Verlängerung der technischen Produktlebensdauer

WIDERSTANDSFÄHIGE KONSTRUKTION UND NUTZUNG RESISTENTER MATERIALIEN

Zur Vermeidung frühzeitiger Ausfälle durch Bauteilschäden müssen die gewählten Komponenten so konstruiert werden, dass alle prognostizierbaren kurzzeitigen und dauerhaften Lastfälle unter Wahrung eines Sicherheitsfaktors problemlos umsetzbar sind. Dies gilt insbesondere auch für Fehlbenutzungen. Hierbei muss zusätzlich darauf geachtet werden, dass zur Erhöhung der Haltbarkeit keine Überdimensionierung von Bauteilen erfolgt. In diesem Fall steigt das Gewicht und ein erhöhter Ressourcenbedarf in der Produktion und ggf. in der Nutzungsphase ist die Folge.

Als generelles Paradigma zur Verbesserung der Haltbarkeit sollte die Konstruktion zudem so einfach wie möglich gehalten werden. Beispiele hierfür sind die Vermeidung von sich bewegenden Teilen, die Reduktion von Schnittstellen zwischen Komponenten und die Integration verschiedener Funktionen in einem Bauteil [4]. Hierbei müssen allerdings Wechselwirkungen und Zielkonflikte mit anderen Strategien zur Steigerung der Ressourceneffizienz in der Produktentwicklung beachtet werden (z. B. modulare Bauweise).

Über die Definition der Geometrie hinaus spielt auch die Materialauswahl eine große Rolle. Neben den Werkstoffeigenschaften mit einem direkten Einfluss auf die Haltbarkeit eines Bauteils (z. B. Zähigkeit, Festigkeit) ist insbesondere bei Konsumgütern auch die optische Beständigkeit des Materials über die Zeit ein wichtiger Faktor (z. B. durch Schutz gegen Kratzer).

-> Beispiel

Schlauchlose Fahrradreifen

Reifen, die ohne Schlauch funktionieren, sind für Fahrzeuge bereits seit den fünfziger Jahren Stand der Technik. Fahrradreifen hingegen verwenden in den meisten Fällen noch immer Schläuche aus Gummi, die in vielen Fällen einfach entsorgt werden, sobald eine Panne auftritt. Daher werden seit einigen Jahren auch schlauchlose Reifen für Fahrräder angeboten, die sich aber erst seit kurzem immer mehr durchsetzen. Diese Art der Reifen bieten neben der Einsparung von Gummi und geringeren Kosten im Betrieb weitere Vorteile. Insbesondere wird die Pannenanfälligkeit verringert, da kleinere Löcher mit einem Dichtmittel automatisch verschlossen werden und es zu weniger Quetschrissen kommt. Darüber hinaus sinkt der Rollwiderstand aufgrund des Wegfalls der Reibung zwischen Schlauch und Reifen. Das geringere Gewicht der Reifen wirkt sich zusätzlich positiv auf die Fahreigenschaften aus [5].

VERBESSERUNG DER WARTUNGS- UND REPARATURFÄHIGKEIT

Als Grundlage für eine längere Lebensdauer des Produktes sind eine ordnungsgemäße Wartung sowie Möglichkeiten für die Reparatur unerlässlich. Um den Nutzer des Produktes zu entlasten und den Einsatz von Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffen zu verringern, ist vor allem eine Minimierung der Wartungs- und Reparaturintervalle sinnvoll. Dieses Ziel kann insbesondere im Rahmen der Produktentwicklung dadurch erreicht werden, dass Komponenten proaktiv vor Verschmutzung, Rost und Abnutzung gesichert werden.

Um Wartungs- und Reparaturvorgänge zusätzlich zu erleichtern, sollte das Produkt einfach montierbar und demontierbar gestaltet werden. Hierzu zählen z. B. eine Minimierung der Anzahl benötigter Werkzeuge, die Gewährleistung der Zugänglichkeit zu Schrauben und Verschlüssen sowie das Vorsehen zerstörungsfrei lösbarer Fügeverbindungen. Außerdem sind Beschriftungen und Anleitungen bereitzustellen, welche dem Nutzer die Wartung bzw. Reparatur erleichtern [6]. Letztlich ist auch eine langfristige Versorgung mit Ersatzteilen notwendig, um das Produkt auch Jahre nach der Auslieferung reparieren zu können. Hierbei werden derzeit die Möglichkeiten der additiven Fertigung geprüft, um Ersatzteile nach Bedarf herzustellen und somit auf Vorräte und Bestände zu verzichten.

-> Beispiel

Predictive Maintenance für Triebwerke in der Luftfahrt

Die Abnutzung von Triebwerken, insbesondere der Schaufeln, erfolgt höchst unterschiedlich und hängt von zahlreichen Parametern ab. So ist die Abnutzung z. B. im Vergleich zu normalen Strecken größer, wenn Flugzeuge regelmäßig über trockene Regionen und Wüsten fliegen. Um dieses Problem zu adressieren, bietet ein Unternehmen aus der Flugzeugindustrie einen Service an, um Triebwerke im Flugbetrieb zu überwachen und mit Hilfe prädiktiver Analysemethoden im Vorfeld festzustellen, wann ein Triebwerk gewartet werden muss. Die hier hinterlegten thermodynamischen Modelle erlauben eine Planung von Wartungsintervallen nach Bedarf, wodurch Wartungskosten verringert und die Auslastung der Flugzeuge erhöht werden kann. Außerdem ist es so möglich, ungeplante Ausfälle und teure Folgeschäden zu vermeiden [7].

Worauf warten Sie noch?

Sie haben bereits Ressourceneffizienz umgesetzt? Melden Sie sich bei uns mit aktuellen Projekten und Ideen. Oder möchten Sie detaillierte Informationen aus unserem Angebot?

Schreiben Sie uns!
Fehler beim Senden Fehler beim Senden. Bitte versuchen Sie es später erneut.
Vielen Dank Ihre Nachricht wurde erfolgreich gesendet. Wir werden uns umgehend mit Ihnen in Verbindung setzen.