Technologie-Trends wie die Elektromobilität, Industrie 4.0, Künstliche Intelligenz, Robotik oder das Internet-of-things verändern Gesellschaft und Industrie ganz wesentlich. Vor allem Automobilhersteller oder TIER-1-Zulieferer treiben diese – und weitere – Technologien voran. Doch was bedeuten die aktuellen Mobilitäts- und Produktionstrends für kleinere und mittelständische Automobilzulieferer? Eine ganze Menge – auch für die Oberflächentechnik-Branche.
Vor allem das Thema „Industrie 4.0“ hat in den vergangenen Jahren für viele Diskussions-Stoff in der globalen Wirtschaft gesorgt. Die Verzahnung industrieller Produktion mit moderner Informations- und Kommunikationstechnik hat sich in vielen Industrien und hauptsächlich in Großunternehmen bereits jetzt durchgesetzt. Der deutsche Mittelstand zögert noch. Auch die mittelständisch geprägte Oberflächentechnik-Branche muss die Vor- und Nachteile der investitionsintensiven Technologie genau abwägen. Schließlich erfordert Industrie 4.0 ein radikales Umdenken.
Zwar können Produktionsprozesse durch die digitale Vernetzung von Maschinen, Produkten und Anwendungen – teilweise ohne Beteiligung des Menschen – effizienter und effektiver gestaltet werden. Allerdings ergeben sich eben auch Risiken, die vor allem in der Komplexität des Themas begründet liegen. Die Implementierung der entsprechenden Prozesse ist teuer, aufwändig und erfordert viel Know-how. Und nicht zuletzt ergeben sich überall da potenzielle Risiken hinsichtlich der Datensicherheit, wo Maschinen online miteinander kommunizieren.
Auch mit Themen wie Robotik und Künstliche Intelligenz muss sich die Branche zunehmend auseinandersetzen. Welche Potenziale Industrieroboter als Industrie-4.0-Werkzeuge auch in der Oberflächentechnik bieten, hat eine experimentelle Machbarkeitsstudie zur Bestückung von Galvanikgestellen gezeigt:
„Die reflektierenden und zum Verhaken neigenden Werkstücke konnten von der 3D-Sensorik zuverlässig erkannt und so vereinzelt werden. Über eine weitere 3D-Kamera wird das Galvanisierungsgestell erkannt und eventuelle Verformungen der Haken ausgeglichen.“
Durch den Einsatz maschineller Lernverfahren werde die Leistungsfähigkeit von Robotern zukünftig weiter steigen. Adaptive Greifer, die ihre Form dem Werkstück anpassen, können eine weitere Möglichkeit sein.
„Wir befassen uns schon länger mit Systemen wie beispielsweise Robotertechnik, um Gestelle automatisiert mit Bauteilen zu bestücken. Auch das Abnehmen der Bauteile und ihr Verpacken kann mit automatisierten Lösungen umgesetzt werden“, weiß Michael Kolb, Innovationsmanager bei der Holzapfel Group, einem führenden Unternehmen der Oberflächentechnik-Branche. Bei mehreren Kundenprojekten, die sich in der Anlaufphase befinden, werde man solche Technologien einsetzen, so Kolb.
Doch nicht nur neue Technologien und Prozesse in der Produktion werden die Oberflächentechnik in den nächsten Jahren verändern. Auch neue Mobilitätstrends wie etwa die Elektromobilität ziehen bereits heute ein Umdenken nach sich.
Dass sich die E-Mobilität durchsetzen wird, daran dürfte es kaum noch Zweifel geben. Zwar wird auch die Brennstoffzelle in größeren Zeitabständen immer wieder als eine Option gehandelt. Stand heute scheint sich aber das batterieelektrische Automobil durchzusetzen. Beim „Verband Deutscher Maschinenbau“ (VDMA) geht man für 2030 mit einem Anteil von 22 % rein elektrisch angetriebener Fahrzeuge aus. Ein Wachstumsmarkt, der allerdings auch Herausforderungen birgt: So hat der Antriebsstrang des Elektroautos deutlich weniger Komponenten als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.
Die Schwerpunkte für die Oberflächentechnik-Branche werden sich Experten zufolge deutlich zu Elektro-Komponenten und in die Fertigung von Batteriesystemen verlagern. Ein Bereich mit erheblichem Wachstumspotenzial. Denn die Leistungsfähigkeit der Batteriesysteme, welche die Reichweite des E-Autos bestimmt, stellt eine unmittelbare Limitierung für das gesamte System dar. Die Automobilindustrie arbeitet unter Hochdruck daran, die Leistungsfähigkeit zu verbessern.
Für die Oberflächentechnik ergeben sich vor allem durch die Beschichtung von Verbundmaterialien sowie Leichtmetallen und die Herstellung von elektrotechnischen Komponenten zukünftige Entwicklungsmöglichkeiten. Entsprechende Schichten müssen einen hohen Verschleißschutz, gute Beständigkeit gegen Korrosion und gute Übergangswiderstände aufweisen. Und auch das zu bewegende Fahrzeuggewicht beeinflusst die Reichweite unmittelbar. Das Thema Leichtbau wird also auch zukünftig eine wichtige Rolle spielen.
Auch die Holzapfel Group stellt sich darauf ein, dass Veränderungen in der mobilen Antriebstechnik hin zu Batterie- oder Brennstoffzellen-Technologie in der Oberflächentechnik ein ganz anderes Bauteilspektrum mit sich bringen. Innovationsmanager Michael Kolb: „Zwar verfügen wir beispielsweise über Verfahren wie Zink-Nickel (mehr über das Zink-Nickel-Verfahren), Zinn oder Silber, die auch in der E-Mobilität ihre Daseinsberechtigung haben. Gleichzeitig arbeiten wir beispielsweise auch an Beschichtungskonzepten zur Erzeugung von Wasserstoff, welcher in Brennstoffzellen-Stacks Verwendung findet, wenn auch derzeit auf größerer Skala. Für Power-to-Gas-Anlagen haben wir zusammen mit Partnern schon ein Fertigungskonzept zur Wasserstoff-Erzeugung durch Elektrolyse entwickelt. Die Übertragung dieses Know-hows auf kleinere Elektroden-Packages, die bspw. für Brennstoffzellen-Fahrzeuge eingesetzt werden können, ist der logische nächste Schritt.“
