Die Energieversorgung in Europa bereitet Sorgen und treibt die Kosten f\u00fcr Strom und Erdgas nach oben. Von August 2021 bis August 2022 ist der Strompreis in der Schweiz und Deutschland um \u00fcber 550% gestiegen. Dieser dramatische Anstieg der Energiekosten zwingt die Hersteller ihren gesamten Energiehaushalt f\u00fcr ihre Fertigung zu \u00fcberpr\u00fcfen und zu optimieren. <\/b><\/p>\nDie hohen Energiekosten f\u00f6rdern den Einsatz von Kunstoffen<\/h2>\n
Die EMS-Spezialpolyamide sind dem Fachmann gut bekannt und werden als Metallersatz hochgesch\u00e4tzt. Sie bieten neben einer Gewichtsreduktion, was in der Automobilbranche mit einer Reduktion von CO2 einhergeht, eine Senkung der Herstellungskosten von bis zu 60%. Metalldruckguss-Komponenten dagegen werden bei hohen Temperatuten hergestellt und sind deshalb sehr energieintensiv. Der Energiebedarf zur Herstellung von Metalllegierungen als Ausgangswerkstoff ist deutlich h\u00f6her als bei der Herstellung der Kunststoffmaterialien. Dies ist ein wesentlicher Grund, weshalb die Metallpreise im Vergleich zu Kunststoffen in den vergangenen Monaten st\u00e4rker angestiegen sind. Die energiegetriebene Kostenentwicklung macht den Einsatz von Kunststoff im Vergleich zu Metall zus\u00e4tzlich attraktiv.<\/p>\n
65\u201375% der Herstellkosten werden durch die Konstruktion, also am Anfang eines Entwicklungsprojektes bestimmt. Es ist somit essentiell, dass der Konstrukteur zu Beginn der Aufgabenstellung eine Vielzahl von Konstruktions- und Werkstoffvarianten ausarbeitet und diese miteinander vergleicht. Im nachfolgenden Beispiel wird das Einsparpotenzial in drei Entwicklungsphasen und am Beispiel eines Wasserz\u00e4hlers erl\u00e4utert.<\/p>\n
Phase 1, Material und Designwahl:<\/b> Bei einem Wasserz\u00e4hler wird der Werkstoff Messing durch Grivory HT1VA-4 FWA ersetzt. Die maximalen Betriebsbedingungen sind 16 bar und 70\u00b0C. Die Lebensdauer soll mindestens 20 Jahre betragen. Mit 340 g Gewicht (Messing) handelt es sich um einen mittelgrossen Wasserz\u00e4hler. Durch Einsatz von Grivory HT anstelle von Messing werden die Herstellkosten um 50% und das Bauteilgewicht um 75% reduziert. Mit den aktuellen Stromkosten resultiert zus\u00e4tzlich eine Energieeinsparung, die sich im Vergleich zu 2021 am Bauteilpreis zus\u00e4tzlich bemerkbar macht.<\/p>\n
Phase 2, Optimierung Design:<\/b> Mit Moldflow-Simulationen und Finite-Elemente-Analysen wird die Geometrie des Bauteils genau auf die tats\u00e4chlichen Anforderungen abgestimmt. Die Wanddicke wird auf ein Minimum verringert. Dadurch reduziert sich die K\u00fchlzeit. Als praktischer Richtwert gilt, K\u00fchlzeit in Sekunden tk = 2-3 x (max. Wanddicke in mm2). Die Fliesskan\u00e4le werden fliessg\u00fcnstig optimiert und unn\u00f6tige F\u00fcllenergie bzw. F\u00fclldruck wird vermieden. F\u00fcr den Fachmann ist es offensichtlich, dass dieser hier beschriebene Schritt idealerweise an den Anfang eines Entwicklungsprozesses geh\u00f6rt. Es lohnt sich aber immer wieder, diesen Schritt f\u00fcr laufende Anwendungen durchzuf\u00fchren, um das Optimierungspotenzial mit Werkstoff- und Prozessneuheiten voll auszusch\u00f6pfen und weitere Energiekostenreduktion zu erreichen.<\/p>\n
Phase 3, Optimierung Herstellprozess:<\/b> Als dritter und letzter Schritt wird der komplette Herstellprozess des Bauteils von der Trocknung des Granulates bis zur Isolierung des Werkzeuges und R\u00fcckf\u00fchrung bzw. Aufbereitung des K\u00fchlwassers unter die Lupe genommen. Mit diesem Schritt l\u00e4sst sich bis zu 40% Energie einsparen.<\/p>\n
Zusammenfassung:<\/b> Das gew\u00e4hlte Simulationsbeispiel \u00abWasserz\u00e4hler\u00bb stellt das Optimum einer Kosten- und Gewichtsreduktion dar. Mit den aktuellen hohen Energiekosten lohnt es sich aber auch in weniger eindeutigen F\u00e4llen, unsere Experten aus der Anwendungstechnik zu kontaktieren \u2013 je fr\u00fcher, desto besser!<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Die Energieversorgung in Europa bereitet Sorgen und treibt die Kosten f\u00fcr Strom und Erdgas nach oben…<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":18535,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[24,16],"tags":[],"series":[],"class_list":["post-35227","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-plas-tv-meldungen-auf-der-startseite-unterhalb-slider","category-plast-tv-textmeldungen"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/35227","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=35227"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/35227\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":35228,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/35227\/revisions\/35228"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/18535"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=35227"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=35227"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=35227"},{"taxonomy":"series","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fseries&post=35227"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}