Effiziente Komponenten und Energiemanagement in EMAG Maschinen: den Energieverbrauch messbar senken

Ein besonderes Augenmerk legen wir auf die Optimierung des Energieverbrauchs unserer Maschinen. Deshalb analysieren wir den Energieverbrauch und analysieren mithilfe von Energieflussdiagrammen, wo und wie elektrische Leistung abgerufen wird. So konnten wir feststellen, dass ein Großteil des Energieverbrauchs durch Nebenaggregate wie Kühlung und Hydraulik verursacht wird und nur 10 % der Gesamtenergie in den direkten Zerspanungsprozess fließen, während 90 % als "unproduktiv" angesehen werden können. Dennoch sind diese "unproduktiven" 90 % für den Betrieb der Maschine notwendig. EMAG sieht hier ein erhebliches Verbesserungs- und Optimierungspotenzial, ohne die Leistungsfähigkeit der Maschine zu beeinträchtigen. Eine Energieflussmessung ist daher der erste Schritt bei der Überarbeitung bestehender Maschinen; auf dieser Basis werden die Potenziale zur Effizienzsteigerung bewertet.

EMAG Maschinen werden hinsichtlich ihres Energieverbrauchs kontinuierlich weiterentwickelt. Dabei folgt EMAG einem festen Releasezyklus, in dem Neuerungen in den Standard einfließen. Dies zeigt sich beispielsweise in den Bereichen Hydraulik und Kühlaggregate, wo nach Möglichkeit die jeweils neuesten Modelle eingesetzt werden, um die Energieeffizienz weiter zu verbessern. Zwei Beispiele mit Messwerten: Das Kühlaggregat mit Variable Refrigerant Flow (VRF) senkt die elektrische Leistungsaufnahme des Kühlsystems im Bearbeitungsbetrieb um 48 % (Messung an einem Aggregat mit 7 kW Kühlleistung, Vergleich mit und ohne VRF). Das seit etwa 2012 serienmäßig eingesetzte drehzahlvariable Hydraulikaggregat benötigt gegenüber dem herkömmlichen Aggregat 42,1 % weniger Energie im Leerlauf und 32,9 % weniger im Lastzyklus (Messung an einer VSC 250). Darüber hinaus spielt der Leichtbau eine immer größere Rolle, indem die Masse der bewegten Teile reduziert wird, ohne Kompromisse bei der Steifigkeit oder dem dynamischen Verhalten einzugehen.

Davon profitieren auch bestehende Maschinen. So hat EMAG an einer Drehmaschine aus dem Jahr 2008 ein Energieeffizienz-Retrofit durchgeführt, das eine Energieeinsparung von über 18.000 kWh pro Jahr ermöglichte. Das entspricht mehr als dem doppelten jährlichen Stromverbrauch eines durchschnittlichen Einfamilienhauses. Der Umbau dauerte nur eineinhalb Tage und die Maschine war sofort wieder einsatzbereit. Die Amortisationszeit eines solchen Projektes beträgt mit staatlicher Förderung etwa zweieinhalb Jahre, ohne Förderung etwa dreieinhalb Jahre – abhängig vom individuellen Strompreis und der jeweils geltenden Förderlage.

Die Ausrichtung der EMAG Gruppe wird in der Kooperation mit der ETA-Fabrik der Technischen Universität Darmstadt deutlich. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte Forschungsprojekt zielt darauf ab, nicht nur die Effizienz einzelner Maschinenkomponenten zu verbessern, sondern auch Synergien innerhalb der Produktionskette zu nutzen.

So kann beispielsweise die Abwärme einer Drehmaschine zur Beheizung einer Reinigungsmaschine genutzt werden. Ein aktuelles Projekt in der Effizienzfabrik beschäftigt sich mit der Kompensation des Pausen- und Kaltstartverhaltens von Maschinen, um das Warmlaufen und Warmhalten von Maschinen zu eliminieren und das thermische Verhalten zu kompensieren. Dabei wird mit Experten für Daten und künstliche Intelligenz in der Produktion zusammengearbeitet.

Die Anstrengungen der EMAG Gruppe zur Verbesserung der Energieeffizienz von Maschinen und zur Weiterentwicklung von Komponenten zeigen, wie Industrieunternehmen ihre CO₂-Bilanz verbessern und gleichzeitig ihre Wirtschaftlichkeit steigern können. Kontinuierliche Innovation und die Zusammenarbeit mit führenden Forschungseinrichtungen wie der ETA-Fabrik der TU Darmstadt tragen dazu bei, dass EMAG energieeffiziente und ressourcenschonende Fertigungslösungen anbieten kann.