Kreislaufwirtschaft: Methoden, Technologien und Umsetzungsbeispiele
C. Herrmann – Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF), Technische Universität Braunschweig; Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST, Braunschweig
Ressourcenknappheit, steigende Energiepreise und der fortschreitende Klimawandel stellen Unternehmen und Gesellschaft gleichermaßen vor enorme Herausforderungen. Die Antwort darauf ist ein grundlegender Wandel unseres industriellen Handelns – ein wichtiger Bestandteil: eine konsequente Kreislaufwirtschaft. Die technologische Basis für diesen Wandel wächst stetig, doch die Implementierung erfordert weit mehr als nur innovative Technologien: Sie verlangt ein neues Denken in Systemen, Prozessen und Wertschöpfungslogiken. S. 228
Das „Factory Data Logging and Visualization Network“
S. Süß, O. Wojahn, M. Mennenga, C. Herrmann – Technische Universität Braunschweig, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik
Industrielle cyber-physische Systeme steigern die Produktivität in der zirkulären Produktion. Bestehende Referenzarchitekturmodelle bilden deren logische Struktur ab, liefern jedoch nur bedingt Anhaltspunkte für die praxisnahe Implementierung. Dieser Beitrag stellt das Vorgehensmodell zur Entwicklung des „Factory Data Logging and Visualization Network“ (DaViN) und dessen Umsetzung vor. Die Vorteile des Ansatzes werden exemplarisch am Beispiel einer mechanischen Batterierecyclinganlage gezeigt. S. 229
doi.org/10.37544/1436-4980-2025-04-5
RemanLab – Lernfabrik für Remanufacturing
J. Koller, J. Große Erdmann, E. Ahmeti, R. Wolf, R. Miehe, F. Döpper, A. Sauer – Fraunhofer IPA, Stuttgart
Remanufacturing gewinnt im Kontext von Ressourcenknappheit und Nachhaltigkeit weiter an Bedeutung. Forschung und Kompetenzentwicklung am realen Objekt sind dabei zentral, um die spezifischen Herausforderungen zu bewältigen. Im RemanLab wird das etablierte Konzept der Lernfabrik auf das Remanufacturing übertragen und die Prozesskette praxisnah vermittelt. Dies ermöglicht Wissenstransfer, Produktbewertungen und die Entwicklung effizienter Prozessketten, insbesondere mittels digitaler Technologien. S. 238
doi.org/10.37544/1436-4980-2025-04-14
Herausforderungen bei der Demontage von Traktionsbatterien
M. Rettenmeier; M. Möller; A. Sauer – Graduate School of Excellence advanced Manufacturing Engineering (GSaME), Universität Stuttgart; Trumpf Laser- und Systemtechnik SE, Ditzingen; Fraunhofer IPA, Stuttgart
Um die Transformation des Mobilitätssektors im Sinne der Kreislaufwirtschaft zu gestalten, spielt das Recycling von Hochvoltspeichern aus Elektrofahrzeugen eine entscheidende Rolle. Die Demontage hat sich innerhalb des Recyclings der Hochvoltspeicher als Schlüsselprozess herauskristallisiert. Als Basis für die künftige Technologieentwicklung werden deshalb in diesem Beitrag die Herausforderungen in der Demontage von ausgedienten Traktionsbatterien analysiert und systematisiert. S. 245
doi.org/10.37544/1436-4980-2025-04-21
R-Strategien in der Produktentwicklung berücksichtigen
A. Aichele, C. Rietdorf, V. Honold, A. Otterbach, R. Miehe, A. Sauer – Fraunhofer IPA, Stuttgart
Angesichts von Ressourcenknappheit und Umweltproblemen gewinnt die Kreislaufwirtschaft zunehmend an Bedeutung. In diesem Beitrag wird eine Methodik entwickelt, um das ökologische und wirtschaftliche Potenzial sowie die technische Machbarkeit von R-Strategien zu bewerten und gezielte Maßnahmen für die Produktentwicklung abzuleiten. Der Ansatz besteht aus zehn Schritten: Von der Definition von R-Strategien und Produktbeschreibung über die qualitative Bewertung und Priorisierung von Baugruppen und Unterbaugruppen bis hin zur Definition von Prozessketten und der Integration von spezifischen Anforderungen in den Entwicklungsprozess. S. 254
doi.org/10.37544/1436-4980-2025-04-30
Zielkonflikte der Nachhaltigkeit
D. Koch, A. Sauer – Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart; Universität Stuttgart, Institut für Energieeffizienz in der Produktion (EEP)
Bei der Implementierung von Maßnahmen zur Verbesserung der Nachhaltigkeit in Unternehmen kommt es unweigerlich zu Zielkonflikten zwischen einzelnen Aspekten der Nachhaltigkeit. Zur Lösung von Zielkonflikten und dem Umgang mit Wechselwirkungen zwischen einzelnen Dimensionen und Zielen der Nachhaltigkeit gibt es noch keine praktikable Methode. Dieser Beitrag zeigt die Notwendigkeit einer solchen Methode auf und beschreibt Ansätze zu deren Umsetzung. S. 262
doi.org/10.37544/1436-4980-2025-04-38
OES: Indikator für nachhaltiges Anlagenmanagement
L. Kulow, T. Adolf; D. Lucke; H. Willerscheid – Fraunhofer IPA, Stuttgart; NXT Nachhaltigkeit und Technologie, Hochschule Reutlingen; Protektorwerk Florenz Maisch GmbH & Co. KG, Gaggenau
Das Erreichen von Nachhaltigkeitszielen gewinnt für Fabriken immer mehr an Bedeutung. Für die Umsetzung werden praxisorientierte Messgrößen benötigt, um alle produktionsrelevanten Nachhaltigkeitsaspekte zu berücksichtigen und den Aufwand zu begrenzen. In diesem Beitrag wird die „Overall Equipment Sustainability – OES“ als Kennzahl vorgestellt, die wirtschaftliche, ökologische und soziale Aspekte adressiert und es ermöglicht, Anlagen und Prozesse zu bewerten, zu vergleichen und zu optimieren. S. 271
doi.org/10.37544/1436-4980-2025-04-47
Klimaneutralität: Umsetzung und Branchenunterschiede
Diese Veröffentlichung beschreibt den Stand der deutschen Industrie im Bestreben, nationale Klimaziele zu erreichen. Anhand des Energieeffizienz-Index der deutschen Industrie werden Unternehmensziele und Effizienzmaßnahmen analysiert. Insbesondere kleinere Unternehmen weisen auf strukturelle, finanzielle oder organisatorische Hindernisse hin, die eine umfassende Transformation erschweren. Die Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit gezielter Förderprogramme und regulatorischer Anreize. S. 279
doi.org/10.37544/1436-4980-2025-04-55
Bestandstransparenz praxisorientiert verbessern
L. Klinger, M. Favier, Ch. Leipoldt – Fraunhofer IPA, Stuttgart
Trotz des Big Data Trends mangelt es vielen Unternehmen an Transparenz über Lager- und Produktionsbestände zur Fertigungssteuerung und -optimierung. Eine empirische Studie erhebt auf dem theoretischen Grundgerüst der Zustände von Lager- und Produktionsbeständen den aktuellen Umsetzungsgrad und die Herausforderungen digitaler Bestandstransparenz in Produktionsunternehmen. Neben den wichtigsten Studienergebnissen werden Handlungsempfehlungen zur Verbesserung digitaler Bestandstransparenz ausgesprochen. S. 287
doi.org/10.37544/1436-4980-2025-04-63
Qualitätsbohrungen in Hybrid-Verbundwerkstoffen
B. Winter, T. Bruchhaus, K. Dröder – Technische Universität Braunschweig, IWF, Fraunhofer IST; Forschungsgemeinschaft Werkzeuge und Werkstoffe e.V., Remscheid
Die spanende Bearbeitung hybrider Leichtbaustrukturen ist aufgrund der Kombination unterschiedlicher Materialien und den daraus resultierend divergierenden Bearbeitungsparametern herausfordernd. Um die strukturelle Integrität der Werkstoffe bei Bohrprozessen zu gewährleisten, wurde ein Werkzeugkonzept entwickelt, das für thermoplastbasierte GFK-Stahl-Verbunde schädigungsfreie Bohrungen im Verbund ermöglicht. Neben dem Werkzeugkonzept selbst wird die experimentelle Validierung aufgezeigt. S. 297
doi.org/10.37544/1436-4980-2025-04-73
Schwingfestigkeit von additiv gefertigtem EN AW-231
M. Kiel, B. Möller – Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt
Die Bemessung der Lebensdauer von additiv gefertigten Bauteilen und Strukturen stellt eine Herausforderung dar. Dieser Beitrag gibt einen Einblick in den Stand der Technik und beleuchtet spezifische Eigenheiten der Oberflächenbeschaffenheit mittels WAAM hergestellter Strukturen. Es werden die eingesetzten Belastungssysteme und die zugehörigen Randbedingungen beschrieben. Experimentelle Ergebnisse zeigen den signifikanten Einfluss der Oberflächenbearbeitung auf die zyklische Beanspruchbarkeit der WAAM-Strukturen anhand von Proben. S. 306
