Fertigungsmaterialien und -methoden für umweltfreundlichere, kundenorientiertere und hochwertigere Produkte

Ein schnelles Infrastrukturwachstum, die zunehmende Verstädterung und die Erweiterung von Stromverteiler- und Stromübertragungsnetzen haben zu einer steigenden Nachfrage nach Elektroisolierstoffen geführt. Zellulose, ein erneuerbares, ungiftiges und häufig vorkommendes natürliches Material hat vielseitige Einsatzgebiete: von Papier bis zu Textilien. Außerdem wird es häufig in Elektroisolierungskomponenten wie Energieverteilungstransformatoren genutzt. Die Technologien, die bei der Herstellung von Produkten dieser Art zum Einsatz kommen, sind jedoch arbeitsaufwendig und langsam.

Hier kommt NOVUM ins Spiel, ein EU-finanziertes Projekt, dessen Ziel darin besteht, die Produktion von Zellulose deutlich zu verbessern. Dabei handelt es sich um eine industriegetriebene Initiative, mit der ein kompaktes und praktikables Pilotanlagenkonzept entwickelt und demonstriert werden soll, das auf neuen Verarbeitungstechnologien basiert, um eine schnelle und designorientierte Herstellung von Elektroisolierungskomponenten auf Zellulosebasis zu ermöglichen. Das Projekt zielt auch auf die Herstellung verschiedener Arten von Elektroisolierungskomponenten ab, welche die technischen Produktanforderungen in der neuen Pilotanlage erfüllen.

Nach Aussage der Forscher haben Netztransformatoren, in denen diese Materialien zum Einsatz kommen, ein sehr spezielles, individuelles Design, das sich auch auf das Design der Isolierungskomponenten auswirkt. Für jede Isolierungskomponente müsse eine eigene Metallform hergestellt werden. Somit müssen Hunderte, wenn nicht sogar Tausende Formen produziert und gelagert werden. Das führt wiederum zu einem erheblichen Materialverbrauch.

Daher muss der Prozess zur Herstellung von Elektroisolierungskomponenten nach Ansicht der Forscher im Hinblick auf den Energieverbrauch, die Abfallproduktion, die Dauer und die Automatisierung verbessert werden. Außerdem wäre es von Vorteil, wenn das Verfahren nicht mehr so stark auf Formen, vor allem Metallformen, angewiesen wäre.

Das Forschungsteam hofft, die Konstruktion und Fertigung von Netztransformatoren zu revolutionieren, was zu einer Umstellung der aktuellen manuellen Produktion auf automatisierte Produktionsanlagen führen soll. Laut einer kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung wird dies zu einer höheren Ressourceneffizienz führen. Dazu zählen u. a. „eine Reduktion der Arbeitszeit um 40 %, eine Senkung der Abfallproduktion um 60 %, ein um 20 % geringerer Energieverbrauch und eine Senkung der Betriebskosten in Höhe von 40 %.“

In derselben Pressemitteilung wird betont, dass der Schwerpunkt des Projekts NOVUM (Pilot line based on novel manufacturing technologies for cellulose-based electrical insulation components) auf dem 3D-Druck von Materialien auf Zellulosebasis mit thermoplastischen Eigenschaften sowie der Schaumbildung und Thermoformung von Zellulosefasern liegt. Aus ihr geht hervor, dass diese Technologien parallel zueinander und zusammen mit den Zellulosematerialien entwickelt werden, um eine optimale Kombination für das Pilotanlagenkonzept zu erreichen. „Neben der technischen Realisierbarkeit wird die Entscheidung für das Pilotanlagenkonzept auf Grundlage der Endanwendungsbedingungen und der wirtschaftlichen und sozialen Folgen sowie der Umweltauswirkungen getroffen. Dazu zählen auch die Faktoren der Kreislaufwirtschaft.“

Nach Aussage der Teammitglieder wird das Konzept auf Technologien beruhen, die vervielfacht werden können. Sie hoffen, dass dadurch in der gesamten Fertigungsindustrie sowie in anderen industriellen Bereichen eine Umstellung der Technologien auf und eine umfangreiche Einführung von Materialien auf Zellulosebasis ermöglicht wird.

Weitere Informationen:

NOVUM-Projektwebsite