Mit einer digitalen "simulationsbasierten Prozesskettenoptimierung" (SiPro) will ein Team aus Hochschulen und Unternehmen unter Beteiligung des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz den Energie-Verbrauch sowie den CO2-Ausstoß im Bereich der sogenannten Warmmassivumformung erheblich reduzieren. Beim Warmumformen erhalten Metallteile unter hohem Energieeinsatz ihre gewünschte Form.

Simulation und realer Prozess bei der Massivwarmumformung werden aufeinander abgeglichen. Bildrechte: MAGMA Gießereitechnologie GmbH

Nach IWU-Angaben durchleuchten die Projektpartner dafür alle Fertigungsschritte vom Stahlguss über das Warmumformen etwa durch Freiformschmieden, Gesenkschmieden oder Walzen bis hin zum fertigen Bauteil. Auf der Grundlage dieser Analyse wird eine digitale Prozesssimulation geschaffen. Diese wiederum wird mit den jeweiligen echten Prozessen der Industriepartner des SiPro-Projekts messtechnisch abgeglichen. Mithilfe der so validierten digitalen Prozesskettensimulation werden die unterschiedlichen Fertigungsschritte der Wärmebehandlung und Umformung optimiert und schließlich in der Industrie erprobt.

Dem IWU zufolge halten die SiPro-Projektpartner einen um bis zu zehn Prozent reduzierten Verbrauch von Strom und Gas entlang der gesamten Prozesskette der Warmmassivumformung für realistisch. Bezogen auf die deutsche Jahresproduktion von Walzstahl von rund 30 Millionen Tonnen würde somit das theoretische Einsparpotenzial für Strom und Gas bei rund 4,92 Millionen Gigajoule pro Jahr liegen, so die Chemnitzer Forscher. Umgerechnet auf Gigawattstunden könnten somit jährlich 1.367 Gigawattstunden eingespart werden. Das entspricht dem durchschnittlichen Jahresstrombedarf von fast 400.000 Privathaushalten.

(dn)