Kunststoffmaschinen: Klimaschutz mit Elektrifizierung

Marcel Möller von Baumüller darüber, wie mit der Elektrifizierung von Kunststoffmaschinen ein Beitrag für den Klimaschutz geleistet werden kann.

Im Way-2-K-Interview des VDMA im Vorfeld der K-Messe 2022 spricht Marcel Möller, Branchenmanager Kunststoffmaschinen bei Baumüller Nürnberg, über die Elektrifizierung von Maschinen und deren Beitrag für den Klimaschutz.

Herr Möller, welchen Beitrag kann Baumüller als Antriebsspezialist für den Maschinenbau zur Minderung der Klimakrise leisten?

Marcel Möller: Wir helfen den Energieverbrauch der Maschinen zu senken. Weniger Energie bedeutet auch CO₂-Minderung. Ein gutes Beispiel dafür ist unsere Antriebs-Automatisierungslösung für die Servohydraulik. Hier kombinieren wir die Vorteile der hydraulischen Leistungsübertragung mit der Regelgüte und Dynamik energieeffizienter, elektrischer Antriebstechnik plus intelligenter Software. Auf diese Weise lässt sich viel Energie sparen. Im Bereich der Kunststoffspritzgussmaschinen hat sich der servohydraulische Antrieb bereits zu einem Standard etabliert.

Gibt es außer der Energieeffizienz noch weitere Vorteile des elektrischen Antriebs?

Möller: Er ist viel präziser. Auf solchen Maschinen werden zum Beispiel Hochvoltkomponenten elektrischer Verbindungstechnik und auch komplexe Kunststoffbauteile für das Interieur oder Exterieur der Automotive-Industrie produziert. Solche Lösungen sind für die E-Mobilität von entscheidender Bedeutung und der Ersatz von schwereren metallischen Bauteilen wie etwa Stahl durch Kunststoff ist für den Leichtbau sehr wichtig. Damit lässt sich das Gewicht reduzieren und die Reichweite der Fahrzeuge erhöhen. Das spart ebenfalls Energie und ist ein wichtiger Beitrag zur Akzeptanz der E-Mobilität sowie zum Klimaschutz. Der Einsatz elektrischer Antriebstechnik mit ihrer hohen Präzision und Dynamik leistet zudem einen wichtigen Beitrag für hohe Produktivität bei sehr guter Prozesssicherheit. Dies reduziert den Ausschuss auf ein Minimum und ermöglicht so weitere Einsparungen. Wir haben ein sehr gut passendes Lösungsportfolio für die Elektrifizierung der Antriebsachsen in Kunststoffmaschinen. Damit lassen sich hybride und vollelektrische Maschinen realisieren.

Nimmt der Anteil elektrischer Maschinen zu?

Möller: Wir sehen einen Trend, dass der Elektrifizierungsgrad der Maschine beziehungsweise der Anteil elektrisch angetriebener Achsen in der Maschine weiter zunimmt. Wir verzeichnen hier eine steigende Nachfrage bei den Antriebslösungen der hybriden und vollelektrischen Maschinen. Das ist verständlich, denn diese Maschinen werden zum Beispiel genutzt, um Verpackungen oder Produkte aus der Medizintechnik herzustellen.

Wie groß sind denn die Einsparungen beim CO₂-Fußabdruck?

Möller: Man kann die Energieeinsparung anhand der gesparten Kilowattstunden gut quantifizieren. Bei den servohydraulischen Lösungen zum Beispiel liegt der Richtwert bei einer Einsparung von mindestens 30 Prozent. Letztlich ist es natürlich immer von der Anwendung abhängig, welche Einsparung erreicht werden kann. Der Maschinenbauer und Anwender profitiert zusätzlich von weiteren Vorteilen der elektrischen Antriebstechnik. Stichworte sind hier Produktivitätserhöhungen durch Parallelfunktionen, weniger Materialeinsatz infolge kürzerer Anlaufzeiten nach dem Rüsten, die bessere Wiederholgenauigkeit in der Produktion, aber auch geringere Geräuschemissionen zum Schutz der Fertigungsmitarbeiter. Das war immer schon wichtig, deshalb gab es in den Maschinen auch schon früher elektrische Antriebstechnik. Aber die Vorteile der Elektrik sind mit dem aktuellen Streben nach Nachhaltigkeit in der Kombination nochmals bedeutsamer geworden.

Inwieweit hilft die Digitalisierung in diesem Zusammenhang?

Möller: Grundsätzlich ist die Digitalisierung ein wichtiger Katalysator für die Erreichung der ambitionierten Klimaziele. Sie ist auch ein gutes Werkzeug, um die Potenziale der Antriebstechnik mit optimaler Manpower und Ressourcen effizient nutzen zu können. Ein Beispiel ist die Simulationssoftware. Mithilfe eines digitalen Zwillings kann man eine Inbetriebnahme vorwegnehmen, man kann die Antriebskomponenten optimal auslegen, bevor man an die reale Maschine geht. Ein anderes Beispiel sind die modernen Kommunikationsschnittstellen für die intelligente Maschinenkommunikation im Produktionsverbund, mit Peripheriegeräten oder zum Beispiel mit vor- und nachgelagerten Wertschöpfungsstufen.

Abseits des Kerngeschäfts Maschinenbau treibt Baumüller auch in anderen Bereichen die Elektrifizierung voran. Was machen Sie konkret?

Möller: Schon seit sehr vielen Jahren ermöglichen wir die Elektrifizierung von mobilen Fahrzeugen und Schiffen. Auch hier arbeiten wir mit vollelektrischen und hybriden Systemen und kombinieren die Vorzüge verschiedener Technologien. Wir nutzen neben einem vollelektrischen Konzept mit Batterien auch hybride Konzepte mit herkömmlichen Kraftstoffen oder Wasserstoff als Speicher. Beispielweise setzen wir häufig bei größeren mobilen Arbeitsmaschinen oder Schiffen auf solche hybriden Konzepte, wodurch der Verbrennungsmotor stets im optimalen Betriebspunkt arbeitet und über einen Hochvoltzwischenkreis die elektrischen Verbraucher versorgt. Die Folge sind Kraftstoffeinsparungen von 20 Prozent und mehr. Ein weiterer Beitrag zur CO₂-Minderung und damit zum nachhaltigen Klimaschutz.

Steigt die Nachfrage auch in diesem Bereich?

Möller: Da sehen wir durchaus auch einen Schub. Das Streben nach Nachhaltigkeit ist ganz klar der Treiber. Wie auch in der Kunststoffindustrie ist dieser Trend unumkehrbar. Es müssen Lösungen entwickelt werden und die müssen kontinuierlich umgesetzt werden. Das ist ein langer Weg, aber es gibt keine Alternative zu diesem Weg. Es wurde immer schon über Energieeffizienz und Energieeinsparung diskutiert. Aber erst unsere aktuellen Klimaschutzziele und unsere CO₂-Reduktionsziele führen dazu, dass diese Konzepte auch infolge einer stärkeren Betrachtung der Total Cost of Ownership konsequenter verfolgt und verstärkt umgesetzt werden.

VDMA/kus