Effizientere Auslegung von Werkzeugmaschinen

Ergebnisse aus Forschungsprojekten, die im Herbst 2012 zu Ende gingen, zeigen dass durch eine effizientere Auslegung von Werkzeugmaschinen in der Produktion bis zu 30 % Energie eingespart werden kann.

Dabei zeigte sich, dass die Hauptspindel einen sehr hohen Energiebedarf aufweist und für ihren Betrieb zusätzlich Druckluft und Kühlleistung benötigt. Ergebnis des Verbundprojekts ""Energie MSP"" (Energiebedarfsoptimierte Motorspindel und angepasster elektrischer Antriebsstrang) war, dass vor allem der Aufbau des Spindelmotors und die Stromspeisung der Antriebe ein großes Effizienzpotenzial aufweisen. Auf Seiten der Komponentenhersteller kann mithilfe von Leichtbaumaterialien das Gewicht der Spindel reduziert werden. Dabei können nicht nur Energie beim Beschleunigen und Bremsen eingespart werden, sondern auch bei den Vorschubachsen eine höhere Energieeffizienz realisiert werden. Laut an dem Projekt beteiligten Forschern der TU Darmstadt kann die Festigkeit und Temperaturbeständigkeit von Faser-Kunststoff-Verbundmaterialien darüber hinaus die Bearbeitungsgenauigkeit der Spindel steigern.

Untersuchungen des Werkzeugmaschinenlabors (WZL) in Aachen im Rahmen des ""Ewotek""-Verbundprojekts (Effizienzsteigerung von Werkzeugmaschinen durch Optimierung der Technologien zum Komponentenbetrieb) zeigen, dass Kühlschmiermittel (KSS)-Zufuhr und -aufbereitung, Hydrauliksystem, Kühlsystem und Asynchronmotor für den Spindelantrieb mehr als zwei Drittel des Gesamtenergieverbrauchs einer Werkzeugmaschine verursachen. Insgesamt können rund 30 % der bislang verbrauchten Energie durch eine energieeffiziente Regelung und Nutzung der Aggregate eingespart werden.