Aktuell / 07.05.2013

Energieeffiziente Modellfabrik entsteht

Thermische Energieflüsse in der η-Fabrik © TU Darmstadt
Simulation der η-Fabrik an der TU Darmstadt, Campus Lichtwiese © TU Darmstadt
Das angestrebte Forschungsprojekt η-Fabrik setzt an der Interaktion von Maschinen, technischer Infrastruktur und Gebäuden an, um Energieeinsparungen zu erreichen. © TU Darmstadt

Am 01. Mai 2013 startete das vom Bundeswirtschaftsministerium mit 7,9 Mio. Euro geförderte Verbundprojekt „Energieeffiziente Fabrik für interdisziplinäre Technologie- und Anwendungsforschung - eta-Fabrik“. Unter der Federführung der Technischen Universität Darmstadt entwickeln Wissenschaftler eine hoch energieeffiziente Modellfabrik. Dabei verfolgen sie einen interdisziplinären Ansatz, bei dem über die kontinuierliche Optimierung der „Fabrik“ als Gesamtsystem eine erhebliche Effizienzsteigerung erreicht werden soll. Durch das Zusammenwirken der bisher unabhängig voneinander agierenden Bereiche sollen Industriebetriebe rund 40 Prozent der Energie einsparen. Möglich wird dies durch den Einsatz von energieeffizienten Maschinen im Zusammenspiel mit einer möglichst effektiven Ausnutzung der im Produktionsprozess anfallenden Energie.

Zwei Universitäten, drei Forschungseinrichtungen und zwölf Unternehmen beteiligen sich an dem Verbundprojekt. Am Beispiel einer Fabrik zur Metallbearbeitung analysieren die Wissenschaftler repräsentative Produktionsanlagen unter Energieeffizienzaspekten. Konkret optimieren sie dabei die Prozessschritte in der Produktion eines Bauteils des Industriepartners Bosch Rexroth. Das Werkstück durchläuft die Zerspanung in Weich- und Hartbearbeitung, die Wärmebehandlung sowie einige Zwischen- und Endreinigungsprozesse. Der untersuchte Maschinenpark setzt sich aus Werkzeugmaschinen, Reinigungsmaschinen und einem Ofen zur Wärmebehandlung zusammen. Ein Ansatz der Energieeinsparung ist die bisher ungenutzte Abwärme der Wärmebehandlung. Sie soll künftig den Wärmebedarf der Reinigungsanlagen und den Kältebedarf der Werkzeugmaschinen decken. Außerdem wird sie in eine bedarfsgerechte Hallenklimatisierung einbezogen.

Volle Effizienz durch gutes Zusammenspiel

Die Wissenschaftler betrachten das Zusammenspiel des Gebäudes, der technischen Gebäudeinfrastruktur und der Produktionsmaschinen, um Potenziale zur Steigerung der Energieeffizienz zu finden. Während die Optimierungsmöglichkeiten an einzelnen Maschinen oftmals bereits ausgereizt sind, liegt ein bisher noch kaum erschlossenes Energieeffizienzpotenzial in der Nutzung der beim Maschinenbetrieb entstehenden Abwärme. Thermische Speicher und Verfahren zur Energietransformation ermöglichen es, Energie räumlich und zeitlich, entsprechend dem Bedarf aufzunehmen oder bereitzustellen.

Die eta-Fabrik wird auch zur Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses sowie zur Übertragung der Ergebnisse in die Industrie genutzt werden. So wird sich die Energieeffizienzfabrik langfristig zu einer interdisziplinären Schulungs- und Lernfabrik an der Technischen Universität Darmstadt etablieren und durch den interdisziplinären, übergreifenden Ansatz die Zusammenarbeit der verschiedensten Fachrichtungen und Unternehmen stärken.Die eta-Fabrik wird auch zur Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses sowie zur Übertragung der Ergebnisse in die Industrie genutzt werden. So wird sich die Energieeffizienzfabrik langfristig zu einer interdisziplinären Schulungs- und Lernfabrik an der Technischen Universität Darmstadt etablieren und durch den interdisziplinären, übergreifenden Ansatz die Zusammenarbeit der verschiedensten Fachrichtungen und Unternehmen stärken.

Verknüpfte Projekte

  • Bei der Herstellung von Maschinenbauteilen ist das Schleifen ein Fertigungsschritt mit vergleichsweise geringer Energieeffizienz. Forscher aus Industrie und Wissenschaft haben gemeinsam neue Verfahren entwickelt, die mit minimaler Schmierung signifikante Einsparpotenziale erreichen. ... mehr

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Technische Universität Darmstadt 

Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen

Prof. Dr.-Ing. Eberhard Abele 

Petersenstraße 30 

64287 Darmstadt