Inhalte der Online-Ausgabe 4-2026
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A. Sauer – Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik
und Automatisierung IPA; Institut für Energieeffizienz in der Produktion EEP, Universität Stuttgart
Technologiebasierte Kreislaufwirtschaft
in der Produktion
Die Ausgabe 4 der wt Werkstattstechnik online widmet sich regelmäßig der Technologiebasierten Kreislaufwirtschaft, insbesondere
der Ressourceneffizienz, der Energieeffizienz und dem Re/Upcycling. Die aktuellen Beiträge zeigen Beispiele, wie Unternehmen konkret vorgehen können – von der gezielten Dekarbonisierung bis hin zur integrierten Planungslandschaft, die Energie-, Material- und Prozessfragen vernetzt.
M. Rentschler, R. Miehe, A. Sauer, Fraunhofer IPA, Stuttgart; F. Budde, Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK, Berlin; M. Simon, M. Stauß, J. Husmann, Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST, Braunschweig
Effiziente Auswahl von Dekarbonisierungsmaßnahmen
Effizienter Klimaschutz ist angesichts unzureichender Emissionsreduktionen und zunehmender wirtschaftlicher Herausforderungen von hoher Relevanz. Durch die Entwicklung einer Methodik zur Identifikation sowie der ökonomisch-ökologischen Bewertung und Priorisierung von Dekarbonisierungsmaßnahmen werden wirtschaftlich effiziente Klimastrategien sichergestellt. Das Vorgehen basiert auf
einer Erweiterung von Emissionsvermeidungskostenkurven durch szenariengestützte Zukunftsbetrachtung. doi.org/10.37544/1436-4980-2026-04-6
L. Marra de Lima, J. Schwaiger, I. Bianchini, A. Sauer, Universität Stuttgart, Institut für EEP; Fraunhofer IPA; Stuttgart
Energieeffizienz einer Kältemaschine im DC-Netz
Die Steigerung der Energieeffizienz ist ein zentrales Ziel industrieller Strategien und gewinnt im Zuge der Energiewende weiter an Bedeutung. Besonders in thermischen Prozessen bestehen bislang ungenutzte Einsparpotenziale. Die Umrüstung einer hybriden Kältemaschine auf Gleichstrombetrieb zeigt exemplarisch, wie thermische Industrieanlagen effizienter betrieben werden können. Der Beitrag stellt eine systematische Umrüstungsmethode vor und bewertet deren Effizienzpotenziale.
doi.org/10.37544/1436-4980-2026-04-18
M. Meiertöns, T. M. Demke, M. Schmidt, Leibniz Universität Hannover, IFA, Garbsen; R. Scheffler, Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e. V., Berlin; M. Weber, Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV, Augsburg
Integriertes Modellkonzept für energieorientierte PPS
Der Beitrag stellt einen Ansatz vor, mit dem das Potenzial energieorientierter Maßnahmen innerhalb der PPS bewertet werden kann. Um Zielkonflikte zwischen Energiekosten und logistischen Zielgrößen zu analysieren, werden ein Energie-, ein Scheduling- sowie ein Logistikmodell miteinander gekoppelt. Dieser Ansatz bildet die Basis für einen konzeptionellen Demonstrator, der Unternehmen bei der Bewertung von Maßnahmen zur Reduzierung der Energiekosten unterstützt, ohne die logistischen Zielgrößen zu gefährden. doi.org/10.37544/1436-4980-2026-04-24
M. Maier, Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb IFF, Universität Stuttgart; J. Bortloff, J. Navarro Oster, Centrum für Digitalisierung, Führung und Nachhaltigkeit Schwarzwald gGmbH, Freudenstadt
Methodik zur Erzeugung von Wirkungsgradkennlinien
Der Beitrag stellt eine technologieübergreifende, vergleichbare Modellierungsmethodik als End-to-End-Prozess zur effizienten Erzeugung von Wirkungsgradkennlinien aus heterogenen Ausgangsdaten für agentenbasierte Energiesystemmodelle vor. Durch die vorgeschlagene mathematische Abbildung der Wirkungsgradkennlinien als Funktionen wird eine recheneffiziente Simulation sektorübergreifender Energiesystemmodellierungen mit einer Vielzahl verschiedenartiger Agenten ermöglicht.
doi.org/10.37544/1436-4980-2026-04-32
Y. Eboumbou Ebongue, A. Sauer, Fraunhofer IPA, Stuttgart;
Institut für EEP, Stuttgart
Direct Air Capture und PEM-Elektrolyse im Vergleich
Diese Arbeit untersucht die Nutzung von PV-Überschussstrom durch Direct Air Capture (DAC) und durch eine Polymerelektrolytmembran-Elektrolyse. Basierend auf einem Mixed-Integer-Linear-Programming-Optimierungsmodell wird ein technoökonomischer Vergleich beider Technologien durchgeführt. Die Analyse zeigt, wie CO2-, H2- und O2-Preise sowie der PV-Überschuss die Wirtschaftlichkeit der DAC-Anlage und des Elektrolyseurs beeinflussen und unter welchen Bedingungen DAC oder Elektrolyse wirtschaftlich vorteilhaft ist. doi.org/10.37544/1436-4980-2026-04-41
A. Harman, A. Sauer, Fraunhofer IPA, Stuttgart; Institut für EEP, Stuttgart
Hyperparameteroptimierung für Lastprognose
Die Studie untersucht, wie ressourcenschonende Strategien zur Hyperparameteroptimierung die Genauigkeit und die Laufzeit industrieller Lastprognosen beeinflussen. Mit einem Taguchi-Design wurden zwei Modelle des maschinellen Lernens mit verschiedenen vereinfachenden Verfahren, sogenannten Pruning- und Subsampling-Methoden, getestet. Zufälliges Subsampling auf 30 % der Daten und Hyperband-Pruning erzielten teils bessere Prognosen bei deutlich geringerem Rechenaufwand.
doi.org/10.37544/1436-4980-2026-04-51
S. Oberdiek, L. Jalowy, F. Gonzalez Vazquez, Fraunhofer IPA, Stuttgart
Intelligenter Batch-Mischprozess von Anodenpasten
Die Untersuchung bildet die Grundlage zur Optimierung des Batch-Mischprozesses in der Batteriezellfertigung. Durch die erfassten Daten kann ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Energieaufnahme der Batch-Mischanlage und der Viskosität der Elektrodenpaste hergestellt werden. Auf Basis dieser Erkenntnisse können bestehende Anlagen zukünftig kostengünstig aufgerüstet, der Viskositätsverlauf bei der Pastenherstellung inline überwacht und ein zustandsbasierter Prozessstopp implementiert werden. doi.org/10.37544/1436-4980-2026-04-60
M. Weismüller, O. Petrovic, C. Brecher, Werkzeugmaschinenlabor WZL
der RWTH Aachen; V. Schubert, Seeburger AG, Bretten; S. Eichhorn, ligenium GmbH, Chemnitz; A. Werner, Capgemini Engineering, Wolfsburg; F. Breitenbach, EDAG Production Solutions GmbH & Co. KG, Fulda;
A. Dideban, Innoface AG, Karlsruhe; M. Kanesamoorthy, Johnson Electric Aachen GmbH, Aachen
EaaS-Ansatz für kreislauffähige Produktionssysteme
Hohe Volatilität erfordert flexible Produktion. Das Projekt „AutoPilot“ entwickelte hierfür ein zirkuläres Produktionszellenkonzept, das physische Modularität (unter anderem Holzverbundstoffe) mit digitalen Zwillingen verknüpft. Die Validierung belegt gesteigerte Wandlungsfähigkeit und reduzierten Carbon Footprint. Durch datenintegriertes Equipment-as-a-Service werden zudem Kosten gesenkt und die Wiederverwendung gefördert. Der Beitrag stellt Realisierung und Betreibermodelle vor.
doi.org/10.37544/1436-4980-2026-04-67
R. Selbmann, T. Paizs, P. A. Schmidt, R. Haase, Fraunhofer-Institut
für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik, Chemnitz; M. Hoffmann, Robert Bosch Automotive Steering GmbH, Schwäbisch Gmünd; S. Knorn, Institut für Prozess- und Verfahrenstechnik, TU Berlin
Umformtechnische Verwertung
einer Lenkungskomponente
In diesem Beitrag wird eine Prozesskette zur Umnutzung einer PKW-Lenkungskomponente beschrieben. Dafür wurde die Komponente Zahnstange aus einem PKW-Lenkgetriebe demontiert und in Spurstangen für ein Lenkgetriebe der nächsten Generation umgearbeitet. Damit kann ein Praxisbeispiel für eine zukünftige Kreislaufwirtschaft in der Automobilproduktion aufgezeigt werden.
doi.org/10.37544/1436-4980-2026-04-75
P. Rittlewski, T. Grom, C. Glanz, J. Grimm, K. P. Birke, Fraunhofer IPA, Stuttgart; A. Balinski, cylib GmbH, Aachen
Direktes Recycling in der Batterieproduktion
In der Batterieproduktion führen viele serielle Prozessschritte mit engen Fertigungstoleranzen zu hohen Ausschussquoten. In dieser Arbeit werden Ansätze aufgezeigt, die eine direkte Wiederverwendung des wertvollen Kathodenaktivmaterials in der gleichen Charge ermöglichen. Hierfür werden verschiedene Methoden zur Delamination
der Kathodenbeschichtung von der Stromkollektorfolie sowie Nachbehandlungsschritte erörtert. doi.org/10.37544/1436-4980-2026-04-83
J. Hohlfeld, C. Hannemann, N. Berndt, C. Lies, T. Hipke, Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Chemnitz
Aluminiumschaum: Nachhaltige Herstellung
und Verwertung
Aluminiumschaum ist ein junger Leichtbauwerkstoff, dessen Herstellung energieintensiv ist. Um den Werkstoff erfolgreich zu etablieren und die Herstellung zukunftssicher zu gestalten, ist es nötig, den Energieeinsatz zu reduzieren und die Nachhaltigkeit zu verbessern. Das ist möglich, indem Kreislaufmaterial für die Aluminiumschaumherstellung genutzt und die Wiederverwertung von Aluminiumschaum erlaubt wird. Ein Erfahrungsbericht vom Fraunhofer IWU zeigt Lösungsansätze auf.
doi.org/10.37544/1436-4980-2026-04-92
N. Silber, J. Scheurich, S. Eigner, University of Stuttgart, Institute
of Industrial Manufacturing and Management; K. Zhang, University of Stuttgart, Institute of Biochemistry and Technical Biochemistry; J. Renz,
R. Miehe, Fraunhofer IPA, Stuttgart
BPA Bioremediation for Circular Economy Strategies
Micropollutants such as BPA hinder plastic recycling and pose serious risks to ecosystems and human health. In the context of a circular economy, bioremediation was investigated as a recycling/upcycling approach, leveraging microbial BPA removal by diverse bacteria and the fungus Pleurotus ostreatus. Microbiological and chromatographic methods were used to assess BPA tolerance and quantify BPA removal, highlighting the potential of these processes for future applications.
doi.org/10.37544/1436-4980-2026-04-103
S. Breuer, T. Scharfenberg, Gedia Automotive Group, Attendorn;
P. Frohn-Sörensen, B. Engel, Universität Siegen, Lehrstuhl für Umformtechnik; T. Bergelt, T. Lampke, Technische Universität Chemnitz, Professur Werkstoff- und Oberflächentechnik
Untersuchung von CO2-reduzierten Stählen
Die Reduzierung von CO2-Emissionen gewinnt immer mehr an Bedeutung und ist in sämtlichen Industriezweigen präsent. Da Stahl in industriellen Anwendungen den wichtigsten Konstruktionswerkstoff darstellt, rücken CO2-reduzierte Stähle zunehmend in den Fokus. Die Gedia Automotive Group untersucht gemeinsam mit den Universitäten Siegen und Chemnitz, ob sich bei der Anwendung von CO2-reduzierten Stählen zusätzliche Herausforderungen hinsichtlich der erzielbaren Bauteileigenschaften und der Prozessstabilität in der Warmumformung ergeben. doi.org/10.37544/1436-4980-2026-04-113
E. Gross, M. Schneider, T. Bauernhansl, Fraunhofer IPA, Stuttgart;
J. Reinhold, B. Burzynska, M. Schmidt, Leibniz Universität Hannover, IFA, Garbsen; N. Breuer, A. Schnichels, B. Kuhlenkötter, Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Produktionssysteme; K. Theuner, G. Lanza, Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Produktionstechnik wbk
Resilienz im Fokus produzierender Unternehmen
Die zunehmende Volatilität globaler Märkte, Lieferkettenstörungen und disruptive Ereignisse stellen produzierende Unternehmen vor erhebliche Herausforderungen. Resilienz – verstanden als die Fähigkeit von Organisationen und Netzwerken, Krisen zu bewältigen, sich anzupassen und gestärkt daraus hervorzugehen – gilt als Schlüsselkompetenz für die Industrie der Zukunft. Trotz ihrer hohen Relevanz fehlt bislang eine einheitliche Begrifflichkeit: Unterschiedliche Definitionen und Interpretationen erschweren den wissenschaftlichen Diskurs und die praktische Umsetzung.
doi.org/10.37544/1436-4980-2026-04-119
