Gesamtbilanz bestimmt über Erfolg

Energieeffizienz ist für Werkzeugmaschinen-Hersteller ein strategisches Thema, das auch immer stärker in den Fokus der Kunden rückt. „Angaben zum Energieverbrauch sind mittlerweile genauso wichtig wie die typischen Leistungs-Kennwerte einer Maschine“, sagt denn auch Jochen Nahl. Er verantwortet als Mitglied der Geschäftsführung bei der Grob Werke GmbH & Co. KG in Mindelheim die Bereiche Vertrieb, Projektierung und Marketing. „Werkzeugmaschinen im Premiumsegment – wie Grob sie herstellt – befinden sich bezüglich der Energieeffizienz bereits auf einem hohen Niveau“, ergänzt der Diplomingenieur. Im Vergleich zu Maschinen ohne Effizienzmaßnahmen verbraucht eine dem Stand der Technik entsprechende Anlage unter Produktionsbedingungen weniger als die Hälfte der Energie.

Zu den Effizienzmaßnahmen der ersten Stunde gehören clevere Betriebsstrategien. Sie haben bereits deutliche Fortschritte ermöglicht und bieten laut Nahl Raum für weitere Verbesserungen. Auch durch kontinuierliches Optimieren der Maschinenkomponenten lassen sich noch Potenziale heben, die allerdings deutlich kleiner ausfallen. „Unsere Ansätze liegen hauptsächlich in der Substitution einzelner Komponenten und im Optimieren der Bearbeitungsprozesse“, so der Grob-Vertriebschef weiter. „Letzteres gehört seit jeher zu unseren Kernkompetenzen. Um unsere Vorreiterrolle hier zu sichern, entwickeln wir die Prozesse systematisch weiter.“

Eine deutliche Verbrauchsreduktion ergibt sich beispielsweise durch die Substitution der Hydraulik durch elektromechanische Komponenten. Hochdynamische Servomotoren treiben dann sämtliche Achsen der Werkzeug- und der Werkstückspannung an.

Besonders große Effizienzpotenziale bietet die Minimalmengenschmierung (MMS). Da bei der konventionellen Nassbearbeitung große Mengen an Kühlschmierstoff (KSS) gereinigt, temperiert und chemisch aufbereitet sowie zum Teil unter hohem Druck zugeführt werden müssen, ist die KSS-Versorgung der größte Energieverbraucher im Zerspanprozess. Können diese Systeme entfallen, bedeutet das einen enormen Effizienzgewinn. Die Frage nach der richtigen Kühlschmierstrategie hängt laut Nahl jedoch vielmehr von der Bearbeitungs-Philosophie des Kunden ab als von der Anwendung. Mittlerweile sei aber ein deutlicher Trend in Richtung Minimalmengenschmierung festzustellen, der nicht nur aber hauptsächlich der Energieeffizienz geschuldet sei.

„Wir bei Grob sind immer bestrebt unabhängig von der Kühlschmierstrategie die effizienteste und zugleich umweltverträglichste Lösung anzubieten“, unterstreicht Nahl. Um das zu erreichen, haben die Mindelheimer drei Energieeffizienzpakete geschnürt, die sich in Aufwand, Art, Umfang und Kosten unterscheiden. „Die Pakete bieten die Möglichkeit diverse energetische Verbesserungen sinnvoll für unsere Kunden zu gruppieren“, begründet der Vertriebschef. Das erleichtere die Auswahl und stelle sicher, dass sich die einzelnen Maßnahmen optimal ergänzen. Das Grundpaket bietet die Möglichkeit komplett unabhängig von den Gegebenheiten beim Kunden bereits spürbare Verbesserungen in die Maschinen einfließen zu lassen. Weitere Maßnahmenpakte, die neben der Effizienz auch der Wirtschaftlichkeit Rechnung tragen, werden an die Bedürfnisse des Kunden angepasst. „Üblicherweise werden Maßnahmen umgesetzt, die einen Return of Investment von maximal zwei bis drei Jahren aufweisen.“ Für besonders umweltbewusste Kunden seien auch Lösungen verfügbar, die sich erst in längeren Perioden amortisieren. „Generell sind aber alle Maßnahmen so gestaltet, dass die Investitionskosten die Einsparungen nicht übersteigen“, betont Nahl.

Das Sparpotenzial ist bei Systemanlagen für die Großserie größer als bei universellen Werkzeugmaschinen. Der Grund dafür liegt in den klar abgrenzbaren Randbedingungen. Durch sie lassen sich die Anlagen gezielt für die Anforderungen des Kunden optimieren, während Universalmaschinen verschiedene Fertigungsszenarien berücksichtigen müssen.

Dass der Trend zu modernen, oft schwierig zu bearbeitenden Hochleistungswerkstoffen zu einem höheren Energiebedarf führt, ist laut Nahl nicht generell festzustellen. „Die Herausforderungen liegen hier eher im Umgang mit den Werkstoffen. Beispielsweise sind für die CFK-Bearbeitung besondere Maßnahmen an der Maschine umzusetzen, die aber nicht zwangsläufig mit einem Mehrverbrauch einhergehen.“

Grundsätzlich stehen die Abnehmer von Produktions- und Werkzeugmaschinen dem Thema Energieeffizienz inzwischen sehr positiv gegenüber. „Einige Kunden fordern ganz konkrete Ziele ein“, erzählt der Grob-Manager. Ein Mehrpreis werde jedoch nur akzeptiert, wenn sich dieser durch geringere Energiekosten wieder amortisiert. Sparsame Maschinen haben noch einen weiteren geldwerten Vorteil: Sie können den Zugang zu Fördergeldern und verbilligten Krediten ebnen. Um diese Vergünstigungen zu erhalten, müssen die Antragsteller in der Regel jedoch nicht nur eine höhere Energieeffizienz der Werkzeugmaschine, sondern ihrer Gesamtprozesse nachweisen. Nahl schätzt das Potenzial im Bereich der Werkzeugmaschinen ähnlich hoch ein wie bei den restlichen Gliedern der Prozesskette. Allerdings könne mancher Fertigungsbetrieb durch Optimierungsmaßnahmen in diversen Bereichen noch deutliche Fortschritte in Sachen Energieeffizienz erzielen.

Auch die Mindelheimer betrachten das Thema Energieeffizienz ganzheitlich und streben in allen Betriebsbereichen – von der eigenen Fertigung und Werks-Infrastruktur bis hin zum Einsatz ihrer Produkte bei den Kunden – kontinuierlich nach Verbesserungen. „Unsere Experten aus Konstruktion, Entwicklung, Service und Vertrieb treffen sich monatlich in einem Arbeitskreis um neue Ideen zu besprechen und bestehende Entwicklungen voranzutreiben. Zudem laufen kontinuierlich Versuche an Anlagen im eigenen Betrieb wie auch bei unseren Kunden“, sagt Nahl.

Dem Streben der EU, auch für Werkzeugmaschinen eine Art Energielabel einzuführen, steht Nahl nicht grundsätzlich ablehnend gegenüber: „Standards helfen allen und sorgen für einen einheitlichen Sprachgebrauch.“ Allerdings gilt es dabei zu berücksichtigen, dass Fertigungsprozesse hochkomplex sind. Selbst ein Mehrverbraucht in der Produktion kann unterm Strich durchaus positiv sein, wenn dadurch Bauteile entstehen, die während ihrer Einsatzzeit deutlich weniger Energie verbrauchen. Auf diese Weise fällt die Gesamtbilanz deutlich günstiger aus. •