• search
    Search
  • Login

News | 

7. Pforzheimer Werkstofftag 2018: Werkstoffrecycling und Ressourcen-effizienz

Professor Dr. Ulrich Jautz, Rektor Hochschule Pforzheim

Das Institut für Werkstoffe und Werkstofftechnologien (IWWT) der Hochschule Pforzheim und der städtische Eigenbetrieb „Wirtschaft und Stadtmarketing Pforzheim“ (WSP) mit seiner Cluster-Initiative „Hochform“ luden am 27. September 2018 zu ihrer Fachveranstaltung „Pforzheimer Werkstofftag“ ins CongressCentrum Pforzheim ein. Zahlreiche Fachleute folgten der Einladung und informierten sich gezielt über verschiedene Aspekte des Werkstoffrecyclings und Ressourceneffizienz. Fragen zur Bewirtschaftung natürlicher Ressourcen und der effiziente Einsatz von Rohstoffen sowie moderne Prüfverfahren standen dabei ebenso im Fokus wie die Optimierung von Fertigungs- und Produktionsprozessen hinsichtlich Energie- und Materialeinsatz im Leichtbau und im Kunststoffspritzgießen.
„Wir dürfen Sie wieder mit einer guten und ausgewogenen Mischung an allgemeinen Vorträgen zum Thema Werkstoffe und unserem Schwerpunkthema begrüßen“, eröffnet Professor Dr.-Ing. Norbert Jost, Leiter des IWWT, den 7. Pforzheimer Werkstofftag. Dirk Büscher, erster Bürgermeister der Stadt Pforzheim, hob in seinem Grußwort die Wichtigkeit der Veranstaltung hervor, „… dieses mittlerweile etablierte Branchentreffen mit seinem fachspezifischen Angebot für den Standort Pforzheim zeigt, wie gut die regionale Industrie und die Hochschule Pforzheim miteinander verknüpft sind. Dieses enge Netzwerk belebt den Technologietransfer, der uns in die Zukunft trägt.“ Professor Dr. Ulrich Jautz, Rektor der Hochschule Pforzheim, freute sich, dass der Pforzheimer Werkstofftag nach sieben Jahren fest im Veranstaltungskalender verankert ist, „Werkstoffe sind die Triebfeder der Wirtschaft und nicht nur die letzten Ereignisse haben gezeigt, wie wichtig die Kenntnis über und der Einsatz von Werkstoffen ist. Ich möchte dabei nur an den Einsturz der Autobahnbrücke in Genua erinnern. Das macht klar, wie wichtig das Themenfeld Werkstoffe und Werkstofftechnologien ist. Auch an der Hochschule Pforzheim spielt die intensive Behandlung des Themas Werkstoffe bis hin zur Schadenskunde eine große Rolle.“

Nach dem Einstiegsvortrag zum Thema „Natürliche Ressourcen – Wie knapp ist was?" von Professor Dr. rer. nat. Mario Schmidt, Hochschule Pforzheim, folgten zehn Fachbeiträge zu allgemeinen Themen rund um Werkstoffe und ihre Verarbeitung, insbesondere aber zum diesjährigen Schwerpunktthema „Werkstoffrecycling und Ressourceneffizienz“. Professor Schmidt bewertet die Knappheit der natürlichen Ressourcen nach ihrem Vorkommen, Abbauwürdigkeit und politischen und wirtschaftlichen Zusammenhängen. Demnach wird die Knappheit durch das Angebotsrisiko, das Produktionswachstum und die Marktdynamik maßgeblich definiert.

Das Recycling von Metallen stellt vor allem für ein ressourcenarmes Land wie Deutschland eine wichtige Versorgungsquelle an natürlichen Ressourcen dar. Martin Geisler von der Firma Cronimet in Karlsruhe erklärte den Handel mit metallischen Schrotten. Sie werden am Markt als Produkte gehandelt und unterliegen den bekannten Kriterien: Qualität, Nachfrage, Verfügbarkeit und dem Energieaufwand für das einzusetzende Recyclingverfahren. Dabei kommt der Identifikation und Sortierung von legierten Schrotten eine zunehmend bedeutendere Rolle zu. Die Problematik liegt in der verwendeten Materialvielfalt aus denen die Schrotte bestehen können. Um die Identifikation der verschiedenen Legierungen zu vereinfachen, sollte schon da, wo die Schrotte anfallen, nämlich bei den Produktionsbetrieben, mit Sorgfalt getrennt werden.

Gemeinsam mit Roman Schweitzer, Geschäftsführer der Firma WEICK Recycling GmbH, stellte Paul Roodakker die Ergebnisse seiner Bachelorarbeit vor. Ziel war die Analyse des internen Entsorgungsprozesses bereits bei den Produktionsbetrieben. Die WEICK Recycling GmbH versteht sich als Schnittstelle zwischen Produktionsbetrieben und Stahl- und Metallhersteller. Es gilt sicherzustellen, dass die innerbetrieblichen Abläufe in Bezug auf die Erfassung und Sortierung von Schrotten bei den Produktionsbetrieben optimal verlaufen und damit die nachgelagerten Schritte der Schrottsortierung und -verwertung eine hohe Qualität des Wiedereinsatzes von Schrotten gewährleisten können. Vermischte Schrotte können aus technischen und / oder wirtschaftlichen Gründen oftmals nicht mehr ausreichend separiert werden, wodurch ein dauerhafter Qualitätsverlust in der Rohstoffkette entstehen kann.

Ressourceneffizienz und Leichtbau geht nicht ohne die Innovationen von neuen Werkstoffen. Im IWWT wird auch dazu erfolgreich geforscht. Jan Frömert, wissenschaftlicher Mitarbeiter und Doktorand am IWWT, entführte das Plenum dazu in die Welt der neuesten Stähle. Die Anforderungen seitens der Industrie steigen immer mehr. Konstruktionen müssen hinsichtlich Gewicht, Haltbarkeit und Kosten ständig optimiert werden, was die Entwicklung von Werkstoffen mit hoher Festigkeit in Kombination mit guter Umformbarkeit, Zähigkeit und Dauerfestigkeit notwendig macht. Die aktuelle Stahlentwicklung versucht hier mit eher niedrigeren Legierungsgehalten zunächst Ressourcen zu schonen und Legierungskosten zu sparen. Kompensiert wird der damit einhergehende Festigkeitsverlust mit einer ganz neuen Art der Wärmebehandlung, der so genannten „Q&P“-Technik (Quenching und Partitioning). Diese alternative Wärmebehandlung für die Herstellung von hochfesten Stahlblechen vollzieht gerade den Sprung von der Forschung in die Industrie.

Professor Dr.-Ing. Jörg Woidasky, Hochschule Pforzheim

Professor Dr.-Ing. Jörg Woidasky, ebenfalls Mitglied im IWWT der Hochschule Pforzheim, stellte Innovationen bei der Identifikation von Eisenlegierungen und Kunststoffen vor. Das Ziel der Kreislaufwirtschaft ist es, den Wert der verarbeiteten Materialien so lange wie möglich zu erhalten und den Abfall zu verringern. Dazu wurde für die genaue Bestimmung metallischer Werkstoffe die eigentlich altbekannte Funkenidentifikation mit modernster Messtechnik so modifiziert, dass sie schnell, dabei genau und vor allem preiswert in der Schrottwirtschaft eingesetzt werden kann. Für polymere Werkstoffe wurde ein Markierungssystem auf Basis anorganischer Additive vorgestellt. Dieses Verfahren wurde bereits mit Erfolg an Verkaufsverpackungen getestet.

Der letzte Vortag vor der Mittagspause verglich die aktuell modernste Art der Ultraschallprüfung, die „Phased Array Technologie“ mit der konventionellen Ultraschallprüfung. Roger Marhöfer von der GE Sensing & Inspection Technologies GmbH, zeigte eindrucksvoll und verständlich, wo die wesentlichsten Vorteile dieser Technik zu finden sind.  Es wird zwischen automatisierter Phased Array Technologie und manueller Phased Array Prüfung unterschieden. Erstere muss vor jeder Inbetriebnahme durch den Auftraggeber validiert werden, wodurch die Forderungen, die im Lastenheft festgeschrieben sind, schon vor Inbetriebnahme der Anlage erfüllt werden. Die manuelle Phased Array Prüfung wird derzeit von den meisten dies bisher anwendenden Unternehmen applikationsbezogen eingesetzt.

Daniel Koch, Entwicklungsingenieur bei der Varioplast Konrad Däbritz GmbH, stellte einen neuen, sehr vielversprechenden Ansatz beim Kunststoffspritzguss vor: Das Turbotherm®Verfahren. Auch Kunststoffbauteile müssen im Zuge der Energie- und Ressourceneinsparung immer leichter und dünner werden. Ziel ist es auch hier, Material einzusparen, d.h. die Bauteile müssen dünnwandiger werden ohne an mechanischer Stabilität einzubüßen. Die ganz besonderen Verfahrenseigenschaften der Turbotherm®Technologie versprechen hier starke Vorteile.

Mit zehn Thesen erläuterte Professor Dr.-Ing. Ingolf Müller, Hochschule Pforzheim, wie die Ziele Ressourceneffizienz, Reduktion der CO2-Emissionen und Erhöhung von Nutzlasten bei gleichzeitig hoher Sicherheit, gesteigerter Wirtschaftlichkeit, intelligenter Funktionalität und zunehmendem Komfort trotz Leichtbauweise erreicht werden können. Er stellte in Aussicht, dass bei konsequentem Verfolgen dieser Ansätze für neue, intelligente Werkstoffkonzepte, die sich zu intelligenten, multifunktionalen Strukturen verbinden lassen, ein deutlicher Mehrwert und eine gute Quote von Ressourceneffizienz realisiert werden können.

Wie sehen die Materialien und ihre Herstellung sowie Weiterverarbeitung im Hinblick auf Ressourceneffizienz in der Zukunft aus? Diese Frage stellte sich Professor Dr.-Ing. Aaron Kneer, Hochschule Karlsruhe. Eine einfache Antwort wird es nicht geben, denn dafür ist die Komplexität der Zusammenhänge zu groß, aber Kneer sieht eine Möglichkeit in neuen Ansätzen unter Berücksichtigung von Inspirationen aus der Natur und gleichzeitig einem Umdenken im Hinblick auf den Einsatz von Ressourcen. Durch die verschiedenen additiven Fertigungsverfahren können Materialien bzw. Bauteile bedarfsgerecht hergestellt und Materialien und Energie direkt eingespart werden.

Einen Einblick in das vor allem in Ostasien eingesetzte Verfahren des High Speed Wire Electrical Discharge Manufacturing (HSWEDM) gab Professor Dr.-Ing. Kai Oßwald (auch Mitglied des IWWT). Dieses abtragende Trennverfahren eröffnet im Vergleich zum herkömmlichen Drahterodieren weitere Anwendungsfelder, wie z.B. das Bearbeiten von „filigranen“ Bauteilen und Materialien oder aber auch das Trennen von schwer zerspanbaren Werkstücken und Halbzeugen.

Professor Dr.-Ing. Andreas Zilly von der DHBW Stuttgart stellte die Vorteile der Röntgenfluoreszenzanalyse, mit der die verschiedenen Legierungselemente eines metallischen Werkstoffes einfach, genau und schnell bestimmt werden können, vor. Auch er bestätigte nochmals die Vorredner, dass nur mit eindeutiger Zuordnung und Sortieren das Recycling von Werkstoffen ressourcen- und energiesparend ist. Selbstverständlich ist die Prüfung der Elemente vor allem auch in der Entwicklung neuer Werkstoffe und in der Qualitätskontrolle von großer Bedeutung.

Alle Beiträge finden Sie im Tagungsband zum 7. Pforzheimer Werkstofftag, den Sie unter www.hs-pforzheim.de/werkstofftag2018 herunterladen können.

Der „Markplatz der Unternehmen “ gab den Besuchern der Veranstaltung auch dieses Jahr wieder die sehr gern offerierte Möglichkeit, die Produkte und Dienstleistungen der ausstellenden Firmen kennenzulernen.

Erneut wird die Veranstaltung „Pforzheimer Werkstofftag“ durch Partner aus der Industrie unterstützt (CRONIMET Ferrolegierungen GmbH, Karlsruhe; und die WEICK Recycling GmbH, Pforzheim), die im Rahmen der Veranstaltung nicht nur ideell und finanziell, sondern auch als Aussteller präsent waren.

Weitere Mitveranstalter bzw. Kooperationspartner des diesjährigen Werkstofftages waren die bw-i / Baden-Württemberg International GmbH, die Industrie- und Handelskammer Nordschwarzwald, die Handwerkskammer Karlsruhe sowie die Innonet Kunststoff.

Auch im kommenden Jahr wird die Veranstaltungsreihe „Pforzheimer Werkstofftag“ in ihrer dann 8. Ausgabe (traditionell immer in der letzten Septemberwoche, voraussichtlich am 26. September 2019) wieder spannende und innovative Themen rund um die Werkstoffe bereithalten.

Presse:

Pforzheimer Kurier