Workshop – Effizienzpotenziale der additiven Fertigung in der Prozessindustrie
Ein wichtiges Ziel im Begleitforschungsprojekt EE4InG ist es, die relevanten Akteure zum Voranbringen wichtiger Energieeffizienz-Innovationen zu vernetzten und Empfehlungen für die zukünftige Energieforschung an das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) und den Projektträger Jülich (PtJ) zu richten. Zur Diskussion möglicher Potenziale und zur Identifikation von Forschungslücken finden Fachgespräche und Workshops zu konkreten Themen mit Expert*innen statt.
Die zunehmende Verbreitung additiver Fertigungstechniken ermöglicht den Entwurf neuer Produkte und technischer Lösungen im Bereich von Industrie und Gewerbe. Hierbei könnten sich auch neuartige Effizienzpotenziale für den energieintensiven Bereich der Prozessindustrie ergeben. Im Rahmen des Workshops „Effizienzpotenziale der additiven Fertigung in der Prozessindustrie“ am 21.01.2021 erfolgte daher ein interdisziplinärer Austausch zu den Einsatzmöglichkeiten und Potenzialen additiv hergestellter Bauteile und Apparate.
Das Ziel des Workshops war es, Themen, Methoden, Werkzeugen und Handlungsempfehlungen zu erfassen mit denen Effizienzpotenziale in der Prozessindustrie durch den Einsatz der additiven Fertigung ermöglicht werden (siehe Abbildung). Darauf aufbauend sollte mit Experten*innen der resultierende Forschungsbedarf diskutiert werden. Im Workshop erfolgte ein aktiver Austausch zwischen Teilnehmer*innen aus der Fertigungs- und der Prozesstechnik zu den neuen fertigungstechnischen Möglichkeiten der additiven Fertigung und den Bedarfsanforderungen der Prozessindustrie.
Für die Entwicklung effizienter verfahrenstechnischer Anwendungen müssen demnach neue Werkzeuge und Methoden für Design- und Konstruktionsprozesse etabliert werden. Dabei sind die fertigungstechnischen Entwurfsmethoden der additiven Fertigung mit innovativen Konzepten der Verfahrenstechnik (z.B. Multi-Skalen-Simulation) zu kombinieren. Die Standardisierung und Zertifizierung stellt einen weiteren wichtigen Aspekt dar und bedingt die Etablierung von vollständigen Systemlösungen (Werkstoffe, Fertigungsverfahren und Maschinendaten) für den Einsatz der additiven Fertigung in der Prozessindustrie. Hinsichtlich der effizienten Anwendung von additiv gefertigten Bauteilen und Apparaten kann vermerkt werden, dass energetische Vorteile in der prozesstechnischen Applikation gegenüber dem höheren Energiebedarf im Bereich der Fertigung überwiegen. Diese Effizienzvorteile können besonders dann realisiert werden, wenn die komplexen Geometrien additiv hergestellter Bauteile anspruchsvolle verfahrenstechnische Funktionen realisieren
(z.B. simultanes Heizen und Mischen oder Trennen). Zur Entwicklung von Konzepten und der Bewertung zu erwartender Vorteile werden neuartige Modellierungstechniken für physikochemische Vorgängen benötigt. Zusätzlich sollten Kompetenzen der Systembewertung weiterentwickelt werden. Wichtige Hemmnisse und Risiken für die Etablierung der notwendigen digitalen Prozessketten bestehen durch Defizite in den Bereichen Knowhow und einer unzureichenden IT-Infrastruktur. Abschließend wurden wichtige Folgeschritte formuliert. Demnach werden technischen Demonstrationen (Leuchtturmprojekte) und der interdisziplinären Vernetzung von akademischen Einrichtungen eine besondere Bedeutung zugesprochen.
Wir bedanken uns bei den Teilnehmern für ihr Interesse, die lebhaften Diskussionen der Veranstaltung und die spannenden Einblicke und Erkenntnisse.