Leichtigkeit bahnt sich ihren Weg. Ludovico Focato, Projektmanager von Tecnoproteo, berichtet
Die Industrieforschung im Bereich nachhaltiger Transport verfolgt neue Ziele. Dazu gehört die Erneuerung von Metallteilen in Fahrzeugen durch Bauteile aus leichterem Material, mit einem Recyclinganteil von sekundären Rohstoffen von über 50% und durch die Anpassung bestehender Technologien.
Dies ist das Ziel von Tecnoproteo Upcycling Future, einem Forschungsprojekt, an dem beteiligt sind: EURODIES Italia s.r.l. (Konsortialleiter), F.T. FAMAT S.R.L. , 2 Gamma, CRF Stellantis, Environment Park und Politecnico di Torino. Alle arbeiten seit 30 Monaten in Partnerschaft zusammen.
Das Projekt wird beschrieben von Ludovico Focato, Wirtschaftsingenieur bei Eurodies seit 2023 und Projektmanager für Tecnoproteo.
Ludovico Focato, Wirtschaftsingenieur und Projektmanager für Tecnoproteo
Aktueller Kontext: Markt und Lieferkette
Ludovico, was sind die wichtigsten Trends und Herausforderungen im Transportsektor, insbesondere in der Automobilindustrie, in Bezug auf Materialien und Nachhaltigkeit?
Die Entwicklung im Transportsektor treibt einen neuen Ansatz bei der Herstellung von Fahrzeugkomponenten voran. Die wichtigsten Herausforderungen umfassen die Notwendigkeit, die Komponentengestaltung an ökologischen Nachhaltigkeitskriterien auszurichten. Ziel ist es, die CO2-Emissionen in der Produktionsphase zu senken und die Umweltbelastung am Lebensende durch Demontage- und Recyclinglogik zu reduzieren. Hinzu kommt der dringende Bedarf nach Gewichtsreduzierung, um eine höhere Energieeffizienz zu gewährleisten, insbesondere bei Elektrofahrzeugen. All dies wird durch den europäischen Gesetzgebungsdruck hin zum verstärkten Einsatz von Recyclingmaterialien unterstützt.
Wie positioniert sich die aktuelle Blechumformungs-Lieferkette in Bezug auf diese neuen Anforderungen?
Lo Blechumformung ist auch heute noch einer der wichtigsten Sektoren. Bemerkenswert ist, dass die Thermokompression innovativer Verbundstoffplatten dieser Lieferkette zuzuordnen ist – sowohl hinsichtlich der Ausrüstung (Vertikalpressen) als auch der verarbeitbaren Geometrien und Operationssequenzen.
Ein erfolgreicher Abschluss von Tecnoproteo würde es ermöglichen, bestehende Anlageinvestitionen zu sichern und die traditionelle Blechproduktion durch das Pressen von Verbundstoffplatten zu ergänzen, um den Einsatz von Metalllegierungen weitgehend zu ersetzen. Der Beitrag zur ökologischen und wirtschaftlichen Nachhaltigkeit des Fahrzeugs wäre sehr bedeutend. Dies ist das Makroziel des Forschungsprojekts.
Wie können die verschiedenen Lieferketten der Tecnoproteo-Partner zusammenarbeiten, um eine neue und innovative zu schaffen?
Die aktuelle, gut etablierte und äußerst bedeutende Blechumformungs-Lieferkette wird durch die Erfahrung von Eurodies, dem Konsortialleiter des Projekts, repräsentiert. Aufbauend auf den Wurzeln in der Produktion von Prototypen spezialisiert sich Eurodies auf komplexe Strukturbauteile. Diese Erfahrung erweist sich auch bei der Untersuchung der Herstellbarkeit verstärkter Thermoplaste zur Erfüllung der Recyclingmaterialvorschriften als entscheidend. Dieser Prozess könnte auch neue Marktbereiche wie Bau und Luft- und Raumfahrt erschließen.
Ebenso relevant ist die Erfahrung der anderen Partner: 2Gamma, bei der Herstellung von thermoplastischen Techniklaminaten und Verbundwerkstoffen, und F.T. Famat, mit seinem Fachwissen in maßgeschneiderter Sonderautomation sowie Anlagen- und IKT-Kompetenz, die für die neue Lieferkette entscheidend sind. 2Gamma plant, in den Bereichen Bau und Mobilität zu wachsen und Produkte mit geringer Umweltbelastung, hohem Recyclinganteil und lokalisierten Verstärkungen anzubieten. F.T. Famat wird durch Investitionen in F&E zu neuen Technologien seine Kompetenz in Oberflächenbehandlungen und Automatisierungs-/Steuerlösungen mit Sensorik ausbauen.
Die Zusammenarbeit zwischen diesen drei Produktionslieferketten wird von drei Forschungszentren unterstützt: Politecnico di Torino, Environment Park und Centro Ricerche Fiat (CRF), verantwortlich für die technologische und wirtschaftliche Validierung von Tecnoproteo. Ein wesentlicher Beitrag, der das Forschungsentwicklungspotenzial verstärkt.
Schlüsselwörter des Tecnoproteo-Projekts
Die „Tecnoproteo-Lösung“
Worin besteht die innovative Lösung von Tecnoproteo?
Das Tecnoproteo-Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung von Thermoplast-Verbundwerkstoffen in Plattenform, konsolidiert und nicht konsolidiert, für den Einsatz in Thermokompressionsprozessen. Die wichtigste Innovation ist die Verwendung von thermoplastischem Material, anstelle von duroplastischem, verbunden mit der Suche nach Recyclingrohstoffen, sowohl für Fasern als auch für die Matrix.
Was sind die Vorteile dieses Prozesses gegenüber dem Thermoplast-Spritzguss oder dem Umformen von Metallplatten wie Aluminium, in Bezug auf Energie und Recyclingmaterialien?
Im Vergleich zu thermoplastischen Spritzgussprozessen erzielt die Thermokompression eine klare Energieeinsparung. Es erfordert nur eine Erweichung des Materials, keine vollständige Schmelze. Darüber hinaus bieten Platten ein größeres Leichtbaupotenzial, da die Verstärkungsfasern nicht notwendigerweise wie beim Spritzguss zerkleinert werden. Im Vergleich zum Umformen von Metallplatten wie Aluminium wird auch Energie durch den geringeren Produktionsdruck gespart, und es bestehen größere Möglichkeiten zur Verwendung von Recyclingmaterial. Das Ziel ist die Herstellung von Thermoplast-Verbundplatten mit einem Recyclingrohstoffanteil von über 50%, während Aluminiumbleche derzeit keinen Einsatz von sekundären Rohstoffen über 30% zulassen.
Offene Herausforderungen
Trotz der Vorteile: Was sind die wichtigsten kritischen Punkte und Herausforderungen, mit denen das Tecnoproteo-Projekt konfrontiert ist?
Die offenen Herausforderungen sind vielschichtig. Eine betrifft die Kontrolle der Heiz- und Kühlzyklen, die Temperaturgleichmäßigkeit bei der Plattenverarbeitung und die Auswahl geeigneter Geometrien. Schließlich sind die Anpassung bestehender Maschinen und spezifischerer Produktionswerkzeuge notwendig – erhebliche Investitionen für die Partner. Wir arbeiten daran.
Tecnoproteo-Arbeitsgruppe
Erwartete Vorteile
Was sind die wichtigsten erwarteten Vorteile der von Tecnoproteo entwickelten Technologieumsetzung?
Sind die Herausforderungen erst einmal überwunden, sind die Vorteile zahlreich – und unbestreitbar. Eine deutliche Gewichtsreduzierung der Bauteile bei gleicher Funktion verbessert beispielsweise die Kraftstoffeffizienz von Verbrennungsfahrzeugen und erhöht die Reichweite von Elektrofahrzeugen. Es gibt auch große Gestaltungsflexibilität mit der Möglichkeit, Platten mit verschiedenen Fasertypen und Dicken herzustellen, die in verschiedene komplexe Formen thermoformbar sind. Der Prozess sollte, wenn automatisiert, wirtschaftlicher, vielseitiger und effizienter als der Spritzguss sein. Schließlich sind Thermoplast-Verbundwerkstoffe recycelbar: Sie tragen zu Nachhaltigkeitszielen bei und bieten hohe Schlagfestigkeit, was die Fahrzeugsicherheit verbessert.
Welche spezifischen Auswirkungen sind für die Projektpartner und für die Region Piemont zu erwarten?
Für Eurodies würde die Entwicklung neuen Know-hows beim Pressen von verstärkten Thermoplastbauteilen Türen zu neuen Fahrzeugmarktbereichen und potenziell zu anderen Sektoren wie Luft- und Raumfahrt sowie Bauwesen öffnen. 2Gamma würde seinen Markt mit Thermoplast-Verbundlaminaten mit geringer Umweltbelastung ausbauen. F.T. Famat würde seine Kompetenz in Oberflächenbehandlungen und Automatisierungslösungen mit Sensorik ausbauen.
Il CRF, als Vertreter von Stellantis, würde die Vorteile der Lösungen validieren und F&E leiten, um neue Produkte in Fahrzeuge zu integrieren, mit Fokus auch auf Wiederverwendung und Recycling am Lebensende. Environment Park würde sein Wissen in LCA, Ökodesign und Unterstützung emissionsarmer Lieferketten bereichern.
Schließlich würde Politecnico di Torino seine Rolle bei der Unterstützung industrieller Innovation für das Wachstum des regionalen Produktionssystems stärken. Auch die Vorteile für die späteren Industrialisierungsphasen wären erheblich, sowohl in Bezug auf CO2-Reduzierung als auch Umstrukturierung der Anlageninfrastruktur, Reorganisation und Requalifizierung
Eine Frage der Neugier: Warum der Name Tecnoproteo, was bedeutet er?
Tecnoproteo ist die Kurzform einer ausführlichen Beschreibung: Technologische und wirtschaftliche Validierung von Prozessinnovationen zur Entwicklung von Prototypen nachhaltiger thermoplastischer Platten aus Recyclingfaser und -polymer für die Herstellung von Komponenten für den Verkehrssektor.
In der griechischen Mythologie war Proteus eine Gottheit, die in der Lage war, die Zukunft vorherzusagen und die Gestalt zu verändern. In die Zukunft zu blicken und Materie zu verwandeln sind Prinzipien, die die gesamte Forschung inspirieren. Darüber hinaus ist der Proteus ein kleiner Lurch, der in feindlichen Umgebungen überlebt hat – aus diesem Grund wird er im Projektlogo als Ouroboros dargestellt, das alchemistische Symbol der ewigen Erneuerung.
Den Kreis schließen
Wie fesselnd ist dieses Projekt für einen Ingenieur mit Ihrer Ausbildung und Erfahrung?
Dieses Projekt ist wirklich faszinierend. Für einen Wirtschaftsingenieur, den Innovation anzieht, ist es eine einmalige Gelegenheit, an der Untersuchung einer infrastrukturellen Umgestaltung teilzunehmen. Bei Eurodies legen wir gemeinsam mit unseren Partnern den Grundstein für künftige Hochtech-Investitionen, ausgehend von den Materialien – etwas sehr Konkretes zugunsten der Nachhaltigkeit von Fahrzeugen und Prozessen. Der grüne Wandel bringt weitreichende Chancen und Hindernisse mit sich. Sie mit Experten aus verschiedenen Bereichen anzugehen ist ein außerordentlicher Wissensaustausch.
Erfahren Sie mehr über das Projekt auf der Website Tecnoproteo