Projekt 09272/01

Kumulierter Energieaufwand – Gußteilfertigung

Projektträger

Verein Deutscher Gießereifachleute e. V. (VDG)
Postfach 10 51 44
40042 Düsseldorf
Telefon: 0211/6871-342

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel des Vorhabens war es, für die Teilefertigung durch Gießen für die wichtigsten Gusswerkstoffe den kumulierten Energieaufwand und die CO2-Emissionen in ganzheitlicher Sicht (von der Metallgewinnung bis zum Recycling) zu entwickeln. Das Vorhaben schließt die Erarbeitung wichtiger Grundlagen für Energieeinsparungen und die Verringerung von CO2-Emissionen für die Formgebung durch Gießen und die spanende Fertigung ein. Die abgeleiteten Energieeinsparmaßnahmen sollten von den beteiligten, überwiegend mittelständischen Unternehmen exemplarisch umgesetzt werden und damit als Beispiel für die Branche dienen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAls methodische Grundlage dient die VDI-Richtlinie Kumulierter Energieaufwand: Begriffe, Definitionen, Berechnungsmethoden 1996. Die Norm ISO 14001 wird beachtet, eine Wirkungsbilanz wird jedoch nicht erstellt.

- In 9 beteiligten Gießereien werden Material- und Energieverbrauch erfaßt und analysiert.
- Vom Kooperationspartner wird der Energieverbrauch für die spanende Fertigung ermittelt.
- Der Energieaufwand in der Nutzungsphase wird an einer Fallstudie mit den selbst ermittelten Daten aus der Teilefertigung und Literaturangaben dargestellt.
- Die energetische Bewertung von Metallschrott wird methodisch bearbeitet, um zu klären, welche Auffassung die realen Verhältnisse richtig widerspiegelt.
- Es werden Stoff- und Energiebilanzen für den volkswirtschaftlichen Metallkreislauf aufgestellt. Die Daten für die Vorstufen (Metallgewinnung) und für das Recycling werden der Fachliteratur entnommen, geprüft und evtl. angepaßt.


Ergebnisse und Diskussion

Die Analyse der in den Fallbeispielen vorgenommenen materialspezifischen sowie produktions- und nebenverbrauchsbezogenen energetischen Betrachtungen lässt erkennen, dass die Formgebung durch Gießen im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren, beispielsweise des Massivteil-Umformens und Vollmaterial-Spanens, große Vorteile aufweist. Die Teilefertigung durch endkonturnahes Gießen führt zu großen Material- und Energieeinsparungen im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren (Spanen von Halbzeug).

Anhand des Modells zur Stoff- und Energiemengenanalyse konnte der sparsame Umgang mit Ressourcen bei der Herstellung von Gussteilen dargestellt werden. Ein sparsamer und effektiver Umgang mit den Einsatzstoffen belastet die Gesamtenergiebilanz nur mit den wesentlichen und unbedingt erforderlichen nichtenergetischen Energiebeträgen dieser Einsatzstoffe, dem kumulierten nichtenergetischen Energieaufwand.

Die aufwendige energetische Bilanz zeigt u.a. auf, dass es in der Praxis der Metallverarbeitung vielfältige Produkte gibt, die derzeit mit großem Zerspanungs- oder Umformvolumina hergestellt werden, die bei Umstellung auf eine endkonturnahe Gussteilfertigung jedoch im Produktionsprozess erhebliche energetische Einsparungen ermöglichen würden. Gerade im Zusammenhang mit modernen Gießverfahren, bei denen die Kerne, z.B. über Rapid Prototyping, direkt rechnergesteuert hergestellt werden, ergibt sich auch für kleinere Stückzahlen eine effiziente Realisierungsmöglichkeit, die sowohl unter ökologischen als auch unter ökonomischen Gesichtspunkten wettbewerbsfähig ist.


Fazit

Die antragsgemäßen Projektziele wurden im Vorhaben erreicht, die Studie dürfte für viele mittelständische Gießereien und insbesondere deren Auftraggeber ein nützliches Hilfsmittel zur Auswahl energetisch günstiger Fertigungsprozesse sein.

Übersicht

Fördersumme

64.525,04 €

Förderzeitraum

01.03.1997 - 24.10.2000

Internet

www.bdguss.de

Bundesland

Nordrhein-Westfalen

Schlagwörter

Klimaschutz
Ressourcenschonung
Umweltforschung
Umwelttechnik