschlichenIngenieurdient.Derentscheidende Vorteil: Diese digitalen Teams eliminieren die versteckten Wartezeiten:

ƒ Kontinuierliche Verfügbarkeit: KI-Agenten stehen 24/7 bereit und können beliebig skaliert werden.

ƒ Nahtlose Kommunikation: Informationen werden in Echtzeit und ohne Zeitverluste ausgetauscht.

ƒ Parallele Bearbeitung: Mehrere Agenten können gleichzeitig an verschiedenen Aspekten arbeiten. DieProzesszeitreduziertsichaufdieKommunikation zwischen den Agenten und die Laufzeit der genutzten Software-Tools. Dabei betragen die Kosten für KI-Agenten einen Bruchteil der Kosten für ein menschliches Team – bei deutlich höherer Geschwindigkeit.

Die entscheidende Herausforderung liegt in der Verbindung der LLMs mit der CAx-Software-Landschaft. CAx-Tools bieten oft keine standardisierten Schnittstellen und erfordern tiefes Spezialwissen. Ein LLM kann diese Software nicht „out of the box“ bedienen. Synera löstdiesesProblemdurchautomatisierteWorkflowsals verbindende Brücke zwischen LLM und CAx-Software. Diese Workflows werden auf spezifische Anwendungsfälle hin entwickelt und steuern externe Software über mehr als 50 verschiedene Konnektoren zu etablierten CAx-Lösungen DasLLMmussdieverwendeteSoftware dabei nicht im Detail kennen: Es ruft den entsprechenden Workflow auf, übergibt Parameter und erhält schließlich strukturierte Ergebnisse zurück. Diese Architektur ermöglicht schnelle Implementierung und schrittweise Erweiterung für Engineering-Teams, die KI-Agenten einsetzen wollen.

AgentischeEngineering-Organisation

Multi-Agenten-Systeme bieten also das Potenzial, Engineering-Prozesse grundlegend zu transformieren und die Produktivität auf ein neues Niveau zu heben. Die IntegrationvonKI-AgentenstehtjedocherstamAnfang. IneinerneugegründetenJointDevelopmentTaskForce arbeitet Synera mit führenden Engineering-Organisationen zusammen, um Anwendungsfälle zu identifizieren und KI-Agenten optimal in bestehende Prozesse zu integrieren. Dabei gewährleistet Syneras Partnerschaft mitAmazonWebServices(AWS)höchsteStandardsfür Skalierbarkeit, Datensicherheit und Betriebsstabilität der Anwendung Mit jedem neuen Anwendungsfall wächst das Verständnis dafür, wie KI-Agenten die Effizienz und Innovationskraft von Engineering-Teams nachhaltigsteigernkönnen–unddamiteinenentscheidenden Beitrag zur Lösung der Produktivitätskrise im Engineering leisten. (mz)

Syneras KI-Agenten vereinen die kognitiven Fähigkeiten von LLMs mit Engineering-Software. Das Bindeglied sind Low-Code-Workflows, die komplexe Software erst für Agenten nutzbar machen.

Multi-Agenten-Systeme funktionieren analog zu menschlichen EngineeringTeams.

PRODUKTENTWICKLUNG

Dank KI schneller zur Designentscheidung

Integrierte CAD-CAE-Prozessketten in Verbindung mit maschinellem Lernen beschleunigen die Produktentstehung erheblich. Die Time-to-Market lässt sich dabei insbesondere durch einen Plattform-Ansatz verkürzen.

Der automatisierte Prozess mit dem Catia-Plug-in von CAIQ ermöglicht Sampling, DoE, Modellerstellung, Simulation, Auswertung mit anschließendem Training der MLModelle. So wird die Designfindung beschleunigt

Die Simulation wird in der Produktentstehung immer wichtiger Sie ist zentraler Bestandteil einer datengetriebenen Strategie, die Entscheidungendeutlichschnellertreffenkann.Voraussetzung ist, dass unmittelbarer Zugriff auf die entsprechenden Daten besteht und Prozessketten ohne Medienbrüche durchgängigablaufen.GeradeinderCAD-CAE-Prozesskette ist dies allerdings oftmals nicht der Fall.

Dabei ist eine reibungsfreie CAD-CAE-Prozesskette wichtig, weil die CAD-Daten einerseits den Ursprung und das finale Design dokumentieren, andererseits der Weg hin zum Optimum über viele CAE-Abstimmungsschleifen führt. Dies muss möglichst effizient geschehen,denneinekurzeTime-to-Marketisteinerderwichtigsten Benchmarks in der Fertigungsindustrie.

Die starke Entwicklung beim maschinellen Lernen (eng MachineLearning,ML)unterstütztdiedatengetriebene Entscheidungsfindung enorm. So lässt der analysierbare Lösungsraum inzwischen deutlich mehr Designvariantenzu.Nachteildaranistjedoch,dassbeider Suche nach dem passenden Design sehr viel Zeit verloren gehen kann.

simulations- und innovationsstarken Leitbranche (1). Gerade für diese Unternehmen bietet eine „Highspeed-Verknüpfung“ enorme Vorteile zwischen gebräuchlichen Simulationswerkzeugen und robust parametrisierten Konstruktionsvarianten überalleProzessschrittehinweg. Sie verankert sowohl alle Informationen für die Simulation (Material, Eigenschaften, Solver und vieles weitere mehr) direkt im CAD-Modell und ermöglicht eszuverlässigundautomatisiert, von der Simulation zurück zu CAD-Anwendungen zu wechseln. Ist dieser Ansatz dann noch offen und Plug and Play nutzbar,lassensichallegebräuchlichenCAE-Werkzeuge schnell und unkompliziert anbinden.

Softw ar e

Bild: C on tact

SolcheineoffeneIntegrationstechnologieerlaubtdie effizient durchgeführte CAD-getriebene statistische Versuchsplanung(eng DesignofExperiments,DoE)als Basis für maschinelles Lernen. Designvarianten einschließlich CAD-Features wie Sickenbilder und Rippenoder Lochmuster entstehen unmittelbar aus der CADParametrik. Anhand einer einstellbaren Checksystematik kann minutiös die CAD-Modellqualität in Hinsicht auf die vollständige Definition von Parameterabhängigkeiten und Informationen für die weiteren Simulationen, wie Materialeigenschaften, Bauteilkontakte und Solver-Einstellungen überwacht werden.

ErgebnisseinMinutenstattTagen

VERFASST VON

Michael

Probst Head of Business Development CAIQ GmbH

Catia-Plug-InbindetCAE-Werkzeugeein

Catia V5 ist als Quasi-Standard in der Automobilindustrie zu bezeichnen. So zählt das Marktforschungsunternehmen 6sense Hunderte Anwenderfirmen in dieser

Die Technologie des maschinellen Lernens ist an sich nichts Neues, hat aber durch die billionenfache ZunahmeanRechenleistungindenvergangenenJahrenenorm an Bedeutung gewonnen. ML zielt darauf ab, aus Eingabeparametern sinnvolle Datenzusammenhänge zu erkennenundMusterdarausabzuleiten.Einneuronales Netzwerk verarbeitet in Sekundenschnelle sehr große Datenmengen und gleicht sie mit einer bereits vorhandenen Datenbank, die aus bereits trainierten ML-Modellen besteht, ab Ein konkretes Beispiel aus der Crashanalyse von Fahrzeugen veranschaulicht das immense

Potenzial der Kombination von ML und einer leistungsfähigen Integrationstechnologie. Die statistische Versuchsplanung umfasste bei diesem Use Case zwei Lastfälle für eine Crashbox, also eine Art Vierkantrohr zur Absorption kinetischer Energie bei einem Aufprall, mit insgesamt rund 2300 Experimenten, 34 verschiedenen Eingangsparametern und 45 Ergebniswerten. Ein HighPerformance-Cluster wurde dafür drei Tage lang in AnspruchgenommenundinsgesamtwurdendreiTerabyte an Daten erzeugt.

PerKnopfdruckzumoptimalenDesign

Die 2300 Experimente konnten im ersten Schritt als Liniendiagramme dargestellt werden (parallel coordinates), wobei interaktive Filter beim Clustering der genutztenKonfigurationenhalfen.DieAufgabewares,die LängedesbestehendenCrashbox-Designsum20mmzu verkürzen, um neuen Bauraumanforderungen gerecht zu werden. Hierfür sollte ein neuer Parametervektor gefunden werden, der alle Zielbedingungen erfüllt Effizienter war die Arbeit mit ML-Modellen, die auf dieser Datenbasis trainiert wurden. Damit ließen sich zehntausende weitere DoE-Samples untersuchen - dank eigensentwickelterTechnologiesogarvomWunschergebnis ausgehend. So konnte in Minuten ein passender Parametervektor für die Zielwerte ermittelt werden. Eine der wichtigen Erkenntnisse der Analyse war, dass die angestrebten Zielgrößen meist am Rand des Lösungsraumsliegen,dortaberwenigeDatenvorliegen.DerEinsatzeinerleistungsfähigenIntegrationunterstütztedas Resampling (zum Beispiel in Form des sogenannten Smote Oversampling (3)) in diesen Gebieten, sorgte für mehrInformationsgehalt,sodassdieInterpolationauch dort eine deutlich höhere Vorhersagequalität lieferte. Das optimale Design wurde als Parametervektor direkt indieCAD-SoftwareimportiertunddasCAD-Modellauf Knopfdruckaktualisiert–ohne,dassmanuelleEingriffe nötigwaren.DasFeedbacklagbereitsinnerhalbweniger Minuten vor

Ein derart geschlossener CAD-CAE-CAD-Prozess bietet die ideale Ausgangsbasis, ML-Trainingsmodelle wei-

ter zu optimieren und zu verfeinern. Dabei verlangt ML im Vorfeld ein umfassendes Verständnis über das, was erreichtwerdensoll.ZuBeginneinesderartigenProjekts müssen deshalb im Idealfall alle Domänen-Experten, beispielsweise aus der Konstruktion, Fertigung, Crash und so weiter, eng zusammenarbeiten.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der CAD-CAEProzess in eine (idealerweise: cloudbasierte) Plattform eingebettetist.AlsDataHubbietetsiemehrereVorteile. ZumeinenlassensichnichtnurML-Anwendungen,sondern auch weiter gefasste Generative-KI-Szenarien durchführen,umProzessezubeschleunigen.Auchmüssen die Fachleute nicht mehr zusammen an einem Ort sein,umModellezutrainieren.Stattdessenerlaubteine Datenplattform, das Domänen-Know-how für viele unterschiedliche Use Cases gesammelt und unabhängig verfügbar zu machen. Zudem erfordern viele Anwendungsfälle tausende von Simulationen, bei denen die Ingenieure zehntausende Design-Varianten durchspielen. Die nötigen Rechen- und Speicherkapazitäten und Mechanismen zur automatisierten Auswertung der Ergebnisse lassen sich in der Cloud bereitstellen.

Integrierte CAD-CAE-Prozessketten im Zusammenspiel mit ML beschleunigen die Produktentwicklung signifikant–besondersimKontexteinercloudbasierten Plattformstrategie. So entsteht durch nahtlose Datenintegration, automatisierte Simulationsprozesse und intelligente Analyseverfahren ein geschlossener Kreislauf von Design, Simulation und Optimierung (mz)

Basierend auf eingegrenzten Ergebnisvektoren (rot) gefundene Inputparameter (blau), die die Anforderungen erfüllen.

Literatur [1] 6sense.com/ tech/cad-software/ Catia-market-share [2] www.talend.com/ de/resources/ maschinelles-lernen [3] www.comet.com/ site/blog/ resampling-toproperly-handleimbalanced-datas ets-in-machinelearning

Das optimale Design wurde als Parametervektor direkt in die CAD-Software importiert und das CAD-Modell auf Knopfdruck aktualisiert – ohne, dass manuelle Eingriffe nötig waren.

VERFASST VON RalfSteck

Freier Fachjournalist für die Bereiche CAD/ CAM, IT und Maschinenbau

CAD-SOFTWARE

Komplexe Modelle agilkonstruiert

Anlagen zur Gefriertrocknung von Wirkstoffen sind hochkomplex – so auch die CAD-Modelle dafür. Die Konstrukteure bei GEA Lyophil arbeiten mit Creo und profitieren jetzt von deutlich beschleunigten Ladezeiten.

Medikamente bestehen meist aus großen Molekülen eines Wirkstoffs, die in Wasser gelöst sind. Mit der Zeit zersetzen sich diese langkettigen Moleküle und der Wirkstoff wird unbrauchbar TrocknenverhindertdasZersetzenundmachtdenWirkstoff haltbar Auf die Herstellung von GefriertrocknungsanlagenfürdiePharmabranchehatsichGEALyophilspezialisiert.DieKonstrukteurestehenvorverschiedenen konstruktiven Herausforderungen. So wird das InnerederAnlagenachjedemGefriertrocknungsdurchgang, der ein bis zwei Tage dauert, mit Heißdampf bei 120°Cgereinigtundsterilisiert.Danachwirddienächste Charge eingebracht und der nächste Trocknungsvorgang bei - 80°C durchgeführt. „Die Temperaturschwankungen sind enorm“, verdeutlicht Konstrukteur Alexey Bauer,„dasmüssenwirkonstruktivberücksichtigen.In denAnlagenläufteineganzeReihevonProzessennach-

einander oder parallel ab, hinzu kommen Zuführung unddasVerschließenderfertigenProdukte.Dasberührt eineganzeReihevonverfahrenstechnischenProzessen und macht die Anlagen sehr komplex.“

EchterSondermaschinenbau

Hinzukommt,dassdieAnlagenteilweisesehrgroßsind, die Palette reicht von Laboranlagen in der Größe eines zweiflügeligen Standkühlschranks bis zu mehrere Stockwerke hohen Anlagen, die in einer größeren Fertigungslinieeingebundensind.DeshalbhatdieArbeitin der Konstruktionsabteilung bei GEA Lyophil auch viel mit Gebäuden zu tun – wenn es beispielsweise um das EinpassenvonAnlageninbestehendeGebäudeundProduktionsanlagengehtoderumdieAufstellsituationund Montage.

Anlagen für die Gefriertrocknung von Wirkstoffen sind extrem komplex. In der Konstruktion entstehen daher riesige Baugruppen, die das Handling schwer machen können.

Jede Anlage ist individuell auf Prozess und Kunde zugeschnitten, es handelt sich also um echten Sondermaschinenbau Lediglich Komponenten können wiederverwendetwerden,dieMehrzahlderTeileundBaugruppen ist spezifisch für eine Anlage. Aufgrund dieser Komplexität wurde schon früh auf 3D-CAD gesetzt und imJahr2004Creoeingeführt.DieKonstrukteuremodelliertenzunächstvorallemdieKammerunddenKondensator der Trocknungsanlagen, während die vielen Rohrleitungen von Hand nach den PI&D-Plänen gefertigt wurden. „In den letzten Jahren stiegen die AnforderungenderKundenandieLieferzeiten“,erinnertsichBauer „EineAnalyseergab,dassdiegrößtenPotenzialezurZeiteinsparunginderFertigunglagenunddortvorallemim Rohrleitungsbau.“ Zudem forderten die Kunden immer öfter ein komplettes Modell der Maschine

AuchgroßeModellenutzbarmachen

Ziel war es also, die Anlage mit allen Rohrleitungen in Creo zu modellieren. Bei den ersten Versuchen dazu zeigte sich ein neues Problem: Die Modelle wurden so langsam, dass an ein effizientes Arbeiten nicht zu denken war. Allein das Öffnen des Modells einer großen AnlagekonntesechsbissiebenStundendauern.GleichzeitigwurdendieAnlagenimmerdetaillierter,weilsich zeigte, wie sinnvoll die umfassende Darstellung aller Anlagenteileist,beispielsweisefürdasVerlegenderVerrohrungen – der Konstrukteur sieht in einem kompletten CAD-Modell sehr genau, wo Platz für eine Leitung oder eine Komponente ist.

In ihrer Not wandten sich die GEA-Verantwortlichen an Inneo, einen Spezialisten für Creo, ProduktentwicklungundKonstruktionsmethodik.„Schonbeimzweiten Telefonat hatten wir einen echten Spezialisten am Telefon“, erinnert sich Bauer „Dieser meinte nur, wenn ein Modell mehr als fünf Minuten zum Laden benötige, sei etwasbeiderModellierungfalschgelaufen.Eranalysierte sehr schnell und konnte uns schon am Telefon die erstenTippsgeben,wiewirCreosoeinstellen,dassauch große Modelle nutzbar bleiben.“ Als diese Tipps merkliche Wirkung zeigten, wurde eine engere Zusammenarbeit vereinbart. „Das war nicht einfach“, denkt Bauer zurück. „Die Inneo-Spezialisten stellten jede einzelne Einstellung und jeden Ablauf in der Konstruktion auf den Prüfstand. Oft zeigte sich, dass die von Inneo vorgeschlagenen Abläufe nicht nur einfacher waren, sondern auch das Modell weniger belasteten.“

VorteileinspätenKonstruktionsphasen

Einer der wichtigsten Tipps war die Nutzung von Creo Piping für die Modellierung der Rohrleitungen, Ventile undInstrumente.Bauererinnertsich:„Wirhattenetwa 2005 oder 2006 schon einmal mit Creo Piping experimentiert und keine guten Erfahrungen gemacht. Damals war das System noch nicht so weit, dass wir es effizient nutzen konnten und so arbeiteten wir über viele Jahre ohne das Piping-Modul. Allerdings war genau diesemanuelleRohrkonstruktioneinerderwichtigsten Gründe für die exponentiell wachsenden Bearbeitungszeiten.“ImJahr2023wurdedeshalbeinweitererVersuch mitCreoPipingunternommenundeszeigtesichschnell, dass die Software große Fortschritte gemacht hatte. Bauerberichtet:„WirstartetenAnfangAugustmiteiner ersten Besprechung, danach war ein Inneo-Mitarbeiter

eineWochebeiuns,umdieSituationzuanalysierenund Lösungenzuerarbeiten.DiesewarennacheinemMonat komplettumgesetzt,inklusivederEinführungvonCreo Piping.“

AgileModellefüreffizientesBearbeiten

Im November startete dann das erste Projekt, bei dem dieInneo-VorschlägevonBeginnanumgesetztwurden. Die Ergebnisse überraschten die GEA-Konstrukteure: Statt 25 Minuten dauerte das Öffnen der kompletten Baugruppe nur noch dreieinhalb Minuten. Es war problemlosmöglich,inderHauptbaugruppezuarbeiten,was voralleminspätenPhasenderKonstruktionwichtigist, um den zur Verfügung stehenden Raum nutzen zu können.UndnichtzuletztistCreoPipingeinegroßeErleichterung, wie Bauer aufzählt: „Eine Flanschverbindung muss nicht mehr mit allen Einzelteilen modelliert werden, sondern ist mit einem Mausklick definiert. Jede Rohrleitung kann anders eingefärbt werden, was das VerstehenderAnlagestarkvereinfacht.Zudemsinddie Modellewesentlichagilergewordenundlassensichsehr effizient bearbeiten Wir sind noch mitten im Prozess, Piping richtig einzusetzen, aber schon jetzt leistet das Modulmehr,alswirerwartethatten.Inzwischenkönnen wirPipinginjedemProjekteinsetzenundsindgespannt auf das erste Großprojekt, das wir von Beginn an mit dem neuen System realisieren.“ Der Konstrukteur fährt fort: „Dabei nutzen wir nicht einmal das volle Potenzial des Systems, weil wir bisher unsere eigenen Bibliotheken für Fittings und Verrohrungen nutzen statt der von Inneo gelieferten. Aber in unseren Bibliotheken steckt viel Arbeit und die Anpassung der Inneo-Bibliotheken an unsere Bedürfnisse würde viel Zeit kosten.“

AlsnächstessolleinetiefgehendeSystemanalyseweitere Verbesserungspotenziale aufdecken, denn weitere Optimierungen sind notwendig, wie Bauer erläutert: „Beim heutigen Fachkräftemangel können wir Wachstum nicht einfach durch mehr Mitarbeiter abfangen, sondernmüssendiebestehendeMannschafteffizienter machen. Bessere Werkzeuge bedeuten weniger unproduktiveWartezeiten.FürunsistCADnichtSelbstzweck, sondern einfach ein Werkzeug, das funktionieren soll –eigentlichsindalleKonstrukteureVerfahrenstechniker.“

„In einem Jahr wird GEA Lyophil an einen größeren Standortumziehen“,schautBauerindieZukunft.„Dann wollen wir Windchill großflächig implementieren und im gesamten Prozess nutzen. Ein Projekt dazu läuft aktuellmitInneo NachdendurchwegpositivenErfahrungen,diewirmitInneogesammelthaben,sindwirsicher, dassauchdiesesProjektunseinengroßenSchrittvoranbringt WirwollendieZusammenarbeitweitervertiefen und freuen uns schon darauf.“ (mz)

Info

Der Fachbegriff für Gefriertrocknung ist „Lyophilisierung“, der Begriff „lyophil“ bedeutet in der Chemie leicht löslich oder Lösungsmittel aufnehmend. Gefriertrockner entfernen das Lösungsmittel, meist Wasser, aus einer Flüssigkeit durch starkes Abkühlen und Vakuum. Das Lösungsmittel gefriert dabei und verdampft sehr schnell und ohne einen Übergang in die flüssige Phase, so dass am Ende des Prozesses die gelösten Bestandteile übrigbleiben.

Die ersten Ergebnisse überraschten die GEA-Konstrukteure:

Statt 25 Minuten dauerte das Öffnen der kompletten Baugruppe nur noch dreieinhalb Minuten.

SIMULATION

Nahtlose Integration ermöglicht echtzeitfähige digitale Zwillinge

Altair hat eine technische Integration zwischen Nvidia Omniverse Blueprint für echtzeitfähigedigitaleZwillingeunddemAltair One Cloud Innovation Gateway angekündigt. Die Integration nutzt die GPU-Beschleunigung, NIM-Mikrodienste und Om-

niverse-Technologien von Nvidia, um Anwendern eine Möglichkeit zu bieten, komplexe Simulationen und digitale Zwillinge in einer gemeinsam genutzten, schlüsselfertigen Umgebung zu visualisieren, zu erstellen, zu bearbeiten und mit ihnen zu interagieren. Im weiteren Sinne soll die Integration helfen, das volle Potenzial der Altair-Lösungen für Simulation, künstliche Intelligenz (KI), Datenanalyse und High-Performance Computing (HPC) auszuschöpfen.

InsgesamtsolldieIntegrationAnwendern einen nahtlosen, schlüsselfertigen Zugang zu Omniverse Blueprint ermöglichen – und das mit minimalem Aufwand: Wenn Benutzer mit dem Omniverse Blueprint in Altair One digitale Zwillinge erstellt haben, können sie diese einfach in jeder Cloud- oder lokalen Umgebung bereitstellen. Durch die systematische Katalogisierung aller Daten mit grundlegenden Metadaten ermöglicht AltairOnedieErweiterungvonDatensätzen durch mehrere Entwurfsiterationen. Dies unterstützt die Entwicklung von Modellen in Tools wie Altair Physics-AI, wodurch die Analysezeit deutlich verkürzt werden kann, heißt es www.altair.com

TECHNOLOGIEKOMPONENTEN

Modelle einfach herunterladen

Digikey hat seine Partnerschaft mit Traceparts bekanntgegeben, einem Anbieter von CAD-Inhalten für das Ingenieurwesen, die Industrie und den Maschinenbau Die Zusammenarbeit kombiniert Digikeys Auswahl an elektronischen Komponenten mit den robusten 3D-CAD-Modellen und Design-RessourcenvonTraceparts.Ingenieure, Maker und Produktentwickler werden eine verbesserteErfahrunggenießen,dieschnellere Produktdesignzyklen und effizientere ArbeitsabläufefüreinenoptimalenGesamtansatzfürdenDesign-undPrototyping-Prozess ermöglicht, heißt es. www.digikey.de

CAD-VIEWER

3D-DATEN

Workflow automatisiert Datenaufbereitung

Bild: In ve nio

Die Aufbereitung von 3D-Daten ist häufig aufwendigundauchfehleranfällig Einneuer Workflow des Digital-Engineering-Spezialisten Invenio Virtual Technologies automatisiert diesen Prozess. Er entlastet Experten, indem Teilschritte mit hohem manuel-

Immer alle Informationen im

JT hat sich als Prozessformat etabliert. Das Format spielt auch im Maschinenbau eine Schlüsselrolle,insbesonderebeiderValidierung von Prototypen, der Planung von ZusammenbautenoderdenDMU-Überprüfungen. Der neue JT-Importer in der 3D-View-

Blick

Station setzt genau hier an: Mit MultiThreading und optimaler Kernleistung lädt er selbst komplexe Modelle mit sämtlichen PMI und Geometriedaten in Rekordzeit, heißt es.

Besondershervorzuhebensinddiezusätzlichen Funktionen, die die Arbeit mit JTDaten revolutionieren sollen: So sorgt die automatischeReorientierungderPMIdafür, dass diese aus der aktuellen Kameraperspektive lesbar sind. Auch die HintergrundfarbenvonJT-Dateienwerdennahezuexakt übernommen, was eine realitätsgetreue Darstellungunterstützt Das„IntelligenteFit“ passtdieAnsichtautomatischan,damitPMI immer sichtbar bleiben. viewer.kisters.de

len Aufwand, wie beispielsweise die Zusammenstellung und Positionierung der 3D-Daten,automatisiertwerden.Fürdasgewünschte Ergebnis wird zunächst eine oder mehrere Produktstrukturen eingelesen. Dadurch können Bauteile aus verschiedenen Strukturenautomatisiertzusammengestellt werden.MithilfeeinerSteuerungsdateiwerden diese anschließend in einer neuen Strukturangeordnet.DieAusgabeerfolgtals PLMXML-DateimitverlinktenJTs.Mögliche Anwendungsfälle des Automatisierungsworkflowsumfassenu.a.die3D-Darstellung technischer Abläufe sowie die VisualisierungvoneinzelnenTeilenbishinzuganzen Baugruppen. www.invenio.net

CAD-SOFTWARE Neue Version – neue Möglichkeiten

DieneueVersionderkostenfreienCAD-Software M4 Personal kommt mit einigen Verbesserungenundsorgtfüreinnochbesseres CAD-Erlebnis.DankderUnterstützungvielseitiger Bildschirmauflösungen passt sich M4PersonalandieverschiedenenAuflösungen und Skalierungen der Bildschirme an. Die kommerzielle Nutzung läuft über das Pay-Per-Result-Prinzip.DabeikönnenDateienkostenloserstelltwerden.SolleineZeichnungkommerziellverwendetwerden,muss diese in die Formate DXF, DWG oder PDF exportiert werden, was mit der neuen Version direkt in der Software möglich ist. www.cad-schroer.de

Bild: Altiair

Schnellere Entwicklung mitSimulations-Apps

Modellierung undSimulationbeschleunigen DesignIterationen, dasVerständnis unddie Planung vonProjekten,erfordern jedoch spezifische Fachkenntnisse,die nichtimmer vorOrt in derFabrik oder im Laborverfügbar sind,wo Entscheidungen getroffenwerden. BringenSie dieVorteileder Simulation mitIhren maßgeschneidertenAppszu denen, diesie benötigen.

» comsol.de/feature/apps

EffektiveZusammenarbeit

VolleKontrolle

MitCOMSOLMultiphysics® können Sieauf einfache Weis Ihre eigenenAppserstellen,bearbeitenund verteilen. Mit COMSOL Compiler™könnenSie diesekompilieren undals eigenständigeAppsweltweitverteilen.Mit Ihrereigenen COMSOL Server™UmgebungkönnenSie denZugriff auf dieAppskontrollieren undverwalten.Sie habendie Wahl

Wenn Simulationsexpertenmaßgeschneiderte Benutzeroberflächen aufder Grundlageihrer Modelle erstellenund dieseals Apps verteilen, können Kollegen undKundenSimulationnutzen, um Entscheidungen in Echtzeit zu treffen. e

Ob in der Automobilindustrie zur Produktion von Reifen, der Medizintechnik für die Herstellung von Handschuhen oder der Textilindustrie für elastische Fasern – Naturkautschuk ist allgegenwärtig, solange er in größeren Volumina verarbeitet wird.

DOSIEREN

Naturkautschukprozesssicher undexaktdosieren

Naturkautschuk (NK) ist aus vielen Anwendungbereichen bekannt. Weniger bekannt ist, dass man diesen Werkstoff darüber hinaus noch sehr viel breiter einsetzen könnte, wenn er sich auch in kleinen Volumina prozesssicher dosieren ließe. Perfecdos hat mit einem berührungslosen Dosiersystem eine Lösung hierfür entwickelt

Gewonnen aus dem Milchsaft des Kautschukbaums, ist Naturkautschuk bekannt für seine einzigartigeKombinationausElastizität,Flexibilität und Widerstandsfähigkeit. Er hat hervorragende mechanische, dynamische Eigenschaften wie einen hohenWeiterreißwiderstand,einesehrhoheZugfestigkeit und eine hohe Dehnbarkeit (bis 800 Prozent). Ob in der Automobilindustrie zur Produktion von Reifen, in der MedizintechnikfürdieHerstellungvonLatexhandschuhenoderinderTextilindustriefürelastischeFasern–der Rohstoffistallgegenwärtig,solangeeringrößerenVoluminaverarbeitetwird.SindkleinereVoluminazudosie-

ren, stößt eine prozesssichere Verarbeitung bisher schnell an ihre Grenzen.

Ein zentrales Kriterium bei der Verarbeitung von Naturkautschuk ist die schnelle Reaktion des Materials, was dann wiederum das Fertigungsverfahren definiert. Nicht umsonst werden zum Beispiel Handschuhe oder Kondome in der Regel per Tauchverfahren verarbeitet. BeimDosierenvonNaturkautschukführendiesekurzen Reaktionszeiten zu Problemen. Das beginnt bei der Förderung zum Dosiergerät, spätestens aber bei einer kurzen Stillstandszeit der Anlage. Naturkautschuk härtet aus, d.h. er verändert seine Viskosität und macht eine

präzise Dosierung unmöglich. Deshalb war Naturkautschuk für viele Produkte keine Option, obwohl die Materialeigenschaftenidealgewesenwären.Andersistdies bei dem berührungslosen Dosiersystem. Auch nach 14 Tagen Produktionsunterbrechung kann nach 100 Leerschüssen sofort weiterproduziert werden. Bei entsprechender Ausgestaltung der Medienzuführung ist keine Reinigung des Systems notwendig

DieLösung:BerührungslosDosieren

ErsteProjekte(beispielsweisedasDosierenvonNoppen aufKondomen)mitdemJetVentilPDosX1vonPerfecdos haben gezeigt, dass auch sehr kleine Volumina präzise und sicher in einem vollautomatisierten Prozess aufgetragen werden können. Der Dosierprozess ist so schnell, dass das Material keine Möglichkeit zur Reaktion hat und es erst dort aushärtet, wo dies gewünscht ist. Damit eröffnet das berührungslose Dosieren von NaturkautschukinvielenBranchendiePerspektive,ein natürlichesMaterialnutzenzukönnen–einAspekt,der im Rahmen von Umwelt- und Gesundheitsschutz zunehmendanBedeutunggewinnt.Grundsätzlicherlaubt der schnelle Auftrag mit bis zu 300 Schuss/s eine effizienteFertigungvonProdukten,diehinsichtlichProduktdesign und Gestaltung des Fertigungsprozesses von neuen Freiheitsgraden profitieren. Jetzt kann man LösungenausNaturkautschukneudenken–zumBeispiel:

ƒ In medizinischen Komponenten, bei denen Miniaturisierung und Großserien eine wachsende Bedeutung bekommen.

ƒ In der Elektronikindustrie kann Naturkautschuk auf immer kleinere und flexiblere elektronische Bauteile dosiert werden und hier zum Beispiel seine guten Isolierungseigenschaften ausspielen.

ƒ In der Lebensmittelindustrie können auf Basis von präzise dosiertem Naturkautschuk neue Verpackungslösungen realisiert werden.

NeuePerspektivenfürNaturkautschuk

Damit ist das präzise kontaktlose Dosieren von Naturkautschuk mit dem Jetventil PDos X1 ein Konzept, das diesem Material neue Perspektiven eröffnet. Im Ver-

Mit 300 Hz Taktfrequenz wird eine hohe Dosierfrequenz bei einer Entfernung von 50 mm bei horizontalen und Überkopfaufnahmen erzielt – auch mit Naturkautschuk, sei es als Dosierpunkt oder auch als eine geometrische Form wie z.B. einem Ring

gleich zu anderen Verfahren, die aus genannten Gründen meist ausfallen, verbraucht man beim berührungslosen Dosieren weniger Material, produziert weniger Ausschuss und hat eine einfache Prozesskontrolle So lässtsichbeigesteigerterQualitätvielGeldsparen.Unter Total-Cost-of-Ownership-Betrachtungen gilt, dass 300 Takte/s eine schnellere Produktion erlauben und dass die einfachere Maschinenkonstruktion Geld spart. In Summe sprechen also viele Aspekte für dieses Konzept. Unabhängig davon markiert die berührungslose Dosierung von Naturkautschuk einen Meilenstein in der industriellen Anwendung dieses vielseitigen Materials. DurchdieÜberwindungderbisherigen„Dosiergrenzen“ eröffnen sich neue Horizonte für die Verwendung von Naturkautschuk – auch wenn in Deutschland im Rahmen des Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz (LkSG) verschiedene Regelungen zu beachten sind. (jup)

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Klebtechnik versus Kreislaufwirtschaft

Der im EU-Aktionsplan Kreislaufwirtschaft beschriebene Übergang von der Linearwirtschaft in eine Kreislaufwirtschaft wird leider in der landläufigen Betrachtung fälschlicherweise oft auf das Thema „Recycling“ reduziert. Im Interview klärt Professor Dr. Andreas Groß, Leiter Weiterbildung und Technologietransfer am Fraunhofer IFAM, über dieses Missverständnis auf.

DAS INTERVIEW FÜHRTE

HolgerBest

ISGATEC GmbH

In der Öffentlichkeit und Politik wird die Klebtechnik aktuell eher als Gegenspieler ökologischer Entwicklungen gesehen. Begründet wird das u.a. mit Aussagen, Kleben stehe einer Kreislaufwirtschaft grundsätzlich entgegen, geklebte Produkte könne man nicht reparieren, Klebungen seien nicht recyclingfähigunddeshalbnichtzukunftsfähig... Dr AndreasGroß:...dreimalfalsch!Aberfangenwirbei der ersten Aussage an. Dazu müssen wir zunächst das übergeordneteZieleinerKreislaufwirtschaftbetrachten. Diesesbestehtdarin,zurOptimierungderÖko-Effizienz WertstoffesolangewiemöglichimWirtschaftskreislauf zu halten. Auf diesem Weg wird das notwendige WirtschaftswachstumvomRessourcenverbrauchentkoppelt.

Da ist Recycling doch der richtige Weg. Die in Produkten verwendeten Werkstoffe werden wieder aufbereitet und stehen für neue Produkte zur Verfügung. Wirtschaftswachstum wird also vom Ressourcenverbrauchentkoppelt… …und genau so funktioniert es nicht! Diese fahrlässig vereinfachende Betrachtung führt in eine falsche Richtung Eine Fokussierung auf ein Einzelthema, hier auf das „Recycling“, reduziert die Komplexität des eigentlichenZielseinerKreislaufwirtschaftinsträflichunzulässiger Weise. Um es hier deutlich zu sagen: Ich spreche mich nicht gegen Recycling aus. Aber die Reduzierung aufdiesenEinzelaspektistfalschundfüreinesinnvolle „Kreislaufwirtschaft“ sogar kontraproduktiv.

Wie sollte man nun das Kleben im ganzheitlichen AnsatzderKreislaufwirtschaftbetrachten?

Für eine kreislaufwirtschaftsrelevante „Ökobilanzwirksamkeit“derVerbindungstechnik„Kleben“istzunächst die EU-Abfallrahmenrichtlinie ein zentraler Baustein. DortstehtanobersterStelleebennichtdasRecycling An oberster Stelle steht die Vermeidung von Abfall. Erst dann folgen die Verwertung von Abfall, d.h. die VorbereitungzurWiederverwertung,danndasRecyclingund dann die sonstige, z.B organische Wiederverwertung

ZURPERSON

ProfessorDr.AndreasGroß

Prof. Dr. Andreas Groß ist seit über 35 Jahren im Fraunhofer IFAM tätig und leitet die Abteilung „Weiterbildung und Technologietransfer“. Sein Aufgabenbereich umfasst neben dieser Aufgabe die strategische Ausrichtung der Abteilung, die Mitwirkung als Referent in den verschiedenen Weiterbildungen, die Vertretung des Fraunhofer IFAM und der Abteilung im In- und Ausland sowie die Teilnehmer- und Projektakquisition für alle Weiterbildungsebenen und -bereiche.

ZumSchlusskommtdieBeseitigungvonAbfall.Fürdiese–ichbetoneesausdrücklich–sehrdurchdachteRahmenrichtliniebestehtdasganzheitlicheKernkonzeptin Form der R-Strategien. Werden diese, z.B auf die Rotorblätter der Windenergieanlagen angewendet, wird klar, dass die ökologischen Vorteile in der Nutzung die ökologischen Nachteile des „End of Life“ wohl überwiegen dürften.

Es hat den Eindruck, dass die „R-Strategien“ noch nicht den Bekanntheitsgrad haben, den sie verdienen.Wasverbirgtsichdahinter?

DasistschadeundgleichermaßeneinProblem,dennsie sind einerseits ein geeigneter Ansatz zur zukünftigen Technologiebewertung und andererseits ein Leitfaden, denTechnologieeinsatzinProduktenneuundzukunftsorientiert zu denken. Wir haben also einen sehr zukunftsorientiertenAnsatz,unddaswirdschondeutlich, wenn wir die Gliederung der neun R-Strategieeinzelelemente betrachten: R1-Refuse, R2-Rethink, R3-Reduce, R4-Reuse, R5-Repair, R6-Refurbish, R7-Remanufacture, R8-RepurposeundR9-Recycle.Dasheißtaberauch,die TransformationinRichtungKreislaufwirtschaftbesteht nicht nur aus dem Einzelelement „R9-Recycling“, sondern umfasst definitiv weit mehr Zudem steht „R9-Recycling“, kommissionsseitig vorgegeben, erst an letzter Stelle. Die EU-Kommission hat die anderen R-Strategieeinzelelemente R1-R8 dem Recycling bewusst vorangestellt

Was bedeuten die R-Strategieelemente jetzt im KontextzumKleben?

Fangen wir mit R1-Refuse an, also ein Produkt verweigern. Das ist ein technologieunspezifisches, übergeordnetes R-Strategieelement und mündet in die Frage: Brauchen wir das Produkt überhaupt?

R2-RethinkhatvieleAspekteundführtz.B.zurintensiverenNutzungeinesProdukts,etwadurchdessenlängere Haltbarkeit. Die Verbesserung der Produktlanglebigkeit zum Erhalt der Rohstoffe innerhalb des Kreislaufsystems–wozudieKlebtechniksignifikantbeiträgt –gehörtimSinnedesStrategieelementsR2-Rethinkmit zu den wirksamsten ressourceneffizienten Ökodesignstrategien.

Wie passen jetzt Kleben und R3-Reduce kreislaufwirtschaftsmäßigzusammen?

Sehrgut!NehmenwirdenLeichtbau–hiererreichenwir die gleiche Funktionalität mit weniger Material. Diese Bauweise zählt zu den wirksamsten ÖkodesignstrategienzurRessourcenschonung,Energieeinsparunginder Produktnutzung und Abfallvermeidung. Die Klebtechnik ist eine der wichtigsten Fügetechnologien zur Umsetzung des konstruktiven und werkstofflichen Leichtbaus.IhreEinzigartigkeit,alleWerkstoffemitsichselbst und mit anderen langzeitbeständig und sicher zu verbinden und dabei gleichzeitig Werkstoffeigenschaften – hier die Leichtbaueigenschaften – im Produkt zu erhalten,stelltdemzufolgefürR3-ReduceeinenSchlüssel für die Kreislaufwirtschaft dar

KommenwirzuR4-Reuse,R5-Repair,R6-Refurbish, R7-Remanufacture und R8-Re-purpose. Wie sieht eshierkreislaufwirtschaftsmäßigaus?

Bei diesen R-Strategieelementen lege ich den Schwerpunkt auf R5-Repair Eine Reparatur verlängert die Pro-

duktnutzung Rohstoffe werden länger im Kreislauf gehalten. Kleben ist das am häufigsten eingesetzte Reparaturverfahren,auchbeinichtgeklebtenProdukten.So werden bereits seit Jahrzehnten in Verkehrsmitteln eingeklebte,defekteScheibenentfernt.NeueScheibenwerden nach vorgegebenen, erprobten Verfahren eingeklebt.DerAus-undEinbauderScheibenistbereitsinder Konstruktion berücksichtigt. Dieses Beispiel ist grundsätzlich auf nahezu alle anderen klebtechnischen Anwendungsbereiche übertragbar

Eine verbreitete Meinung ist ja, dass geklebte Produktenichtodernurschwerrecyclingfähigsind.Wie bewertenSiediesenAspekt?

Beim Thema „Recyclingfähigkeit“ müssen wir heute stark zwischen Fakten und Wahrnehmung bzw schlimmstenfalls „Fake“ unterscheiden. Zunächst die Fakten: Alle Verbindungen können wieder gelöst werden,auchKlebungen.DennderWerkstoffbestimmtdie Recyclingfähigkeit,nichtdieVerbindungstechnik Dass die technologisch-fachlich richtige Einordnung der Klebtechnik als „nichtlösbare Verbindungstechnik“ landläufig und politisch leider falsch verstanden wird, ist ein Thema, mit dem sich die Klebtechnikbranche kommunikativ auseinandersetzen muss.

IstdieKlebtechniknuneinGegnerodereinVerbündetereinerKreislaufwirtschaft?

Ein„Verbündeter“–denndieKlebtechnikmussimKontext einer Kreislaufwirtschaft als Schlüsseltechnologie betrachtet werden. Zur Optimierung der Öko-Effizienz werdenWerkstoffeklebtechnischlangzeitbeständigund sicher verbunden, für ein werkstoffliches Recycling anschließendwiedervoneinandergetrennt.Vondaherist Kleben–sowohlinsgesamtalsauchimZusammenhang mit Recycling – eine ökologische und der Kreislaufwirtschaft nicht im Wege stehende Technologie.

Wasmussjetztpassieren?

Hier sehe ich auf verschiedenen Ebenen Handlungsbedarf: Produzierende Unternehmen müssen die Klebtechnologie im Kontext zu den R-Strategien an vielen Stellenganzheitlicherbewertenundgegebenenfallsneu denken. Das Potenzial und der Nutzen für zukunftssichere und erfolgreiche Produkte werden hoch sein – es lohnt sich also (jup)

VielenDankfürdasGespräch.

„Wenn alle die R9-Strategie verinnerlichen und ernsthaft anwenden, haben wir ein mächtiges Instrument zur nachhaltigen Technologienutzung an der Hand und müssen viele unsinnige Diskussionen nicht mehr führen.“

Professor Dr. Andreas Groß

ARBEITSPLATZSYSTEME

Optimierte Montage- und Verpackungsprozesse

Um sein Sortiment von 3.500 verschiedenen Produkten schnell und zuverlässig zu managen, hat der Krankenhaus-Komplettversorger Dahlhausen im Neubau in Köln verschiedene Arbeitsplatzsysteme integriert.

Seit 170 Jahren ist P.J. Dahlhausen & Co GmbH mit ProdukteninderAnästhesie,Intensivmedizin,der Chirurgie und auf den Stationen im Krankenhaus etabliert.DerFokusliegtaufdenVorteilenfürdieÄrzteschaft, der Entlastung des Pflegepersonals und dem Wohlergehen des Patienten. Zu diesem Zweck beschäftigt das Unternehmen ein internationales Team erfahrener Klinikspezialisten. Kontinuierlich werden neue Märkte erschlossen, so wie aktuell auf dem Terrain der Netzimplantate und Technik für Intensivmedizin.

TIPP

Die Online-Variante dieses Beitrags enthält weitere Details zu den Arbeitsplätzen von Krieg bei Dahlhausen sowie tiefgehendere Informationen zum Medizintechnikunternehmen: konstruktionspraxis.de

Das Unternehmen sucht kontinuierlich neue Wege, die medizinische Versorgung zu verbessern und das Leben der Patienten zu erleichtern. Dazu zählt auch der Neubau der Kölner Unternehmenszentrale: Im Industriegebiet in der Adam-Riese-Straße hat Dahlhausen einen neuen Standort gefunden, der Einkauf, Verkauf, Verwaltung und Lager unter einem Dach vereint.

„Ichhabemichumgeschaut,wasmansoallesmachen kann und auch die Mitarbeiter ins Boot geholt, wie sie sich ihre neuen Arbeitsplätze vorstellen und was sie benötigen“,erinnertsichMichaelDernbach,LeiterWarenwirtschaft und Logistik bei Dahlhausen. Auf der Logi-

Für die Bereiche Verpackung, Produktion, Kleinteilelager und Export bei Dahlhausen lieferte und montierte Krieg 17 Tischgestelle aus der Serie Multiplan Ergo K sowie diverses Zubehör.

mat, der Internationalen Fachmesse für IntralogistikLösungen und Prozessmanagement in Stuttgart, ließ er sich inspirieren – und fand beim Arbeitsplatzspezialisten Krieg die passende Lösung „Bei diesen Experten fühlteichmichdirektabgeholt,gutberatenundbestens aufgehoben.“

GemeinsamesZielwar,dieoptimaleLagerausstattung für eine Nutzfläche von 3.300 Quadratmetern zusammenzustellen. Sowohl die Abläufe vor Ort als auch die Wünsche der Mitarbeiter galt es dabei zu berücksichtigen. Nach einer Ortsbegehung und der Aufnahme des Ist-ZustandsmachteKriegdiverseVorschläge „Anhand dieser Ideen – inklusive Abbildungen, Katalogbeschreibungen und Skizzen – konnten wir intern Rücksprache halten und uns die Möglichkeiten im Rahmen unserer Budgetplanung genauer anschauen“, so Dernbach.

WiegenaustelltsichderBedarfdesKundendar?Welche konkreten Anforderungen gibt es vor Ort? Mit diesenundähnlichenFragestellungenbefasstsichAndreas Temme,GebietsverkaufsleiterRegionWestbeiKrieg Er warfürdenKundenDahlhausenzuständigunderzählt: „Einzelne Tische haben wir als 3D-Zeichnungen vorgestellt,sobildenwirambestendietechnischenDetailsab undstellendieseEntwürfezusammenmitdemAngebot zur Verfügung.“

EngeZusammenarbeitallerBeteiligten

Bild: Krieg Industrieger ät e GmbH

Für die Bereiche Verpackung, Produktion, Kleinteilelager und Export wurden gemeinsam Vorschläge erarbeitet. Die Erwartungen der Belegschaft, wie etwa höhenverstellbare Arbeitstische, geräumige Packtische und ausreichendAblageflächenfürKartonagenundArbeitsmaterial wurden eingeplant. Auch Kartonbrücken zur Bevorratung, diverse Ablageebenen, mehrere Monitorvorrichtungen,GetränkehalterundeineguteAusleuchtung wurden an den neuen Arbeitsplätzen realisiert Geliefert und montiert wurden 17 Tischgestelle aus der Serie Multiplan Ergo K Für die unterschiedlichen Anforderungen in den verschiedenenBereichenwurdenentsprechendeVarianten montiert.HinzukamenZubehörteilewieEtikettenspender, Gerätebrücken, Tastaturträger, Steckdosenleisten, Werkzeughalter und Gehäuseschubladen Eine Besonderheit bilden die Aufbauportale: Ablagen und WerkzeughalterplattenanverschiedenenSeitenerweiterndie Tischlänge. „Die Mitarbeiter bekommen mehr unter,

Geräumige Packtische und ausreichend Ablageflächen für Kartonagen und Arbeitsmaterial steigern die Effizienz der Arbeitsprozesse.

gleichzeitig haben wir die Greifräume beachtet, damit nichts zu hoch ist und am Ende keiner mehr drankommt“, unterstreicht Temme.

Das Thema Ergonomie hat Krieg besonders im Blick: Zertifizierte Ergonomie-Coaches stehen als Berater bereit.„GesundeArbeitsplätzefürmehrWirtschaftlichkeit, das ist unser Anspruch. Wir gestalten zukunftsfähige und ergonomisch orientierte Arbeitsplätze, wodurch Montage- oder Verpackungsprozesse noch effizienter werden“, so Temme. Daher besitzt Dahlhausen nun höhenverstellbareKurbelhydrauliktische,dievondenMitarbeiternmanuellreguliertundjustiertwerdenkönnen.

Mit Service glänzen – diesen Anspruch verfolgt auch Dahlhausen.„UnsereWarerettetLeben,dahergehenwir mit allem sorgfältig und bewusst um Unser Alleinstellungsmerkmal ist der Servicegedanke“, sagt Dernbach. Exklusive Kundenbetreuung, höchste Flexibilität und eine zufriedenstellende Abwicklung hat er auch bei Krieg erlebt. (jv)

Damit die Mitarbeiter von Dahlhausen alle erforderlichen Arbeitsmittel gut erreichen können, wurden beim Zusammenstellen der Arbeitstische die Greifräume beachtet.

„Wir gestalten zukunftsfähige und ergonomisch orientierte Arbeitsplätze.“

Andreas Temme, Krieg

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3D-JOYSTICK

Komplexe Bewegungen mit einerHand steuern

Der Elektronikspezialist Megatron erweitert sein Angebot an CAN-Bus-fähigen Komponenten um das Space Mouse Module Der 3D-Joystick ermöglicht die intuitive Steuerung komplexer Bewegungen im industriellen Umfeld.

Das Space Mouse Module verfügt über mehr Freiheitsgrade als jeder andere Fingerjoystick am Markt.

Das Bussystem CAN (Controller Area Network) wirdinderIndustriehäufigeingesetzt,daeseine ganze Reihe von Vorteilen bietet. Die serielle Schnittstelle weist nicht nur eine hohe Datenübertragungssicherheit auf, sondern ist auch unempfindlich gegenübermagnetischenStörungen.Davieleelektronische Komponenten über den CAN-Bus direkt miteinanderverbundenwerdenkönnen,benötigenKonstrukteure für ihre Anwendung zudem deutlich weniger Kabel. UrsprünglichfürdenEinsatzinSteuerungsgerätenfür PKW konzipiert, hat sich die Schnittstelle seit ihrer Entwicklung 1981 weit verbreitet: Mittlerweile finden sich mechatronische Bauteile mit CAN-Bus in vielen BereichenderAutomatisierungstechnik,imAnlagenbauund in mobilen Maschinen.

Dem Trend zum CAN-Bussystem ist auch Megatron bei seinen Produkten gefolgt: Immer mehr Drehgeber und Joysticks des Elektronikspezialisten verfügen über einCANopen-oderCANJ1939-Interface Einbesonderes BeispielistdasSpaceMouseModule:Dieser3D-Joystick wurdespeziellfürdieMensch-Maschine-Interaktionim industriellen Umfeld entwickelt. Das Space Mouse Module unterscheidet sich deutlich von herkömmlichen

Joysticks,daesübereinenergonomischoptimiertenBedienknauf mit sechs Freiheitsgraden verfügt. Durch dieses Design kann der Bediener selbst komplexe BewegungenintuitivundmitnureinerHandsteuern.BisherwarendazuzweiseparateBedieneinheitenerforderlich, die nicht nur mehr Bauraum benötigten, sondern auch die Flexibilität des Bedieners einschränkten. Ähnlich wie das Bussystem CAN hat auch das Space Mouse Module eine interessante Vorgeschichte. In den 1970er Jahren suchten Forscher des Deutschen ZentrumsfürLuft-undRaumfahrt(DLR)nacheinergeeigneten Lösung für die Steuerung eines Roboterarms im kartesischen Raum. Ein sechsachsiger Kraft-Drehmomenten-Sensor, der in eine Kugel integriert war, erwies sich für diese Aufgabe als ideal Das Grundprinzip des heutigen 3D-Joysticks war geboren.

BreitesAnwendungsspektrum

Schonbaldzeigtesich,dassdasmöglicheAnwendungsspektrumvon3D-Joysticksnochvielgrößerseinkönnte. Der Grund war einfach: Lange Zeit war die Auswahl an Eingabegeräten sehr begrenzt. Mit einfachen Joysticks lassen sich zwar recht komplexe Bewegungsabläufe steuern – nicht aber drei Verschiebungen und drei Drehungen im Raum gleichzeitig Mit Touchscreens kann man zwar vordefinierte Abläufe starten oder kurze Befehle eingeben, aber keine komplexen Bewegungen steuern, weil das haptische Feedback fehlt. Und Trackballs haben nur zwei Freiheitsgrade. Das Space Mouse Module kombiniert die besonderen Eigenschaften all dieser Eingabegeräte.

Die Erfolgsgeschichte des Moduls begann 1993 – im selbenJahr,indemerstmalsein3D-JoystickfürdieSteuerung eines Roboterarms im Weltall eingesetzt wurde. Innerhalb weniger Jahre avancierte das Space Mouse Module zum Standard-Bedienelement für CAD-Programme und verbreitete sich rund um den Globus. Um neueZielgruppenzuerschließen,wurdeschließlichein Kooperationspartner mit großer Erfahrung in der Automatisierungstechnik und Medizintechnik gesucht.

DieWahlfielaufdieMegatronElektronikGmbH&Co KG, denn das Unternehmen beliefert die Industrie seit mehr als 60 Jahren mit präzisen Drehgebern und Joysticks.EineBesonderheitistderindividuelleService:Bei Bedarf passen die Mechatronik-Spezialisten nahezu jedes Produkt in Funktion, Design sowie mechanischen

undelektrischenSchnittstellenbereitsabkleinenStückzahlen kundenspezifisch an.

Das Space Mouse Module ergänzt das Produktprogramm von Megatron optimal. Kernstück des 3D-Joysticks ist ein optoelektronischer Sensor, der kontaktlos und somit verschleißfrei arbeitet. Diese Technologie ist im Gegensatz zu anderen Sensortypen relativ unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störfeldern und eignet sich deshalb für ein breites Anwendungsspektrum.

FürraueUmgebungsbedingungengeeignet

Das Space Mouse Module zeichnet sich darüber hinaus durcheineoptimierteFederstärke,einlanglebigesOberflächenmaterial (ABS) sowie eine verbesserte AbdichtungundeineTotzoneaus.SoarbeitetderJoystickauch unter härtesten Umgebungsbedingungen zuverlässig und präzise. Ein weiterer Vorteil des Moduls ist seine kompakte Bauform, die eine einfache Integration in Bedienpanels, Armlehnen oder Tischgehäuse ermöglicht Für die einfache Anbindung an die Anwendung sorgen neben der CANopen- auch eine USB-Schnittstelle und ein serielles Interface (UART).

ZudenEinsatzgebietendesSpaceMouseModulezählen neben vielen weiteren u.a. Kanalinspektionsgeräte, gyroskopisch stabilisierte Drohnen, Drehzentren oder

Konstruktionsbauteile Mechanik

Instrumente in der assistierten Chirurgie. Hier macht sich die hohe Sensibilität des 3D-Joysticks bezahlt: Er reagiertselbstaufkleinsteBewegungendesFingersoder des Handgelenks und ermöglicht damit hochpräzise Operationen.

IdealzumTeachenvonRobotern

Auch in der Mensch-Roboter-Kollaboration leistet das Space Mouse Module wertvolle Dienste. Da sich damit automatisierteAbläufeintuitivundohneProgrammierkenntnisse teachen lassen, ist der 3D-Joystick eine ideale Alternative für Unternehmen, die aufgrund des Fachkräftemangels ihre Produktion weiter automatisieren wollen. Mit dem Space Mouse Module lassen sich Roboterabernichtnureinfachteachen,sondernauchmanuell und präzise führen. Diese Funktion ist besonders hilfreich bei der Fertigung und Montage von sperrigen oderschwerenBauteilen–zumBeispielbeiderMontage vonAutodächernund-türen.EinweiteresAnwendungsgebiet des Space Mouse Module ist die Steuerung von Visualisierungen und Simulationen, die beispielsweise in der Medizin- und Dentaltechnik oder an Bearbeitungszentren in der Fertigung eingesetzt werden.

Megatron hat viele weiterer CAN-Bus-fähige Produkte im Programm, etwa den Heavy-Duty-Fingerjoystick 844 oder den Fingerjoystick TRY100 (jv)

Die Online-Version dieses Artikels hält für Sie ein Video bereit, das die Funktionsweise des Space Mouse Module anschaulich demonstriert: voge.ly/vglySoj/

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Escape Rooms. Wartungsarme Antriebstechnik sorgt für unterbrechungsfreien Spielspaß

Im Escape Room „Die Expedition” von 60 Minutes in Bonn sind Spieler auf den Spuren des Professors I. Jones. Schmierfreie und wartungsarme

Antriebstechnik von Igus sorgt für ungestörten Spielspaß.

DieWeltstehtkurzvoreinerapokalyptischenSonnenfinsternis. Ein Forscherteam ist im DschungelvonMexikoaufdenSpurendesverschollenen Professors I. Jones, um das geheime Maya-Relikt zu finden,dasalseinzigesdieWeltvorderewigenDunkelheit bewahren kann. So lautet nicht etwa der Beginn eines neuen Indiana Jones Films, sondern die Aufgabe für SpielerdesneuestenEscapeRooms„DieExpedition“von 60 Minutes in Bonn-Endenich.

GegründetwurdedasUnternehmenalsersterEscape Room in Bonn von Martina Gehlen. Bereits 2014 hat sie das Potenzial des immer beliebter werdenden Spielformats erkannt. Seither können Gruppen von zwei bis sechs Spielern ihr Teamwork in den Escape Rooms von

60MinutesaufdieProbestellen.„DieExpedition“istder neueste Raum, eröffnet im Juli 2024. „Sich von der Masse abzuheben und immer wieder neue Konzepte und Ideenzuentwickeln,istwichtig“,erklärtMartinaGehlen, GründerinundGeschäftsführerinvon60Minutes.„Aus diesemGrundwerdenunsereSpielräumecircaallefünf Jahre erneuert.“

Die Herausforderung: Es müssen nicht nur neue Geschichten und Rätsel entwickelt, sondern auch eine komplett neue Einrichtung realisiert werden. Alle Räume werden von Martina Gehlen, ihrem Team und Sohn Robin Gehlen in liebevoller Kleinarbeit selbst gebaut. „Die Kombination aus spannenden Rätseln, einer authentischen Atmosphäre und Spezialeffekten macht

einen guten Escape Room aus“, betont Martina Gehlen. „Damit unsere Gäste die Escape Rooms ohne Störungen und Unterbrechungen spielen können, ist es essenziell, dass alle im Raum verbauten, beweglichen Komponenten zuverlässig funktionieren.“ Daher entschieden sich MartinaGehlenundihrSohnRobinGehlen,Entwickler Drylin E bei Igus, schmierfreie und wartungsarme Antriebstechnik-Komponenten von Igus zu verbauen.

Leise,kostengünstigundzuverlässig

Im Escape Room von 60 Minutes bewegen sich zahlreiche Einrichtungselemente mit allerlei mechanischen und elektronischen Komponenten von Igus. Bei allen Produkten setzt Igus auf speziell für die Bewegung entwickelte Hochleistungskunststoffe. So unter anderem auch an den Lagerstellen der Drylin-Antriebseinheiten. Das Besondere: In die Materialmischungen integrierte Festschmierstoffe erlauben einen Trockenlauf ohne Schmieröl oder -fett, ein erheblicher Vorteil in puncto Wartung Gleichzeitig laufen die Komponenten durch denEinsatzvonKunststoffbesondersleiseundsindkostengünstiger als vergleichbare Lösungen. So sorgt zum Beispiel eine Drylin-ZLW-1040-Linearachse mit Polymer-Gleitfolien und Zahnriemen aus stahlverstärktem Polyurethan dafür, dass sich eine geheime Schiebetür sowieeinSargdeckelimEscapeRoomzuverlässigöffnen. AngetriebenwirddieLinearachsevoneinemNema24SchrittmotormitEncoderundeinerD1-Motorsteuerung „Wichtig war uns, dass die Achse stets zuverlässig läuft undmechanischbeanspruchbarist,solltesichbeispielsweise mal jemand am Sargdeckel anlehnen“, erklärt RobinGehlen.„DieflacheBauformerlaubteunszudem,die Linearachse gut versteckt zu verbauen. Dass die Achse nicht geschmiert werden muss, spart zudem erheblichen Wartungsaufwand.“ Darüber hinaus kommt ein Drylin-SAW-0630-Linearmodul in Kombination mit einem DC-Motor und einer D3-Motorsteuerung zum Einsatz,umeineversteckteGeheimkammerzuoffenbaren. Zusätzlich setzen Martina und Robin Gehlen für „Die Expedition“ auf den mit Motor betriebenen Rundtisch DLE-RT-50 der Serie Drylin E, der dafür sorgt, dass sich ein großes Stein-Replikat im richtigen Moment dreht. „Vor allem sparen wir erheblich Zeit, da die Igus-Komponenten nicht regelmäßig geschmiert bzw. gewartet werden müssen“, betont Martina Gehlen Ein weiterer, entscheidender Vorteil: Alle Komponenten kommen auseinerHand.„Igusbieteteineeinfachzuintegrierende Komplettlösung – von der Linearachse über den MotorbishinzuEncoderundSoftware“,erklärtRobinGehlen.MitdemErgebnisist60Minutessichtlichzufrieden. „DasFeedbackderBesucheristbisherdurchwegpositiv“, freutsichMartinaGehlen.Nichtzuletzt,dankderzuverlässigen und leisen Komponenten von Igus. (ud)

„Essenziell ist, dass alle im Raum verbauten, beweglichen Komponenten zuverlässig funktionieren.“

Martina Gehlen, Geschäftsführerin Escape Rooms 60 Minutes

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DIGITALISIERUNG DES ANTRIEBSSTRANGS

Wie künstliche Intelligenz Antriebeoptimiert

Mit der Drivetrain Analyzer Cloud präsentiert Siemens eine cloudbasierte Lösung, die künstliche Intelligenz nutzt. Der Ansatz soll die Effizienz von Antriebssystemen um bis zu 20 % steigern und die CO2-Emissionen senken.

DVERFASST VON

UteDrescher Chefredakteurin konstruktionspraxis

er Druck auf Industriebetriebe nimmt zu: Sie müssen ihre Energieeffizienz steigern und gleichzeitig den CO2-Fußabdruck minimieren. Besonders viel Energie verbraucht der Antriebsstrang, bestehend aus Frequenzumrichtern, Motoren, Pumpen undanderenKomponenten.MitderDrivetrainAnalyzer Cloud, einer Lösung aus dem Xcelerator-Portfolio, will Siemens Unternehmen mit energiebasierter Wartung dabei unterstützen, den Energieverbrauch ihrer Antriebssysteme signifikant zu senken.

Die Integration von Antriebssystemen in bestehende industrielle IT- und OT-Landschaften ist über das innovative Plug-and-Play-Konzept der Drivetrain Analyzer Cloud einfach möglich. „Mit Hilfe des Connection Module IOT ist die Installation in wenigen Minuten durchgeführt“, erklärt Jonas Harant, Head of Co-Creation &

SalesEnablement,DigitalIndustriesbeiderSiemensAG Diese Module messen Rohdaten und übertragen sie automatisch in die Cloud. Für Unternehmen mit mehreren Standorten bietet diese Lösung entscheidende strategischeVorteile:Sieerlaubteinezentrale,standortübergreifende Datenanalyse, schafft transparente Vergleichsmöglichkeiten zwischen verschiedenen ProduktionsstandortenundharmonisiertÜberwachungs-und Wartungsstrategien. Die cloudbasierte Architektur ermöglicht eine flexible Skalierung und via API-SchnittstelleneineIntegrationinbestehendeIndustriesysteme. „So können Unternehmen ihre Antriebssysteme effizienter und intelligenter steuern“, erklärt Harant.

KIerkenntOptimierungspotenziale

DereigentlicheKernderDrivetrainAnalyzerCloudliegt jedochinihrerkünstlichenIntelligenz.DieLösungnutzt fortschrittliche KI-Algorithmen, die kontinuierlich Betriebsdaten analysieren und Abweichungen vom optimalen Betriebspunkt identifizieren. Diese Analyse erlaubt es, gezielte Maßnahmen wie die Anpassung von Motorsteuerungen oder Wartungsintervallen zu ergreifen, die unmittelbar Energieeinsparungen von bis zu 20 % ermöglichen. „Besonders innovativ ist die Fähigkeit der Cloud, ineffiziente Motoren automatisch zu erkennen und effizientere Alternativen vorzuschlagen“, betont Jonas Harnt.

Die erfassten Sensordaten geben einen detaillierten Einblick in die Leistung von Antriebssystemen. Täglich werden komplexe Rohdaten-Snapshots generiert und mittels FFT-Analyse und speziell trainierten Analysemodellen ausgewertet. Die Sensoren messen mechanische Parameter wie Lagerzustände, Unwucht und Fehlausrichtungen sowie elektrische Kenngrößen wieLeistung,DrehmomentoderBetriebszustände.Doch die Drivetrain Analyzer Cloud kann noch mehr: Sie vereint Condition Monitoring mit Dekarbonisierung, indem sie dem Anwender zusätzlich wichtige Daten und HandlungsempfehlungenhinsichtlichCO₂-Emissionen,

Die Integration von Antriebssystemen in bestehende industrielle IT- und OT-Landschaften ist über das innovative Plug-and-Play-Konzept der Drivetrain Analyzer Cloud einfach möglich.

Energieverbräuche und Energiekosten bereitstellt. Ein intelligentes Ampelsystem signalisiert potenzielle Probleme:DiegelbeWarnstufezeigtleichteAbweichungen an, während Rot auf kritische Zustände hinweist, die sofortigesHandelnerfordern.„WeilSchwingungsdaten erfasst werden, lassen sich auch Komponenten außerhalb von Niederspannungsmotoren überwachen“, erklärtHarant.„DasmachteineganzheitlicheAnalysedes Antriebsstrangs möglich“.

CloudunterstütztnachhaltigeProduktion

NebenderEnergiekostensenkungunterstütztderDrivetrain Analyzer Cloud eine nachhaltige Produktion Sie dokumentiert den Energieverbrauch und CO2-Emissionen der Antriebe, bietet Vergleichsmöglichkeiten mit effizienteren Motoren und berechnet mögliche Einsparungen. Diese Datenintegration in übergeordnete Energiemanagement-Systeme sorgt für einen umfassenden Blick auf die Nachhaltigkeit eines Unternehmens.

Zu den herausstechenden Funktionen gehört der Siemens Industrial Copilot. Dieser generative KI-basierte Chatbot erleichtert den Umgang mit der Technologie, indemerAnwenderinihrerLandesspracheunterstützt. Er bietet Hilfestellungen bei der Interpretation von DatenundschlägtOptimierungsmaßnahmenvor „Dasist eine Antwort auf den Fachkräftemangel“, erklärt Jonas Harant den Vorteil.

HerausforderungenbeiderImplementierunginheterogene Systemlandschaften und der Skalierung der Lösung begegnet Siemens mit dem Connection Module IOT, das eine problemlose Anbindung an bestehende Systeme ermöglicht. Für komplexe InterpretationsaufgabenderaufgenommenenDatengreiftdieLösungauf die Unterstützung des Siemens Industrial Copilots zurück. „Besonders wertvoll ist die Möglichkeit, spezifischeFragenzustellenundUnterstützungbeiderDatenauswertung zu erhalten“, sagt Harant.

DrivetrainAnalyzerCloudstehtexemplarischfürden nächsten Schritt in Richtung einer digitalen Transformation,diesichdurchgesteigerteEnergieeffizienzund einen nachhaltigen Betrieb auszeichnet – ein wichtiger Beitrag, um Klimaziele zu erreichen. (ud)

„Die Drivetrain Analyzer Cloud ist ein Schlüsselelement für nachhaltige Produktionsprozesse.“

Jonas Harant, Head of Co-Creation & Sales Enablement, Siemens

Wir lieben alle Zahnriemen!

Windkraftanlagen nachhaltiger machen

Windkraftanlagen stellen besondere Anforderungen an die Pneumatik.

Strengere Umweltauflagen haben nun neue Entwicklungen bei den Steckverbindern angestoßen.

Pneumatische Steckverbindungen übertragen in Windkraftanlagen Kühlflüssigkeiten und Schmierstoffe.

VERFASST VON

PeterWittkämper

Geschäftsführer

ITV Bild: IT V

WindkraftanlagensindeinzentralerPfeilerder Energiewende in Deutschland. Im Jahr 2024 erzeugten sie rund 142 Terawattstunden Strom – das entspricht etwa 29 Prozent der gesamten Bruttostromerzeugung Dies macht die Windenergie zum aktuell wichtigsten einzelnen Energieträger im deutschen Strommix. Damit Windkraftanlagen zuverlässigundwirtschaftlicharbeiten,brauchtesimHintergrund eine Vielzahl an präzise aufeinander abgestimmten Komponenten – darunter auch diverse pneumatische Systeme. DieHerstellerderAnlagenlegenbeiihrenZulieferern WertaufFlexibilitätundGeschwindigkeit.Daszeigtsich zumBeispielauchbeiITVGmbH:Dasmittelständische Unternehmen entwickelt pneumatische Lösungen für industrielle Anwendungen, unter anderem für Windkraftanlagen. Ein wachsender Anteil von 40 bis 45 ProzentderAufträgeentfälltaufkundenspezifischeSonder-

lösungen. Diese werden innerhalb von vier bis sechs Wochen – vom Auftragseingang bis zur Auslieferung –umgesetzt. Die produzierten Stückzahlen reichen von 500bis20.000EinheitenproAuftrag FürWindkraftanlagen sind dabei spezifische Anforderungen an Druck, Temperatur und Materialien zu erfüllen.

PneumatikfürExtrembedingungen

Windkraftanlagen stehen in ständigem Austausch mit ihrer Umwelt – und diese stellt sie vor große Herausforderungen:Temperaturunterschiede,salzhaltigeLuft, Vibrationen oder hohe Rotationskräfte wirken auf die Systeme ein. Besonders empfindlich sind Bereiche wie die Leistungselektronik und die Getriebetechnik. Dort entstehen während des Betriebs hohe Temperaturen und Reibungskräfte, die kontrolliert abgeführt werden müssen, um Schäden und Ausfälle zu vermeiden. PNEUMATIK

Bild: IT V

Pneumatische Steckverbindungen übernehmen hier einezentraleRolle:SieermöglichendiesichereundverlustfreieÜbertragungvonKühlflüssigkeitenundsorgen dafür,dassSchmierstoffeexaktandieStellengelangen, an denen sie benötigt werden – schnell, effizient und druckfest.SotragensiezueinerlangenLebensdauerder Anlagen und niedrigen Wartungskosten bei

AbregelungvonWindkraftanlagen

Ein wichtiger Aspekt im Betrieb von Windkraftanlagen ist die sogenannte Abregelung Diese erfolgt, wenn die NetzinfrastrukturdieerzeugteEnergienichtvollständig aufnehmen kann, beispielsweise bei Netzengpässen oder Überproduktion. Im Jahr 2022 wurden in Deutschland rund 7,2 Terawattstunden (TWh) Windstrom abgeregelt, um die Netzstabilität zu gewährleisten. Im Jahr 2023 stieg diese Menge deutlich an: Es wurden 10.479 Gigawattstunden(GWh)grünerEnergieabgeregelt Diese Zahlen verdeutlichen die Herausforderungen im deutschenStromnetzundunterstreichendieBedeutung von Systemen, die eine schnelle und sichere Abschaltung oder Drosselung der Windkraftanlagen ermöglichen. Solche Systeme sind essenziell, um die Netzstabilität zu gewährleisten und die Effizienz der Energieerzeugung zu optimieren.

AberauchausGründendesArten-undNaturschutzes muss der Betrieb der Windkraftanlagen reguliert werden:WährendderBalz-oderBrutzeitenbestimmterVogel- und Fledermausarten – meist zwischen März und August – werden Windräder gezielt abgeschaltet, um Kollisionen zu vermeiden. Pneumatik spielt eine wichtige Rolle in der sicheren und schnellen Umsetzung solcher Maßnahmen.

AnforderungenandiePneumatiksteigen

Pneumatische Steckverbindungen müssen heute deutlichmehrleistenalsfrüher InKühlsystemenherrschen Drückevonbiszu50Bar,inHochdruck-Schmieranwendungensogarbiszu250Bar GleichzeitigsollendieKomponenten dauerhaft dicht, vibrationsbeständig und langlebig sein. Dazu kommen neue regulatorische Anforderungen – insbesondere im Bereich umweltschädlicher Stoffe.

EinaktuellesThemaistdieReduktionvonBleiintechnischenKomponentengemäßEU-RichtlinieRoHS Hersteller stehen daher vor der Herausforderung, bleifreie Legierungen zu entwickeln, die dieselben mechanischenEigenschaftenunddienötigeZerspanbarkeitaufweisen wie herkömmliches Messing Entscheidend ist in diesem Zusammenhang eine enge Abstimmung mit denMateriallieferanten–idealerweiseerfolgtsiebereits in der Beschaffungsphase. Auf diese Weise lassen sich Probleme in späteren Produktionsschritten vermeiden. GleichzeitigistdiePolitikgefragt,klareundeinheitliche Rahmenbedingungen zu schaffen, die Nachhaltigkeit, RechtssicherheitundInnovationsfähigkeitmiteinander verbinden.

VerlässlicheWindenergiedankPneumatik

Die Windkraftbranche ist auf robuste, effiziente und nachhaltige Technologien angewiesen – nicht nur für denStromertrag,sondernauchfüreinenreibungslosen Betrieb unter extremen Bedingungen. Pneumatische Steckverbindungen sind ein zentrales Element dieser Infrastruktur: Sie ermöglichen die zuverlässige Steuerung von Kühl- und Schmierkreisläufen, reduzieren Ausfallzeiten und tragen so zur Wirtschaftlichkeit und langen Lebensdauer moderner Windkraftanlagen bei. (dm)

Die Wartung von Windkraftanlagen ist mit einigem Aufwand verbunden, daher sind hier sehr zuverlässige und langlebige Systeme gefragt.

Dieser Ausgabe liegt eine Beilage der Firma RCT Reichelt Chemietechnik, Heidelberg, bei. Wir bitten freundlichst um Beachtung

SCHRAUBENDREHER

Elektronik- Schraubendreher für professionelle

Mit dem siebenteiligen Elektronik-Schraubendreher-Satz 4754/7 hat Stahlwille sein Sortiment um ein Werkzeugset erweitert, dasgezieltaufdieAnforderungenprofessioneller Anwender in Elektronik, FeinmechanikundindustriellerFertigungabgestimmt ist.DieimSetenthaltenenSchraubendreher mit Torx-Antrieb decken die Größen T4 bis T10 ab Der Antrieb ist mit der von Stahlwille bekannten Präzision exakt geformt, was die Gefahr von Beschädigungen an BauteilendurchversehentlichesAbrutschenminimiert. Eine schlanke Schnelldrehzone ermöglichtzusammenmiteinerergonomisch geformtenDrehkappeeinkontrolliertesund zugleich effizientes Arbeiten – ohne das Werkzeug während des Schraubvorgangs

AUSHÄRTEN

DieDr HönleAGhateineOptikfürihreUVAushärtegeräteserie Bluepoint LED entwickelt, die das Licht zu einer linienförmigen Bestrahlung bündelt und somit Klebstoffe mit einer höheren Intensität aushärten kann. Diese Intensität ist meist bei Anwen-

SCHRAUBEN

Feinarbeiten

absetzen zu müssen. Der rutschfeste Mehrkomponenten-Griff sorgt für eine sichere Handhabung DiegehärteteschwarzeSpitze auslegiertemChromeAlloy-Werkzeugstahl gewährleistet eine lange Lebensdauer des Werkzeugs, was gerade bei professionellen AnwendungenvonBedeutungist.JedeKlinge ist zusätzlich mit einer Kopflaserung versehen, was die Identifikation im Arbeitsalltag vereinfacht. Der Elektronik-Schraubendreher-Satz wird in einer robusten Rolltasche mit Klettverschluss geliefert. Diese nimmt nur wenig Platz in Anspruch und schütztdasWerkzeugzuverlässig–idealfür mobile Einsätze oder beengte Werkstattverhältnisse. www.stahlwille.com

dungen, bei denen in einen Spalt bestrahlt werden muss, gefordert, wie beispielsweise dem Active Alignment. Die Optik kann einfach auf die LED-Köpfe der Bluepoint-LEDund Bluepoint-LED-Eco-Geräte von Hönle aufgeschraubt werden. Die Anschaffung neuerLED-Geräteistnichterforderlich Die OptikistfürWellenlängenvon365/385/405 nm geeignet. Das fokussierte Licht liefert eineBestrahlungsflächevon10mm×1mm undkannIntensitätenvonbiszu7.000mW/ cm2 erreichen.DurchdiespezielleFormder Linse wird das Licht absolut homogen über das Bestrahlungsfeld verteilt. Die Optik eignetsichfürkleinflächigeAnwendungenmit hoher Intensität auf kleinem Raum. www.panacol.de

Sonderschrauben für Sonderanwendungen

Ganter führt unter der Produktgruppe 3.2 mehrere Gattungen von Sonderschrauben für Spezialanwendungen. Unter der Bezeichnung GN 912.3 beispielsweise hat Ganter Spezialschrauben mit normalem, durchgehendem Gewinde und reduziertem Schraubenkopf-DurchmesserimSortiment Diese Konfiguration erlaubt die Schraubenplatzierungdort,woderAbstandderGewindebohrung bzw. dem Durchgangsloch zum Bauteilrand eigentlich zu gering ist Die Innensechskantschraube GN 7984.3 wiederum verbindet kleinen Kopfdurchmesser zusätzlich mit reduzierter Kopfhöhe. Wer noch flachere Köpfe sucht, wird bei derGN14580.5fündig:dasM6-Gewindehat eineKopfhöhevon1,2mm,dieM2sogarnur

0,5 mm. Diese Lösung ist dort ideal, wo keine Senkung machbar oder ein Toleranzausgleich des Bohrbilds erforderlich ist. Anzugsdrehmoment und Belastbarkeit sind entsprechend reduziert; für einfache Fixierungen,etwavondünnenBlechen.Gleichin drei Normen sind Sonderschrauben erhältlich,diesichselbstvorVerlustsichern.Diese Edelstahl-Schrauben erfüllen die aktuelle Maschinenrichtlinie2006/42/EG.DieMaße derGN912.2,derabM3erhältlichenSchrauben, lehnen sich an die DIN 912 an. Die gleiche Funktionalität bietet GN 7984.2 bei reduzierterKopfhöhe,brauchteseherLinsenkopf und Kreuzschlitz-Antrieb, dann steht GN 7045.2 bereit. www.ganternorm.com

KLEBSTOFF Präzises Dosieren im Flugzeugbau

Ein Team von Entwicklern von Henkel hat mit der DM80 Static Mix eine mobile Präzisions-Misch- und Dosiermaschine für die Verarbeitung und Dosierung von hochgefüllten, abrasiven und hochviskosen Loctite-2K-Aero-MaterialienzumStrukturverkleben von Bauteilen entwickelt. Sie wird z.B. im Flugzeugbau für das Liquid-Shim-VerfahrenzurHerstellungvonFlugzeugflügeln und Leitwerken eingesetzt. Die bisher manuellen Prozesse der Materialverarbeitung können künftig durch die modular aufgebaute DM80 Static Mix in halb- und vollautomatische Prozesse umgewandelt werden. www.henkel.com

Bild: P anac ol

RASTBOLZEN

Selbstrastend dank Anlaufschräge

Ganter erweitert sein Angebot um Rastbolzen mit Anlaufschräge. So unterschiedlich die Bauformen und Dimensionierungen sein mögen, eines haben die bisher existierendenRastbolzengemeinsam:DerRastvorgang erfolgt normalerweise an einer zylindrischenBohrung,diezumDurchmesserdes Raststifts ausgerichtet ist und welche von diesem ohne Hindernisse erreicht werden kann.EsgibtauchFälle,beidenenzumRas-

SPERRRIEGEL

Sicher fixiert, dauerhaft stabil

DasHeinrichKippWerkergänzt sein Portfolio um verschweißbare Sperrriegel mit Vierkant –speziell entwickelt für anspruchsvolle Anwendungen unter anderem im Maschinen-, Metall- und Fahrzeugbau Die beidenneuenSerienK2222und K2223 ermöglichen eine besonders stabile und dauerhafte Verbindung durch Verschweißen. Das Ergebnis: höchste Belastbarkeit ohne Risiko eines Lockerwerdens im Betrieb Der entscheidende Vorteil der neuen Sperrriegel von Kipp liegt in der Vierkant-Hülse, die speziell fürdasAnschweißenentwickelt wurde. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schraubverbindungen bleibt die fixierte Position dauerhaft erhalten – kein Nachziehen, kein Lockern, keine Positionsabweichungen. Die dicke Wandung der Hülse minimiertdarüberhinausdasRisiko eines Verziehens von Bolzen oder Feder beim Schweißvorgang www.kipp.com

ten nur eine Kante oder eine Nut genügen muss, die zudem seitlich nicht genau zum Raststift positioniert werden kann.

FürsolcheAnwendungenhatGanternun eineneueArtvonRastbolzenentwickelt,die selbstständig an Kanten und Nuten einrasten kann. Möglich macht dies ein angeschrägter Raststift. Stößt dieser mit seiner Anlaufschräge auf eine erhabene Rastgeometrie auf, so fährt er ein, um danach feder-

beaufschlagtwiederauszufahren,sobalddie Raststelle erreicht ist.

Bestellbar sind die neuen Rastbolzen unter der Ganternorm GN 824, mit axialer Gewindefixierung und schwarzem KunststoffKnopfzurBetätigung DieRaststiftesindaus gehärtetem und robustem Edelstahl mit quadratischem Querschnitt und gängiger Dimensionierung www.ganternorm.com

•Schlankes Design undwartungsfreierBetrieb

•EinzigartigeKombination mitGasfedermöglich

•ApplicationEngineering fürindividuelleAnpassung

•Millionenfache Erfahrungaus derAutomobilindustrie

•ExklusivinKleinstmengen beiACE

Bild: Kip p

ANTRIEBSKOMPOMENTEN

3D-Druck erhöht Verfügbarkeit

GroschoppkonstruiertundfertigtseineMotoren, Getriebe und Regler sowie sämtliche Antriebskomponenten und Bauteile am Standort Viersen. Den 3D-Druck nutzt das Unternehmen für die Fertigung von Prototypen und Mustern – aber auch für die Herstellung von Serienbauteilen sowie Montagevorrichtungen.DerVorteildieserTechnologieliegtinderschnellenVerfügbarkeit.So kann das Unternehmen EntwicklungsprojektezügigerabließenundKundenschneller mit Mustern beliefern – das gilt auch für Kleinserien,beidenendieAnfertigungeines Werkzeugs nicht wirtschaftlich wäre www.groschopp.de

VERSTELLANTRIEBSSYSTEM

Engineering von Verstellachsen

SEW-Eurodrive präsentiert das neue Verstellantriebssystem mit Fokus auf die Formatverstellung DasSystemkombiniertSoftund Hardwarekomponenten, um ein effizientes und ressourcenschonendes Engineering von Verstellachsen zu ermöglichen –zugeschnittenaufdieflexiblenundpräzisen Anforderungen moderner Verpackungsund Logistikprozesse Das Portfolio besteht aus fünf unterschiedlichen Schrittmotoren in den Baugrößen Nema23 und Nema34, einem Schrittmotormodul, das sich in das bestehende Portfolio Movi-PLC-I/O-System einreiht sowie der erforderlichen VerkabelungundeinemvorgefertigtenSoftwarebaustein. Diese Komponenten ermöglichen nichtnurdieeinfacheundschnellereImplementierung in Maschinen, sondern auch eine ressourcenschonende Formatverstellung mit Open-Loop-Regelung Darüber hinaus sind Closed-Loop-Anwendungen im feldorientierten Betrieb möglich. www.sew-eurodrive.de

FREQUENZUMRICHTER

Ein Drive Controller für alle Fälle

EinServoverstärkerlässtsichfastimmerals Frequenzumrichter einsetzen. Das ist allerdings in vielen Fällen teuer und ineffizient. DeshalbhabensichamMarktzweiseparate Produktkategorien etabliert: Standard-Frequenzumrichter sind auf kostengünstige MassenanwendungenwieFörderbänderoptimiert. Servoverstärker hingegen sind teurer, weil sie komplexe Regelmechanismen erfordern. In Hochgeschwindigkeitsanwendungen und bei hochdynamischen Positionierantrieben, auf die Sieb & Meyer spezialisiert ist, sind herkömmliche Standardlösungenaberoftunzureichend.Gefragtsind hier eine präzise Regelungstechnik sowie hochentwickelte Messelektronik – sowohl für Servoantriebe als auch für Frequenzumrichter Sieb & Meyer kombiniert daher beide Technologien in einem Drive Controller, der je nach Anwendung softwareseitig angepasstwird.JenachAnwendungenspielen dieDriveControllersoihreStärkenvollaus www.sieb-meyer.de

DIREKTANTRIEB

Hägglunds-Antrieb arbeitet vollelektrisch

Getriebelose Direktantriebstechnik vereint hohe Drehmomente mit einer großen ZuverlässigkeitundFlexibilität.DerHägglunds ThunderbietetdieseVorteile,basierendauf der Permanentmagnet-SynchronmotorTechnologie, nun auch als vollelektrische Lösung Der neue Motor ist eine vollelektrische,frequenzgeregelteAntriebslösungmit breitem Leistungsspektrum und den Vorteilen der Hägglunds-Antriebstechnik. Die MotorbaureihehateinDrehmomentvonbis zu 200 kNm und bietet eine voll variable Drehzahl ab Stillstand. Die Nenndrehzahl reicht von 30 bis zu 300 min-1 www.boschrexroth.com

MOTOREN UND UMRICHTER Bringen Wärmepumpe zum Laufen

Innomotics, Hersteller von Elektromotoren und Großantrieben, hat einen besonderen Auftrag von Piller Blowers & Compressors erhalten: Es geht um die Lieferung von jeweils elf wassergekühlten HV-M-Hochspannungsmotoren und GH180HC-Mittelspannungsumrichtern. Die Motoren und Umrichter werden eingesetzt in Maschinen für das weltweit leistungsstärkste industrielle WärmepumpensystemamBASF-Stammsitz in Ludwigshafen. Die geplante Wärmepumpe wird eine Kapazität von bis zu 500.000 t Dampf pro Jahr haben. Die Motoren und Umrichterwurdenentsprechendangepasst. www.innomotics.com

ECO-SERVICE Gepäck energieeffizient fördern

InAnlagenzurGepäckförderungsteckthäufig Einsparpotenzial, vor allem im Hinblick aufdieAntriebstechnik.NordDrivesystems bietet daher den Nord Eco-Service an, um vorhandene Installationen zu optimieren und die beste Antriebslösung zu finden. Dafür werden über einen Zeitraum von mindestens zwei Wochen Messungen mit der Nord Eco-Box durchgeführt. Anhand von dauerhaften Belastungen, Lastspitzen oder unregelmäßigenZuständelässtsichablesen, obeineAnlageinderDimensionierungden Anforderungen entspricht. Nach der Installation eines Alternativsystems erfolgt eine Vergleichsmessung mit abschließender Analyse.UntermStrichstehtamEndeeines Nord-Eco-Prozesses ein geringerer Energieverbrauch, niedrigere Kosten sowie ein reduzierter CO2-Ausstoß. So konnte Nord für die Antriebssysteme in Gepäckförderanlagen verschiedener Flughäfen deutliche Energiesparpotenziale aufdecken. www.nord.com

Bild: Sieb & Me ye r

DURCHFLUSSSENSOR

Nicht-invasiv überwachen

ATEAntriebstechnikund EntwicklungsGmbH&Co.KG

Kundenspezifische

Je weniger invasiv die Messung flüssiger Medien erfolgt, desto mehr Leckagen, Verstopfungen oder Druckverluste lassen sich vermeiden. Der AutomatisierungsspezialistSMChatdeshalb den klemmbaren UltraschallDurchflussmesser der Serie PFUW entwickelt. Dieser lässt sich außerhalb von Rohrleitungen installieren und erlaubt es, ohne Medienkontakt mit nur einem Sensor den DurchflusszahlreicherFlüssigkeitenzumessen Ereignetsich beispielsweise für Öl, Wasser, Chemikalien und HochdruckmediensowieheißeMedienbis90°C.DerSensor unterstützt IO-Link www.smc.de

UNTERWASSER-AKTUATORIK

Durchfluss regeln tief unter der Wasseroberfläche

Bosch Rexroth AG und Wittenstein Motion Control GmbH haben gemeinsam den elektromechanischen Unterwasseraktuator eSEA Spin für die stufenlose Durchflussregelung von Gasen und Flüssigkeiten entwickelt.Erwirdinbiszu4.000mWassertiefeübereine 24-V-Spannungsversorgung betrieben und benötigt daherkeinedersonstüblichenHydraulikleitungenvonder Wasseroberfläche bis zum Meeresgrund Dies reduziert sowohl die Investitionskosten der gesamten UnterwasseranlagealsauchdieBetriebskosten.Eristsokompakt wie hydraulische Module und verstellt Drosselventile rotatorischmiteinemDrehmomentvonbiszu2.700Nm. Das entspricht dem Drehmoment eines 380-kW-Verbrennungsmotors für Großtraktoren. www.boschrexroth.com

MANOMETER

Schnell im Bilde

: IFM

IFM hat die Drucksensoren mit analoger Anzeige vom Typ PG weiterentwickelt: Die neue Generation der elektronischen PGManometer sind mit IO-Link und einer modernen Anzeigeeinheit ausgestattet. Hell leuchtende LED-Markierungen bieten auch von weitem einen schnellen Überblick über den aktuellen Messwert. Neben den verschiedenen Einstellmöglichkeiten der Anzeige-EinheitbietetIO-LinkweitereVorteilewieetwadieeinfache Inbetriebnahme, schnellen Sensortausch oder Fernzugriffsmöglichkeiten. Der Messbereich der neuen Drucksensoren reicht von –1 bis 400 bar www.ifm.com

Elektromotorenund Motorkomponenten

Motorkomponenten

ATEentwickeltundproduziertSonderantriebefürzahlreicheEinsatzgebiete–vonindividuellerStückanfertigungbishinzurSerie.Unsere LösungenumfassenAsynchron-undSynchrontechnologieinverschiedenstenMotortopologien–perfektaufIhreAnwendungenabgestimmt.

HöchsteLeistungs-und Drehmomentdichte

HöchsteDrehzahlen

Höchsteffizient

Newsaus Konstruktionund Entwicklung

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Alles,wasderKonstrukteurbraucht:HolenSiesich aktuelleNewsausKonstruktionundEntwicklung undwerdenSieTeilderCommunity. www.konstruktionspraxis.de/linkedin

Bild: SMC

CYBERSICHERHEIT

Nicht auf die lange Bank schieben

Die Maschinenverordnung und der Cyber Resilience Act gelten ab 2027 und sollen die Cybersicherheit in der EU stärken. Die neuen Regelungen stellen Unternehmen vor große Herausforderungen – auf die sie sich schon heute einstellen sollten.

DieZahlensindalarmierend:LautdemBranchenverband Bitkom entsteht der deutschen Wirtschaft durch Cyberattacken wie Ransomware, PhishingundanderedigitaleAngriffejährlicheinSchaden von gut 179 Milliarden Euro, der Gesamtschaden durchCyberkriminalitätbetrugimJahr2024266,6Mrd Euro. Zwei Drittel der deutschen Unternehmen (65 Prozent) sehen ihre Existenz durch einen erfolgreichen Cyberangriff bedroht, so die Bitkom Für ganz Europa gibt es keine einheitliche offizielle Gesamtsumme für den Schaden durch Cyberkriminalität im Jahr 2024 Die verfügbaren Zahlen aus Deutschland – als größte Volkswirtschaft Europas – verdeutlichen jedoch die Größenordnung. Da ähnliche Bedrohungen und Angriffsmuster auch in anderen europäischenLändernauftreten,istdavonauszugehen,dassder gesamteuropäische Schaden durch Cyberkriminalität im Jahr 2024 deutlich über diesem Wert liegt.

Vor diesem Hintergrund hat die Europäische Union beschlossen, die neue Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 um konkrete Anforderungen zur Cybersicherheit für Maschinen und deren digitale Komponenten zu ergänzen. Damit trägt die EU der Entwicklung Rechnung, dass moderne Maschinen zunehmend vernetzt sind und softwaregesteuerte Sicherheitsfunktionen nutzen. Der Schwerpunkt der MVO liegt allerdings weiterhin auf der physischen und funktionalen SicherheitvonMaschinenundderenKomponenten.Sieersetzt diebisherigeMaschinenrichtlinie2006/42/EGundtritt am 20. Januar 2027 vollständig in Kraft.

Um die Cybersicherheit von Produkten mit digitalen Elementen zu regeln, hat die Europäische Union den CyberResilienceAct(CRA)verabschiedet,derbereitsam 10 Dezember 2024 in Kraft getreten ist. Der CRA definiertZugangsvoraussetzungenfürdenEU-Binnenmarkt und erweitert den Geltungsbereich des CE-Kennzei-

chens.ErgiltabDezember2027,dochbestehtbereitsab September 2026 eine Meldepflicht für Schwachstellen hinsichtlich der Cybersicherheit eines Produkts.

DerCRAdefiniertvonderProduktkategorieunabhängigeCybersicherheitsanforderungenfürdenSchutzvon digitalenProduktenüberderengesamtenLebenszyklus hinweg.HerstellermüssenüberdenZeitpunktdesKaufs hinaus die Verantwortung für die IT-Sicherheit ihrer Produkte übernehmen. Dies gilt für so gut wie alle vernetzten oder vernetzbaren Produkte: vom Saugroboter über Software bis hin zu Produkten, die in kritischen Sektoren zum Einsatz kommen. Dies ist nicht nur bei Inverkehrbringen des Produktes, sondern über die übliche Nutzungsdauer eines Produktes verpflichtend.

Künftig

sindzweiRegelwerkemaßgeblich

Damit ergänzen sich die MVO und der CRA: Während die MVO für die mechanische und funktionale Sicherheit von Maschinen sorgt, stellt der CRA sicher, dass digitaleKomponentenundSoftwaresichergegenCyberangriffe sind. Beide setzen auf strenge Herstellerpflichten, Konformitätsprüfungen und Marktüberwachung Dies hat auch erhebliche Auswirkungen auf die Arbeit vonKonstrukteurenundEntwicklern:Siemüssenkünftig nicht nur mechanische Sicherheit gewährleisten, sondern auch Cybersicherheit in ihren Konstruktionsund Entwicklungsprozessen berücksichtigen – ansonsten drohen empfindliche Geldstrafen.

Dies wirkt sich maßgeblich auf die künftige Produktentwicklungaus:SowirdetwafürProdukteSecurityby Design (Sicherheit von Anfang an) sowie Security by Default (Maschinen müssen standardmäßig mit sicheren Einstellungen ausgeliefert werden) gefordert. Konstrukteure müssen also bereits in der Entwurfsphase SicherheitsmaßnahmengegenCyberangriffe,unbefugten Zugriff und Manipulation einplanen. Maschinen mit digitalerSteuerungbenötigengeschützteSchnittstellen für eine sichere Kommunikation. Zudem benötigen sie bei Software-Updates oder Fernzugriff sichere Update-

SIZING TOOLS

Zukunftssicherkonstruierenmit MVOundCRA

Die Maschinenverordnung (MVO) und der Cyber Resilience Act (CRA) stellen neue Anforderungen an Security-Maßnahmen für vernetzte Komponenten und Systeme. Dies stellt Hersteller und Betreiber von Maschinen und Anlagen sowie Zulieferer von Komponenten und Systemen vor große Herausforderungen. Während die MVO ab 2027 EU-weit rechtsverbindlich wird, tritt die von der CRA geforderte Meldepflicht bestehender Sicherheitslücken und Cyber-Attacken bei vernetzten Komponenten und Systemen schon 2026 in Kraft. Grund genug für Unternehmen, sich frühzeitig auf die erforderlichen und umfangreichen Maßnahmen vorzubereiten. Das Konstruktionsleiter-Forum SPOTLIGHT, das am 14. Oktober 2025 in Würzburg stattfindet, schärft das Bewusstsein für die Anforderungen sowie deren Konsequenzen, die auf Unternehmen zukommen und zeigt auf, wie sie ihre Entwicklungsabteilungen und Prozesse in Zukunft aufstellen müssen.

Der frühe Vogel fängt den Wurm: Wer sich unter bis zum 15. Juli 2025 anmeldet, erhält Frühbucherrabatt.

Weitere Infos und Anmeldung unter: voge.ly/Spotlight2025/

Mechanismen, Software-Änderungen dürfen keine Sicherheitslücken verursachen. Die Risikobewertung muss nun Cyberbedrohungen berücksichtigen, z B. mögliche Hackerangriffe auf Maschinensteuerungen. Dies sind nur einige Beispiele, wie die MVO und der CRA die Produktentwicklung maßgeblich beeinflussen und verändern werden. Unternehmen und ihre KonstrukteureundEntwicklersinddemnachgutberaten,sich bereits heute auf die künftigen Anforderungen einzustellen. (jv)

In jeder Entwicklungsphase - WITTENSTEIN hat die Lösung. CAD Point – der intelligente Katalog für den einfachen Download von CAD-Daten. cymex® select – das Schnellauslegungstool für einen passgenauen Produktvorschlag in Sekundenschnelle. cymex® 5 – die bewährte Software zur detaillierten Auslegung ihres kompletten Antriebsstrangs. Gleich beginnen unter: www.wittenstein-alpha.de/sizing-tools

WITTENSTEIN alpha – Intelligent drive systems www.wittenstein-alpha.com

Bei den Geräten FL WLAN 1022 und FL WLAN 1122 handelt es sich um Tripple-Band-fähige industrielle WLAN-Module für das 2,4-GHZ-, 5-GHz- und 6-GHz-Band.

FELDKOMMUNIKATION

Ein Plus an Effizienz und Sicherheit

Der Standard für drahtlose Kommunikation Wi-Fi 6E verspricht durch ein erweitertes Frequenzspektrum und neue Technologien eine effizientere und sicherere Funkübertragung von Daten im industriellen Umfeld.

DVERFASST VON JürgenWeczerek

Produktmanager

Network Technology

Wireless and Security

Phoenix Contact

GmbH & Co. KG

er drahtlose Datenaustausch gilt als ein essenzieller Baustein des Kommunikationskonzepts in der industriellen Automatisierung WLAN (WirelessLocalAreaNetwork)hatsichhieralsanpassungsfähige und kosteneffiziente Technologie etabliert. Über denStandardkönnenDatenperFunkzwischenMaschinen, Geräten und Kontrollsystemen weitergeleitet werden. Bei der Verwendung von WLAN in industriellen Automatisierungsanwendungen stehen Unternehmen vor verschiedenen Herausforderungen Kann Wi-Fi 6E hierfür eine Lösung bieten?

Ein wesentliches Problem besteht darin, dass der Bedarfanfreien,ungestörtenÜbertragungskanälenschon heutedieAnzahlverfügbarerKanäleoftweitübersteigt. Das führt zu einer höheren Dichte an WLAN-Netzwerken, die auf dem gleichen oder einem überlappenden

Kanal betrieben werden, was besonders bei echtzeitkritischen Anwendungen zu Störungen und einer mangelnden Zuverlässigkeit führt. Darüber hinaus sind die älterenWLAN-StandardsbisWi-Fi5(IEEE802.11ac)auf eine maximale Datenrate optimiert. Sie sollen große DatenmengenschnellzueinemeinzelnenWLAN-Gerät kommunizieren. Der Effizienzgedanke spielt dabei keine Rolle. In der industriellen Automatisierung werden allerdings in der Regel kleine Datenpakete von einigen 10 oder 100 Byte an mehrere Teilnehmer weitergeleitet. Das wirkt sich negativ auf die Effizienz aus.

Durch die wachsende Anzahl an WLAN-Geräten auf einem Kanal sinkt die zur Verfügung stehende Kanalkapazität ständig Ferner steigen die Latenzzeiten deutlich. Die Abwärtskompatibilität zu den alten WLANStandardsverstärktdiesenEffekt.Letztendlichkanndas

Bild:

WLAN-Netzwerkimmerhäufigernichtdieerforderliche Geschwindigkeit, Kapazität und Stabilität liefern, die industrielleAutomatisierungsanwendungenbenötigen. DerStandardWi-Fi6(IEEE802.11ax)bieteterhebliche Verbesserungen gegenüber früheren WLAN-Generationen. Das trifft insbesondere auf den im industriellen Bereich vorherrschenden Standard Wi-Fi 4 (IEEE 802.11n) zu. Im Vergleich zu Wi-Fi 4 stellt Wi-Fi 6 eine höhere Geschwindigkeit und Bandbreite bereit. Mit der üblichen kosteneffizienten Zweiantennenlösung (2x2 MIMO) ermöglicht Wi-Fi 6 eine theoretisch maximale Geschwindigkeit bis 2,04 GB/s bei 160 MHz breiten Kanälen.Wi-Fi4erreichtlediglichbiszu300MBit/sbei40 MHz breiten Kanälen. Mit Wi-Fi 6 werden somit eine schnellereKommunikationsowiebandbreitenintensive Anwendungen unterstützt.

EffizienzundKapazität

desNetzwerks

Wi-Fi 6 nutzt Technologien wie OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) und TWT (Target Wake Time), um die Effizienz und Kapazität des Netzwerks zu optimieren. Derzeit funkt WLAN bis Wi-Fi 5 (zum Beispiel IEEE 802.11 n, ac) auf der Grundlage von OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Bei diesem Verfahren kann nur jeweils ein Teilnehmer zu einem Zeitpunkt Daten austauschen Der aktiv sendende Teilnehmer verfügt stets über die gesamte Bandbreite, selbst wenn er davon lediglich einen geringen Anteil benötigt.

Durch den Einsatz des aus dem Mobilfunk stammenden OFDMA-Verfahren ab Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) lässt sich der Übertragungskanal nun in Unterkanäle, sogenannte Resource Units (RU), aufteilen. Ein 20 MHz breiterWLAN-KanalumfasstbiszuneunResourceUnits,die verschiedenenWLAN-Teilnehmernzugeordnetwerden können. Auf diese Weise ist der parallele DatenaustauschmitbiszuneunWLAN-Teilnehmernrealisierbar – ein Vorteil bei zeitkritischen Echtzeitanwendungen in Umgebungen mit hoher Gerätedichte.

Mit der Funktion Target Wake Time (TWT) können Endgeräte und Access-Points außerdem vereinbaren, wannundwiehäufigsieDatenaustauschen.Solässtsich Energie einsparen sowie eine bedarfsorientierte und konfliktfreie Kommunikation im WLAN-Netzwerk umsetzen. Durch TWT kann ein per Wi-Fi 6 funkender Access-PointspezifischeÜbertragungszeitpunktemitden WLAN-Clients aushandeln. Die Weiterleitung im Netzwerkwirdfolglichderartsynchronisiert,dassdieWLANClients Daten nicht mehr parallel, sondern zu unterschiedlichen Zeiten senden. In Kombination mit OFDMA erhöht dies die Effizienz zusätzlich Wi-Fi 6 unterstützt darüber hinaus den neusten Sicherheitsstandard WPA3, der eine verbesserte Verschlüsselung und Schutz vor Brute-Force-Angriffen bietet Dadurch steigt die Sicherheit der drahtlosen Kommunikation. (jv)

TIPP

Die Online-Version dieses Artikels hält für Sie weitere Informationen zu den Vorteilen des WLAN-Standards Wi-Fi 6E sowie entsprechende WLAN-Module von Phoenix Contact bereit: voge.ly/vglZnX1/

Sicherer Umbau von Maschinen und Anlagen

Der Standard Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) bietet erhebliche Verbesserungen gegenüber früheren WLAN-Generationen.

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POSITIONIERSYSTEM

Etikettieren in einem Bruchteil der Rüstzeit

Der Etikettier-Spezialist Langguth setzt bei seinen Maschinen unter anderem auf Positioniersysteme von Halstrup-Walcher, um den Umrüstprozess zu beschleunigen.

Das Unternehmen Langguth mit Sitz in SendenBösensell hat den Blick fest auf Marktanforderungen gerichtet und arbeitet mit modernsten Lösungen. Mit mehr als 90 Jahren Erfahrung in der Konstruktion von Etikettiermaschinen und rund 120 MitarbeitendenistesLangguthmöglich,proJahrbiszu 120 Anlagen unterschiedlicher Größen auszuliefern. Das Unternehmen bietet insbesondere Maschinenlösungen für Kunden in der Lebensmittel- und der Chemiebranche.

Matthias Rauen, der seit mehreren Jahren leitend für denVertriebvonHaft-,Nassleim-,Heißleim-undRundläufer-Etikettiermaschinen, sowie Eimer-Entstaplern verantwortlich ist, sieht auf dem Markt aktuell viel BedarfanautomatisiertenLösungen.„Ungefähr20Prozent unserer Kunden fragen vermehrt Anlagen mit einer hohen Automatisierung an, dies kann je nach Anlage bei

der Formatverstellung bis zu 37 Achsenverstellpunkte umfassen.DamitspartmanproRüstvorgangschnellbis zu 15 Minuten Zeit ein“, sagt Matthias Rauen, Prokurist und Vertriebsleiter der Langguth GmbH.

„Unsere Kunden erwarten und schätzen unser Rundumpaket, das heißt individuelle Anpassungen der Maschinen auf ihre Bedürfnisse, Schulungen und guten ServicevonAnfangbiszumEndedesProjektsundwährend der Lebensdauer der Maschinen, die nicht selten über Jahrzehnte geht“, sagt Matthias Rauen.

Das Unternehmen sieht verstärkt, dass das Fachwissen im Betrieb der Kunden abwandert und das multinationale Umfeld daher auf enge Partnerschaften mit Lieferantensetzt.DerinvielenRegionbestehendeFachkräftemangel und die hohe Fluktuation an Personal erschwertdieEinarbeitungvonMaschinenbedienern.Das kann für den Endkunden schnell in hohen indirekten

Bei einem Haftetikettierer müssen beim Wechsel auf ein neues Produktformat die Achsen an bis zu 37 Verstellpunkten positioniert werden. Dank des Einsatzes der integrierten Antriebe PSE 325 von Halstrup-Walcher wird der Rüstprozess in rund vier Minuten umgesetzt.

Kosten resultieren, da Einstellfehler verstärkt auftreten und so Ausschuss erhöht wird.

Die Antwort von Langguth: Neben bereits bestehenden Services, wie z. B. der Betreuung von Kunden via Fernwartung oder speziellen Trainings, setzt Langguth auf einen möglichst hohen Automatisierungsgrad in den Maschinen, der jedoch flexibel gewählt werden kann. So bietet die automatisierte Formatverstellung mithilfe von Positioniersystemen beispielsweise den Vorteil,dasmanuelleEinstellfehlervermiedenundRüstzeiten auf ein Minimum reduziert werden „Durch die automatische Formatverstellung wird der MaschinenbenutzerentlastetunddasAusschussrisikovermindert ZudemwerdenStillstandszeitenbeiderUmrüstungauf neue Formate deutlich verringert. Eine Investition, die nichtzuletztaufgrunddesFachkräftemangelsweiteran Bedeutung gewinnt“, erläutert Engin Bas, Leiter Technischer Vertrieb West bei der Halstrup-Walcher GmbH.

AufgeringeChargengrößenoptimiert

Den gestiegenen Bedarf an hochautomatisierten MaschinennimmtauchLangguthwahr,dieseitmehreren JahrenentsprechendeMaschinenkonzepteimStandardsortiment bietet und seit 2017 einen starken AufwärtstrenddieserLösungenbeiderEtikettierungunteranderem von Farben und Lacken beobachtet. Dort gibt es eineVielzahlunterschiedlicherFormate,unddieEtikettiermaschinen fahren nicht auf Masse, sondern sind aufgrund der Formatwechsel auf geringe Chargengrößen optimiert.

DurchdieAutomatisierungistesnichtmehrerforderlich, die genauen Arbeitsschritte zum Zwecke der manuellen Formatverstellung an den Maschinenführer weiterzugeben,sodassdieInbetriebnahmebzw dieEinarbeitungszeitdeutlichreduziertwird.IndenEtikettieranlagen müssen bei einem Formatwechsel zahlreiche Maschinenachsen höhen- und breitenverstellt werden, was durch die Automatisierung in einem Bruchteil der sonst benötigten manuellen Rüstzeit erfolgt.

Bei diesen Automatisierungslösungen vertraut Langguth auf Produkte des Antriebsspezialisten HalstrupWalcher mit Sitz in Kirchzarten bei Freiburg. Das Unternehmen ist für seine präzisen Positioniersysteme bekannt,diedankeinesumfassendenProduktbaukastens problemlos auf die individuellen Anforderungen der Maschinenbauer angepasst werden können Die integrierten Antriebe bieten bis zu zehn wählbare Busprotokolle, unterschiedliche Leistungs-/Schutzklassen und Bauformen,sowiebesondereSoftware-Funktionalitäten, undkönnensopassendaufdieMaschineausgelegtwerden. Eine Besonderheit: Die mechanischen Eigenschaften erlauben es Langguth, flexibel entweder Handräder oderautomatisiertePositioniersystemeinderMaschine zuverbauen DamitsindauchmodulareMaschinenkonzepte des Etikettierers für unterschiedliche Automatisierungsgrade problemlos umsetzbar

Ein Ergebnis hat Langguth bei der Automatisierung eines Haftetikettierers SelfLAN 510 erreicht: In dieser Anlage müssen beim Wechsel auf ein neues Produktformat die Achsen an bis zu 37 Verstellpunkten positioniertwerden,umverschiedeneGebindegrößenvon125 mlbis5kgFassungsvermögenpassgenauzuetikettieren

BeieinerreinmanuellenUmrüstungmithilfevonHandrädern und Digitalanzeigen würde ein erfahrener Maschinenbediener mehr als 15 Minuten benötigen. Dank

Ha lstrupWa lcher GmbH

Die automatische Formatverstellung entlastet den Maschinenbenutzer, das Ausschussrisiko sinkt und Stillstandszeiten bei der Umrüstung werden verkürzt.

derintegriertenAntriebePSE325vonHalstrup-Walcher wird der Rüstprozess in etwa einem Viertel der Zeit umgesetzt–inrundvierMinuten.UndderEinsatzderPositioniersysteme hat einen zweiten positiven Effekt: „DurchdieIntegrationderHalstrup-Walcher-Positioniersysteme erreichen wir gegenüber der manuellen HandverstellungeineErhöhungderPräzision“,soEnesSarac, Einkaufsleiter bei Langguth

IndividuellangepasstePositioniersysteme

DerMehrwertderAutomatisierungspiegeltsichinden Verkaufszahlen wider: Im Jahr 2024 ist den Bedarf an Positioniersystemen bei Langguth im Vergleich 2022 über das Dreifache gestiegen. Da ist es wichtig, auf die richtigenPartnersetzenzukönnen,insbesondere,wenn bei Bedarf auch spezielle Anforderungen umzusetzen sind. Individuelle Anpassungen von Positioniersystemen werden vom Antriebs-Spezialisten Halstrup-Walcherseriensicherumgesetzt.AuchfürLangguthwurde etwaeinPositioniersystemdesBaukastensmechanisch soangepasst,dassdieBedürfnissedesMaschinenbauers und dessen Kunden optimal erfüllt wurden. „Uns sind schlanke Prozesse und hochwertige, optimal auf Kundenbedürfnisse ausgerichtete Lösungen sehr wichtig Als Konstruktions-Spezialist setzen wir auf Partner und Produkte, die unsere Anlagen optimal ergänzen und unserem Kunden den höchstmöglichen Nutzen bringen“, betont Sarac.

DieVorteilederProduktenvonHalstrup-Walchersieht Langguth unter anderem darin, dass die PositioniersystemedankderintegriertenGetriebesehrkompaktsind, und das einfache Nachrüsten und Montieren der ProduktedurchdieHohlwelleproblemlosmöglichsind.(jv)

TIPP

Die Online-Variante dieses Artikels hält für Sie weitere technische Details bereit sowie informatives Video-Material: voge.ly/vglyMJ7/

„Durch die Integration der HalstrupWalcher Positioniersysteme erreichen wir eine Erhöhung der Präzision.“

Enes Sarac, Langguth

Bild:

ENERGIEFÜHRUNG

Kran-Retrofit im laufenden Betrieb

Im Binnenhafen Emmerich wurde die Kabelführung einer Containerbrücke generalüberholt. Zum Einsatz kommt eine vorkonfektionierte TotaltraxLösung – und zwar schlüsselfertig geliefert und schnell betriebsbereit.

Im Binnenhafen

Emmerich hat Tsubaki Kabelschlepp die Kabelführung einer Containerbrücke (im Vordergrund) der Contargo RheinWaal-Lippe GmbH generalüberholt.

ImZugeeinerTerminal-ErweiterungimBinnenhafen EmmerichplantContargo2025denAustauscheiner seinerbeidenContainerbrücken.Umwährenddieser Zeit einen reibungslosen Betrieb sicherzustellen, entschloss man sich, die verbleibende Brücke vorher generalüberholen zu lassen. Tsubaki Kabelschlepp konnte mit seinen anschlussfertigen Energiekettenkomplettsystemen Totaltrax in der Vergangenheit bereits an anderenContargo-StandortenüberzeugenunderhieltAnfang August 2024 den Auftrag für das Kran-Retrofit.

ƒ DieZielvorgabe: maximale Betriebssicherheit für die kommenden Jahre.

ƒ DieHerausforderung: Austausch beider Energieketten im laufenden Betrieb in sehr kurzer Zeit.

EnergieführungmitvielenStegvarianten

Basis der Energiekettensysteme ist die MC1300-Serie von Tsubaki Kabelschlepp in gleitender, gegenläufiger AnordnungmitschwimmendenMitnehmern.Miteiner Kettenlängevonzweimal49MeternwirdeinVerfahrweg von80MeternbeieinermaximalenZusatzlastvonzehn Kilogramm pro Kettenmeter realisiert

Die Energieketten der M-Serie gehören zur flexiblen Vario-LinedesHerstellers.Eshandeltsichdabeiumeine multivariable Energieführung mit vielen unterschiedlichen Stegvarianten. Bei Contargo kommen Rahmenstege des Typs RM zum Einsatz. Sie sind vierfach verschraubt und beidseitig leicht und schnell zu öffnen. Mit einer maximalen Verfahrgeschwindigkeit von 5 m/s und einer Beschleunigung von 25 m/s² erfüllt die Energieführungskette MC1300 sämtliche Rahmenbedingungen der Containerbrücke. Eine geschlossene, aber aufklappbare Dachkonstruktion bietet die gewünschte Wartungsfreundlichkeit und einen guten Schutz gegen die Elemente.

RetrofitinknappsiebenTagen

Die Energieketten wurden mit eingelegtem Leitungspaket schlüsselfertig auf einer Spezial-ZweikammerTransporttrommel angeliefert, was eine schnelle MontagevorOrtermöglichte.DieInstallationundInbetriebnahmedauertenichteinmalsiebenTage.„Dadurch,dass TsubakiKabelschleppeigeneService-Technikereinsetzt, können wir derart schmale Zeitfenster realisieren“, erläutert Jens Tielmann, Technischer Außendienst im Unternehmen. „Unser Team kann auf jahrzehntelange Erfahrung zurückgreifen und auf dieser Basis immer einesituationsgerechteEntscheidungimSinnedesKunden treffen.“

Das hat auch Michael Mies, Geschäftsführer bei der ContargoRhein-Waal-LippeGmbH,überzeugt:„Tsubaki Kabelschlepp hat einmal mehr bewiesen, dass sie nicht nurinnovativeTechnikliefern,sondernauchunsereBedürfnisse genau verstehen. Das neue System läuft seit Inbetriebnahme im Oktober 2024 zuverlässig und problemlos, und wir sind für den kommenden Austausch unserer zweiten Krananlage bestens gerüstet.“ (häu)

ASI-5-SAFETY-GATEWAYS

Leicht zu integrieren und zu nutzen

Um die neue Safety-Generation von AS-Interface, die kompatibel zu allen bisherigen ASi-Geräten und -Komponenten ist und parallel auf derselben Infrastruktur läuft wie ASi-3 Safety, leicht in bestehende Anlagen zuintegrierenoderfürneueSafety-Applika-

ENERGIEKETTE

Igus hat seit diesem Frühjahr die EnergiekettenserieE2.1komplettaufRecycling-Material umgestellt. Das Unternehmen geht diesenSchritt,nachdem2022dieersteEnergieketteausRezyklatvorgestelltwurde.HergestelltwirddieEnergiekettenserienunaus

LEITUNG

tionen zu nutzen, bietet Bihl+Wiedemann einumfangreichesPortfolioanASi-5SafetyGateways, das ständig erweitert wird. Aktuell sind bereits ASi-5/ASi-3-Gateways mit ASi-5/ASi-3 Safety Monitor, Safe Link, Webserver,OPCUAundREST-APIinverschiedenenVariantenfürProfinet,EtherNet/IPund EtherCAT verfügbar. Die Neuzugänge:

ƒ zum einen ASi-5/ASi-3-Safety-Gateways für Powerlink und EtherCAT, jeweils mit lokalen E/As für einen ASi-Kreis und für zwei ASi-Kreise;

ƒ zum anderen ein ASi-5/ASi-3 Profinet Gateway mit integriertem ASi-5/ASi-3 Sicherheitsmonitor ohne lokale E/As für zwei ASi-Kreise. www.bihl-wiedemann.de

ETHERCAT Module zum Erfassen eigensicherer Signale

dem Recycling-Werkstoff Igumid CG LW. DieserbestehtausPost-Consumer-Rezyklat, zumBeispielausaltenFischernetzen,sowie ausgedientenEnergieketten,dieimRahmen des hauseigenen „Chainge“-Programms recycelt und zu Rezyklat verarbeitet werden. Die E-Ketten aus dem nachhaltigen Werkstoff haben vergleichbare mechanische Eigenschaften wie das Standardmat undsindzumgleichenPreiswiedie ge E2.1-Serie erhältlich. Selbst schleißverhalten, in der Stabilität DauerbiegewechselwartendieE-Kett der gleichen Qualität auf Der CO druckdesRecyclingmaterialsistum zent geringer als beim Standardmat www.igus.de

Neue Produkte mit höchster Brandschutzklasse

TKD Kabel hat sein Portfolio an CPR-konformen Leitungen mit zwei neuen Produktfamilien ergänzt. Die halogenfreien Energie-, Steuer-,Anschluss-undVerbindungsleitungen sind damit für alle brandgefährdeten Zonen sowie für Einrichtungen geeignet, in denen viele Personen leben oder arbeiten oder hohe Sachwerte zu schützen sind.

Die Leitungen der Produktfamilie FlameJZ/OZ-H FRNC 0,6/1KV sind je nach Abmessung in den Brandverhaltensklassen B2ca beziehungsweise Cca erhältlich Cca steht laut der europäischen Bauprodukteverordnung (Construction Products Regulation, CPR) für eine moderate Entflammbarkeit. Kabel dieser Kategorie erfüllen die grundlegenden Brandschutzanforderungen. Die

Mit den IP67-geschützten EtherCAT-BoxModulenderEPX-SeriebietetBeckhoffeine kompakteErfassungsmöglichkeitfüreigensichere Signale bis aus Zone 0/20 Das bisherige I/O-Spektrum wurde nun um drei Geräte ergänzt. Aus dem Einsatz der EPXModule im IP67-Gehäuse ergeben sich Vorteile für Applikationen mit Explosionsschutzanforderungen, sowohl in prozesstechnischen Anlagen als auch im klassischen Maschinenbau. Die vollvergossenen Module im Industriegehäuse lassen sich selbst in nassen, schmutzigen oder staubigen Umgebungen direkt und dezentral in Maschinen und Anlagen installieren und ermöglichen den Anschluss von bis zu acht Feldgeräten. So wird eine zuverlässige DatenerfassunginEx-Bereichenermöglicht,in denen kein Schaltschrank oder Klemmenkasten installiert werden kann oder soll. Weiterhinentfallendiesonsterforderlichen Trennbarrieren,wasPlatzspartunddenKostenaufwand reduziert. Das Konzept der VorOrt-Signalerfassung vereinfacht zudem die Modularisierung von Anlagen. www.beckhoff.com

nächsthöhereKlasseB2caumfasstKa gering entflammbar sind und nur minimal zu einer Brandausbreitung beitragen. Werkstoff für Außenmantel und Ad rung verwendet TKD eine halogenfr zialmischung Damit erzielen die Flame-Kabel zudem hohe Werte fü satzqualifikationenRauchentwicklung s1diehöchsteStufe),brennendesAbtropfen (mit d1 die zweitbeste Stufe) und Säurefreisetzung (mit a1 die höchste Stufe).

Die Produktfamilie FLAME-JZ/OZ-CH FRNC 0,6/1KV verfügt über die gleichen Eigenschaften. Diese Leitungen sind zusätzlich geschirmt und durchgängig in der Brandschutzklasse B2ca erhältlich. www.tkd-kabel.de

die extremen Temperaturen aushalten. Mit derÖlflexHeat700SChatLappeineLeitung auf den Markt gebracht, die dauerhaft Temperaturen von bis zu 700 °C standhält. Dies verdanktsieihremAufbauundaufeinander abgestimmtenMaterialienwievernickelten Kupferleitern, mehrfacher Glasseideumspinnung und einem Glasseidegeflecht. www.lapp.com

Bild: igus

Seminartipp CE-Kennzeichnung

CE-Kennzeichnung nachNiederspannungsrichtlinie 04.06.2025online – Damit Elektrogeräte im europäischen Binnenmarkt angeboten werden dürfen, benötigen die meisten von ihnen ein CE-Kennzeichen Die gesetzliche Grundlage für das damitverbundeneKennzeichnungsverfahrenbildetindenmeisten FällendieNiederspannungsrichtlinie InderaktuellenNiederspannungsrichtlinie2014/35/EUsindumfassenderechtlicheVerpflichtungen für Hersteller, Bevollmächtigte, Einführer und Händler geregelt worden.

Richtlinien und Normen recherchieren

Um die CE-Kennzeichnung auf einem elektrisch betriebenen Produkt anbringen zu dürfen, muss der Hersteller (Inverkehrbringer) verschiedeneSchritte/Aufgabendurchführen.Somusseru.a eine Richtlinien- und Normenrecherche durchführen, eine Risikoanalyse, sowie eine Konformitätserklärung erstellen

Hinter dem CE-Kennzeichen verbergen sich viele rechtliche Vorschriften. Wichtig ist, dabei den Überblick im Rechtsdschungel nicht zu verlieren.

BUCH

DerEinstiegindieAdditiveFertigung(AM)vonSerienund Endkundenteilen ist für viele Unternehmen eine Herausforderung. Schnell stellen sich Fragen zu Standards, Dimensionierungsgrundlagen, Konstruktionsmethoden, technisch-wirtschaftlichen Berechnungsgrundlagen oder CAD-Tools. Praxisorientierte Methoden und Beispiele geben Antworten

ISBN978-3-8343-3469-5

Wie werden diese Schritte/Aufgaben konkret in der Praxis ausgeführt, sodass die notwendigen Pflichten erfüllt sind, jedoch keine überflüssigenArbeitendurchgeführtwerden?Diesistderzentrale Leitfaden für das Seminar „CE-Kennzeichnung nach Niederspannungsrichtlinie“ der Vogel Akademie, das am 04. Juni 2025 online stattfindet.

Das Seminar gibt einen Überblick über die aktuellen CE-Kennzeichnungsverfahren und die gesetzliche Grundlage der Niederspannungsrichtlinie Inhalt sind alle wesentlichen Schritte für die sichereInbetriebnahmeelektrischbetriebenerProdukteinderEU. Das Seminar wendet sich an die Geschäftsleitung, Mitarbeiter/innen aus Entwicklung, Konstruktion, Fertigung, Einkauf und Vertrieb sowie aus Qualitätsmanagement und Dokumentation WeiterhineignetessichfürDokumentationsbevollmächtigteund CE-Koordinatoren/CE-Beauftragte.

Die Teilnehmer erhalten ein Teilnahmezertifikat Mehr Seminare unter: akademie.vogel.de/seminar/konstruktion/

DieseSeminaresolltenSienichtverpassen!

01.10.2025 Online Maschinensicherheit SichererUmbauvonMaschinenund Anlagen

15.10.2025 Online

ReisepassfürGeräte CE-kennzeichnungnachNiederspannungsrichtlinie

22.10.2025 Online Antriebstechnik InnovationenbeielektrischenTraktionsantrieben

28.10.2025 Online ENISO20607 DieneueNormfürBetriebsanleitungen imMaschinen-undAnlagenbau

MehrInfosaufwww.akademie.vogel.de

ELEKTRIKSTATTHYDRAULIK

www.konstruktionspraxis.de

Leserservice

konstruktionspraxis.de/hilfe oder E-Mail an vertrieb@vogel.de mit Betreff „Konstruktionspraxis” Gerne mit Angabe Ihrer Kundennummer vom Adressetikett: *0001234567*

Elektrische Antriebe als Ersatz für hydraulische Antriebe – Das Whitepaper diskutiert die Vorteile elektromechanischer Aktuatoren gegenüber Hydraulikzylindern. Elektrische Linearsysteme bieten eine höhere Präzision und Flexibilität, da sie sich besser steuern lassen als hydraulische Systeme, inklusive einer präzisen Positions- und Kraftsteuerung. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch höhere Energieeffizienz, weniger Wartungsbedarf und niedrigere Gesamtbetriebskosten aus Auch mit Umwelt- und Betriebsvorteilen punkten sie: Elektrische Antriebe sind unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen, vermeiden Flüssigkeitslecks und bieten eine saubere Technologie Während Hydraulik in der Vergangenheit unverzichtbar war, motivieren dieNachteileIngenieurezunehmendzurUmstellung.DieHauptnachteile der Hydraulik umfassen Leckagen, die zu Produktionsausfällen führen, hohen Platzbedarf, regelmäßigen Wartungsaufwand, Lärm, Temperaturempfindlichkeit und die anspruchsvolle Datenerfassung. Tipps zur Umrüstung und Dimensionierung von Systemen werden ebenfalls bereitgestellt So sind bei der Umrüstung von Hydraulik auf elektrische Aktuatoren eine genaue Kraftmessung, die Vermeidung von Überdimensionierung und die Berücksichtigung der tatsächlichen Spitzenund Dauerarbeitskraft wesentlich, um Kosten zu vermeiden. Mehr Whitepaper unter: www.konstruktionspraxis.vogel.de/whitepaper

WievielStrombrauchenRechenzentren?

UMFRAGE – Der weltweite Strombedarf von Rechenzentren könnte sich bis 2030 verdoppeln. Das zeigt eine Prognose der Internationalen Energieagentur (IEA). Größter Treiber des steigenden Bedarfs sind so genannte beschleunigte ("accelerated") Server. Ihr Strombedarf steigt im Zeitraum von 2025 bis 2030 um 225 Prozent. Diese Hochleistungsserver erbringen durch spezielle Hardware oder Architektur beschleunigte Leistungen und werden oftmals für rechenintensive Aufgaben wie künstliche Intelligenz genutzt. Der Stromverbrauch von konventionellen Servern steigt im selben Zeitraum hingegen nur um 52 Prozent

DieGrafikzeigtdenweltweitenStromverbrauchvonRechenzentren bis2030.

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Vorteile von Elektrischen Linear Antrieb

Elektrische Antriebe als Ersatz für hydraulische Antriebe

Technik kurz erklärt

DerKreiselkompass

Eulers mathematische Grundlagen zum Kreiselkompass bilden die Basis auch für moderne Anwendungen wie in der Robotik sowie bei Drohnen

Der Mathematiker Leonhard Euler hat mit seiner Arbeit zur Kreiseltheorie wesentliche Grundlagen geschaffen, die nicht nur die nautische Navigation revolutionierten, sondern auch moderne Anwendungen ermöglichen Eulers Interesse an der Kreiselbewegung führte zur mathematischen Beschreibung der Dynamik rotierender Körper. Diese Arbeiten wurden später ein Grundpfeiler für die Entwicklung des Kreiselkompasses. Ein Kreiselkompass besteht im Wesentlichen aus einem rotierenden Rotor, der in einer Gimbal-Aufhängung montiert ist und Veränderungen in seiner Achsenorientierung widersteht Eulers Theorie der Kreiselbewegung beschrieb mathematisch, wie sich die Präzession – eine langsame Richtungsänderung der Rotationsachse – stabilisieren und kontrollieren lässt Das von Euler untersuchte Kreiselverhalten bildet die Grundlage für heutige Gyroskop-Technologien, die in der Robotik sowie der Drohnentechnik weit verbreitet sind.

Podcast

Bi ld : B ri nk ma nn VC G

Was ist eine Kreiselpumpe? – In unserem neuen Tech-Podcast Wissen stehen Kreiselpumpen im Mittelpunkt, die wegen ihrer Fähigkeit, hohe Durchflussraten zuverlässigzuhandhabenundihrerFlexibilitätweitverbreitetsind Sieerfahren,wie Kreiselpumpen funktionieren, welche Varianten und SonderbauformenexistierenundwodieVor-undNachteiledieser Pumpenart liegen Bei der Umsetzung dieses Podcasts haben wir auf die Hilfe eines virtuellen Kollegen zurückgegriffen: Bei dem Sprecher handelt es sich um den Avatar einer KI-gestützten Text-to-Speech-Anwendung. So können wir Wissen hörbar machen – perfekt für den Arbeitsweg, die Mittagspause oder einfach zwischendurch Mehr Podcasts unter: www.konstruktionspraxis.vogel.de/podcasts

Bi ld : © m bo ng os to ck .a dob e. com

°C beträgt die Temperatur, bei der WissenschaftleramZSWimProjekt Carbon-Cycle Kunststoffe unter Sauerstoffausschluss erstmalig in eine feste, reine Kohlenstofffraktion und in ein wasserstoffreiches Gas umwandeln wollen. Der Fokus bei der Hochtemperatur-DrehrohrthermolyseliegtnichtaufderErzeugung von Pyrolyse-Öl, sondern auf festem Kohlenstoff für den Einsatz in Batterien. Das wasserstoffreiche Gas lässt sich perspektivisch als CO2armes Brenngas in industriellen Prozesseneinsetzen.

RobotikundAutomatisierung

Die gemeinsame Sonderausgabe von MM MaschinenMarkt, MM Logistik, elektrotechnikAUTOMATISIERUNG und konstruktionspraxis gibt einen Ausblick auf die Automatica 2025, die vom 24 bis 27. Juni 2025 in München stattfindet. Das Themenspektrum umfasst Industrie 4.0, Industrierobotern und Cobots auch Komponenten und Systeme für die Automatisierung.

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konstruktionspraxis6

Neben einem Special zu Cobots und Handhabung im Vorfeld der Automatica 2025 zeigen wir in der Juni-Ausgabe der konstruktionspraxis, wie sich Batterien für E-Fahrzeuge effizienter montieren lassen, stellen ein Gezeiten-Kraftwerk vor und berichten über Security-Anforderungen, die jetzt für den Maschinenbau relevant werden.

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