Überblick

Maschinen- und Anlagenbau in Sachsen-Anhalt auf Erfolgskurs

16.12.2008 | Redakteur: Dorothee Quitter

SKET: Bearbeiten eines Stahlgroßbauteiles

In Sachsen-Anhalt gehört der Maschinen- und Anlagenbau zu den traditionsreichen Branchen. Er drohte nach der Wende in die Bedeutungslosigkeit zu versinken, hat aber heute zur alten Stärke und damit zu weltweiter Anerkennung zurückgefunden. Die Exportquote beträgt nunmehr 37,2 Prozent und liegt deutlich über dem Industriedurchschnitt (rund 30 Prozent).

Der Bereich Maschinen- und Anlagenbau zählt zu den Schwerpunktfeldern, auf die sich die Innovationspolitik des Landes Sachsen-Anhalt derzeit besonders konzentriert. Hervorzuhebende Kompetenzfelder dieses Schwerpunktbereiches, zu welchem außerdem der Bereich Automotive gehört, sind dabei der Präzisions- und Werkzeugmaschinenbau, Integrierte Fertigungszellen der Rotationsbearbeitung, Metallische Werkstoffe, Leichtmetallguss (speziell Aluminium-Druckguss), Pulvermetallurgie sowie Montage- und Fügetechnik. Zudem befördern Einrichtungen aller großen Forschungsgesellschaften, wie das Max-Planck-Institut und das Fraunhofer-Institut, sowie innovative Unternehmen den Wandel vom ehemals dominanten Schwermaschinenbau zu einem Hightech-Standort.

Aluminium-Druckgussteile für die Automobilindustrie

2006 investierte die Trimet AG 40 Millionen Euro in die Errichtung einer neuen Gießerei in Harzgerode. Ausgerichtet auf die Anforderungen von Kunden aus der Automobil-, Elektro- und Maschinenbauindustrie, produziert die TRIMET ALUMINIUM AG anspruchsvollste Aluminium-Druckgussteile. Neben der Produktion von konventionellem und wärmebehandeltem Druckguss fertigt das Unternehmen schweißbare Druckgussteile. Das Leistungsprofil beinhaltet darüber hinaus die Entwicklung und Konstruktion der Werkzeuge, den Formenbau, das Oberflächenfinish sowie die mechanische Bearbeitung von Aluminiumdruckgussteilen und die Montage von fertigen Baugruppen. Das Ziel der ebenfalls stattfindenden Legierungsentwicklung ist, Aluminium immer fester und zäher zu machen, damit im Fahrzeugbau immer mehr Eisen-Stahl-Komponenten durch Aluminiumteile ersetzt werden können. Derzeit werden Strukturteile, Motorblöcke und Kupplungs- sowie Getriebegehäuse gefertigt. Die anschließende Prüfung der Teile auf Maßhaltigkeit sowie die Untersuchung der Gefügestruktur mittels Computertomographen macht die Gießerei zu einem anspruchsvollen Entwicklungspartner.

Zur Vollversorgung der Druckgießerei verfügt Trimet in Harzgerode über ein modernes Schmelz- und Recyclingwerk, das sowohl die eigene Materialversorgung sichert als auch die Versorgung der Partner der Automobilindustrie gemäß der Kundenvorgaben. Trimet ist aktives Mitglied der MAHREG (Magdeburg-Anhalt/Altmark-Harz/Halle-Region) Automotive e. V. und Mitglied des Automobilclusters Ostdeutschland und hat wichtige Forschungsaufgaben in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung initiierten, innovativen regionalen Wachstumskern übernommen. Das Unternehmen hält darüber hinaus im Wachstumskern Al-CAST - Weltbester Aluminium-Guss aus der Harzregion - wichtige Entwicklungsaufgaben in der Legierungs-, Guss- und Teileentwicklung inne.

Demonstrationslabor für innovative Verfahren im Aluminiumguss

Das 2001 gegründete Creativitäts- und Competenz- Centrum Harzgerode (CCC) ist ein regionales Innovations- und Technologiezentrum für innovative Verfahren im Aluminium-Druckguss. Ziel ist es, die industrielle Forschung und Entwicklung mit der wissenschaftlichen Aus- und Weiterbildung zu verbinden und den Technologietransfer von Universitäten und Hochschulen in die mittelständische Industrie zu beschleunigen. Im Kern befindet sich ein Forschungslabor für Aluminiumdruckguss. Darin ermöglicht ein umfangreicher Gerätepark diverse Materialprüfverfahren. Nicht nur die Ingenieure der Trimet AG greifen regelmäßig auf diese Möglichkeiten des Labors zu, auch Nemak in Wernigerode (ehemals Rautenbach AG) und weitere rund 50 Unternehmen der Region nutzen das Alu-Labor regelmäßig.

Herzstück ist eine automatisierte Druckgusszelle, der hochwertige Laboreinrichtungen für die Analyse und Bewertung von Werkstoffen und Bauteilen zugeordnet werden. Folgende Einrichtungen stehen zur Verfügung: Rasterelektronenmikroskop, Automatische Polier- und Schleifeinrichtung, Prüfmaschienen, Röntgenanlage, Messplatz, Metallographie. So können die Teile äußerlich mittels Bildverarbeitung und innerlich mittels Röntgenprüfung bewertet werden. Weiterhin könne die Proben metallographisch untersucht, mechanisch geprüft und auf Dauerfestigkeit getestet werden. Im Schmelzlabor findet eine auf den Anwendungsfall zugeschnittene Legierungsentwicklung statt.

Unter dem Namen AL-CAST haben sich am CCC 15 Unternehmen zusammengeschlossen, die sich gemeinsam das ehrgeizige Ziel gesetzt haben, bis 2015 den weltbesten Aluminiumguss zu entwickeln.

Mechanische Bearbeitung von Großbauteilen

Die in Burg 1991 gegründete G.M.W. Präzisions GmbH & Co KG hat sich auf das Drehen, Fräsen und Schleifen von Großbauteilen spezialisiert. Dabei wurde darauf geachtet, dass die Bauteile aus allen entsprechenden Branchen wirtschaftlich und mit modernster Technik gefertigt werden können. Besonderes Know-How wurde im Bereich von Gas- und Dampfturbinengehäusen sowie in der Sparte der Großverdichtergehäuse erworben.

Die Bearbeitung von Windrädergussteilen, Dieselmotorengehäusen sowie Großgetrieben aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen gehören zum weiteren Tagesgeschäft. Alle Bauteile werden bis zur Montagereife bearbeitet. Ein wichtiger Unternehmensanteil ist die betriebseigene Forschung und Entwicklung. Zur Zeit investiert G.M.W. 20 Mio. Euro in eine neue Halle und Maschinen, um die Nachfrage nach der Bearbeitung von noch größeren Bauteilen befriedigen zu können.

Maßgeschneiderte Fertigungslösungen für den Maschinenbau

Als Outsourcing-Dienstleister im Maschinen- und Anlagenbau bietet das Magdeburger Traditionsunternehmen SKET komplette Problemlösungen für die industrielle Fertigung. Die Vielfalt der Produkte und Werkstücke, die gefertigt, bearbeitet oder montiert werden, ist enorm. Ob Bauteile für die Papierindustrie, Ersatzteile für Walzwerke oder die Bearbeitung von Mühlenböden für die Erzverarbeitung – SKET ist mit einem hochmodernen Maschinenpark, Fertigungskapazitäten, die mit jährlich rund 400.000 Produktionsstunden zu den größten in Deutschland zählen, sowie mit einem hoch spezialisierten Know-how für die unterschiedlichsten Anwenderbranchen tätig. Das Leistungsspektrum reicht vom Einkauf über die Fertigung und Montage bis zur Steuerung aller Logistikprozesse. Als Teil der ENERCON Gruppe fertigt und montiert SKET komplexe Komponenten wie Maschinenhäuser und Rotornaben für Windenergieanlagen. Geschätzt wird SKET auch als Zulieferer für Komponenten zur Bioölgewinnung aus Raps und anderen Ölsaaten. Ebenfalls bemerkenswert sind die Großteile, die SKET für die österreichische voestalpine Giesserei mit höchster Präzision bearbeitet und die vor allem in den Turbinen von Wasserkraftwerken zum Einsatz kommen.

Als Alleinstellungsmerkmal und Wettbewerbsvorteil gilt die Fähigkeit des Unternehmens, große Werkstücke mit einem Gewicht von bis zu 200 Tonnen hochpräzise und mit einer großen Fertigungstiefe bearbeiten zu können.

Elektronenstrahlschweißen als Lohnfertigung auf eigenen Anlagen

Die pro-beam AG mit Hauptsitz in München ist der größte Lohnbearbeiter mit Elektronenstrahltechnik weltweit. Sie hat seit 2001 eine Betriebsstätte in Burg. 2004 wurde hier mit der Großkammer-Vakuum-Elektronenschweißanlage eine Weltneuheit installiert. Sie ermöglicht selbst bei komplizierter Geometrie von Bauteilen qualitativ höchstwertige Schweißnähte bei großvolumigen (6x14m), masseintensiven Teilen für den Maschinen- und Apparatebau, die Luft- und Raumfahrt, für Fahrzeugindustrie, Medizin- und Energietechnik. Gegenwärtig arbeitet die Niederlassung mit der Weser Wind GmbH und anderen Partnern an einem Forschungsauftrag, der die Sicherheit von Fundamenten für Riesen-Windkraftanlagen im küstennahen Bereich (Offshore-Anlagen) garantieren soll. Weitere Auftraggeber sind unter anderem Aerospace Augsburg (Schweißen von 70-mm-Aluminiumplatten für den Dom der Ariane5-Weltraumrakete), Mibrag Theißen (Elektronenstrahlschweißen von Antriebsgurttrommeln im Bergbau), SDMS Saint-Romans, Frankreich (Schweißen von Kupferkavitäten für einen Linearbeschleuniger von 5 Metern Länge).

Das Elektronenstrahl-Schweißverfahren ist für Stumpfnähte konzipiert. Es eignet sich ferner zum Verbinden unterschiedlicher Werkstoffe. Dabei können besonders kleine Toleranzen eingehalten werden. Das Spektrum der Anwendungsmöglichkeiten reicht vom Schweißen feinster Folien bis zum Fügen von Werkstücken bis zu 150 mm Wanddicke in einem einzigen Arbeitsgang. Das Elektronenstrahlverfahren ermöglicht im Vergleich zu anderen Schweißverfahren sehr hohe Prozessgeschwindigkeiten. Die Elektronen treten aus einer Kathode aus, werden durch ein elektrisches Feld beschleunigt (bis zu Zweidrittel der Lichtgeschwindigkeit) und zu einem engen Strahl gebündelt. Beim Auftreffen auf das Werkstück wird die Bewegungsenergie der Elektronen schlagartig in Wärme umgewandelt und der Schweißvorgang unter Vakuumbedingungen vollzogen. Da das Elektronenstrahlschweißen keinen Zusatzwerkstoff benötigt, nimmt die Rentabilität des Verfahrens mit der Blechdicke und der Wertigkeit der zu verschweißenden Materialien zu.

Das Unternehmen bildet gemeinsam mit sechs anderen Firmen, von denen die meisten im Gewerbegebiet Burg-Ost angesiedelt sind, eine Arbeitsgemeinschaft Elektronenstrahlschweißen an Atmosphäre. Der Schwerpunkt der Arbeit im Netzwerk besteht darin, diese Hochtechnologie zum Fügen und Oberflächenbehandeln zu entwickeln und zur Anwendung zu bringen und dies mit der Kompetenz des Maschinen- und Anlagenbauers und deren Zulieferer so zu verknüpfen, dass neue hochwertige Bauteile entwickelt werden, die höchsten mechanischen und thermischen Beanspruchungen standhalten und höchste Maßhaltigkeit besitzen. Ziel der Innovationspolitik des Landes Sachsen-Anhalt ist es, dieses Netzwerk zu einem „Regionalen Wachstumskern Elektronenstrahlschweißen“ auszubauen.

Werkzeugentwicklung und Fertigung aus einer Hand

Die ZOM Oberflächenbearbeitung GmbH ist ein 1993 in Magdeburg gegründetes Unternehmen, das auf den Gebieten der Instandsetzung und der Sonderanfertigung von Zerspanungs- und Formwerkzeugen, dem Schleifen von Werkzeugen sowie der PVD- Hartstoffbeschichtung tätig ist. Vor allem Unternehmen aus der Automobil- und Textilindustrie, des allgemeinen Maschinenbaus, der Feinmechanik, der Optik und der Medizintechnik zählen zum festen Kundenstamm. Grundlage der Bohr-, Fräs- und Reibwerkzeuge sind ausschließlich zertifizierte Hartmetalle europäischer Herkunft. Der Betrieb hält ein umfangreiches und flexibles Leistungsangebot in den Bereichen konventionelles, Spitzenlos-, Flach- und CNC-Schleifen sowie in der Oberflächenveredlung bereit, das durch diverse Serviceleistungen, wie z.B. Abholung und Anlieferung der Werkzeuge, ergänzt wird. Speziell CNC-Schleifmaschinen in Verbindung mit exklusiver Mess- und Prüftechnik bieten bezüglich Oberflächengüte und Genauigkeit Schleifkomfort für höchste Kundenansprüche.

Darüber hinaus verfügt das Unternehmen ZOM über vollautomatisch arbeitende METAPLAS-IONON-Hartstoffbeschichtungs-Anlagen, die durch das Beschichten der Werkzeugoberflächen einen hohen Kundennutzen erzielen. Durch das Auftragen von Hartstoffschichten, wie z.B. Saturn, Titannitrid (TiN), Chromnitrid (CrN), Titankarbonnitrid (TiCN) oder Aluminiumtitannitrid (AlTiN) lassen sich die Produktqualität, die Standzeit und die Produktivität wesentlich erhöhen bzw. die Werkzeugkosten und der Verschleiß erheblich verringern.

Kunststoffe nach Maß

Die Fraunhofer-Gesellschaft verfolgt mit dem Pilotanlagenzentrum für Polymersynthese und verarbeitung PAZ im ValuePark Schkopau das Ziel, die Forschungs- und Entwicklungskapazitäten in der mitteldeutschen Chemie-Region zu stärken und zum Ausbau leistungsfähiger Strukturen beizutragen. Im Fraunhofer PAZ bündeln die Fraunhofer-Institute für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam-Golm und für Werkstoffmechanik IWM in Halle ihre Kompetenzen in der polymeren Material- und Verfahrensentwicklung und in der Polymerverarbeitung. Dabei ist die Vernetzung mit Industrieunternehmen ein wichtiges Anliegen. Auf einer Technikumsfläche von ca. 1000 m2 und ca. 700 m2 Büro- und Laborfläche können sowohl eine Vielzahl technisch relevanter Polymersyntheseverfahren als auch verschiedene Verarbeitungsverfahren durchgeführt werden.

Schwerpunkte im Bereich Synthese sind neben der Bereitstellung von Mustermengen insbesondere die Entwicklung und Optimierung neuer Polymerisationsverfahren und ihre Überführung vom Labor- in den Pilotanlagenmaßstab. In der modular schaltbaren Multifunktionsanlage können u. a. sowohl Lösungs-, Emulsions- und Suspensionspolymerisation als auch Polykondensationsreaktionen realisiert werden. Als besonders vorteilhaft hat sich die große Flexibilität der Anlage herausgestellt, durch gezielte Kombination von Apparaten und Ausrüstungen können die Verfahren genau auf die Kundenwünsche zugeschnitten werden.

Der Bereich Verarbeitung widmet sich der Entwicklung faserverstärkter Thermoplast-Compounds und prototypischer Bauteile unter besonderer Berücksichtigung der Einflüsse der Verarbeitung auf die Werkstoff- und Bauteileigenschaften. Neben einem Compounder mit flexiblen Dosiereinrichtungen und einer Spritzgussmaschine steht hier ein Injection Molding Compounder (IMC) zur Verfügung, der Compoundierung und Spritzguss materialschonend in einem Arbeitsschritt vereint.

Ziel ist es, Ergebnisse aus der Grundlagen- und angewandten Forschung schneller in neuen Produkten und Verfahren umzusetzen. Durch die Zusammenführung moderner Polymersynthese- und Verarbeitungstechnik unter einem Dach steht das Pilotanlagenzentrum Kunden für die Lösung komplexer Probleme auf der gesamten Wertschöpfungskette der Polymere zur Verfügung.

Schlüsselfertige Fabrikautomatisierung

Das Unternehmen SYMACON GmbH aus Barleben ist Spezialist für die Entwicklung und den Bau schlüsselfertiger kundenspezifischer Montage- und Prüfanlagen (Längstaktsysteme, Rundtaktsysteme, Einzelzellen), Roboterlösungen (von Pick-and-Place-Geräten bis zu mehrachsigen Robotern), Bildverarbeitungsanlagen zur Qualitätskontrolle, Lösungen für den Sondermaschinen- und Rationalisierungsmittelbau. Der inhaltliche Fokus liegt dabei in der Automation von Handling-, Montage- und Qualitätskontrollprozessen für Kleinteile und Baugruppen.

Seit der Privatisierung 1993 wurden 170 Industrieprojekte realisiert. Das Unternehmen pflegt strategische regionale und überregionale Partnerschaften sowie eine enge Verbindung zu Universitäten, Hochschulen und Forschungseinrichtungen. Hervorzuheben ist die die langjährige Vertriebspartnerschaft mit der Bosch Rexroth AG sowie mit COGNEX, dem führenden Kamerahersteller in den USA. Hauptabnehmer der Maschinen sind neben zahlreichen Automobilzulieferern auch Unternehmen aus den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik/Elektronik, Pyrotechnik, Pharma-, Medizin-, Kosmetik-, Nahrungs- und Genussmittel-, Verpackungsindustrie sowie Holz- und Textilverarbeitung.

Virtuelle und Erweiterte Realität für Produkte, Systeme und Prozesse

Das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg forscht und entwickelt auf den Schwerpunktgebieten Virtual Engineering, Logistik und Materialflusstechnik, Automatisierung sowie Prozess- und Anlagentechnik. Im Bereich der virtuellen Technologien entwickelt das Fraunhofer IFF weltweit einmalige Lösungen für alle Schritte in der Prozesskette. Mit modernsten Methoden lassen sich im 2006 erbauten VDTC (Virtual Development and Training Centre) maßgeschneiderte Lösungen bereits vor ihrer realen Entstehung visualisieren. Direkt an den Bedürfnissen des Auftraggebers orientiert, werden individuelle interaktive Simulationen beispielsweise für die virtuelle Produkt- und Prozessentwicklung erarbeitet. Komplexe Funktionen von technischen Produkten können getestet und auf diese Weise optimiert werden, bevor der erste Prototyp gebaut ist. Ohne jedes Risiko kann im virtuellen Raum experimentiert werden. Bislang nutzen vor allem die Autobauer die Vorzüge des Virtuellen Entwickelns und Konstruierens. Nun sollen die Technologien auch stärker im Maschinen- und Anlagenbau in Sachsen-Anhalt eingesetzt werden. Das ist beispielsweise das Ziel des Innovationsclusters »Virtual Development, Engineering and Training«. Das VDTC bietet dabei umfassende Möglichkeiten für das Training und die Schulung von Fachpersonal, z.B. durch die Kopplung realer Steuerungen an virtuellen Modellen. In einem speziellen Szenariokonzept werden Lerninhalte didaktisch aufbereitet und zusammen mit der virtuellen Abbildung der Modelle hinterlegt.

Die Techniken der Virtuellen Realität (VR) und der Erweiterten Realität (AR) lassen sich überall dort einsetzen, wo komplexe oder auch gefährliche Prozessabläufe simuliert werden sollen, um Probleme schon vor Produktionsstart zu beseitigen. Um die Technologie weiterzuentwickeln und anwendbar zu machen fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) drei neue Verbundprojekte bis 2011 mit rund 39 Millionen Euro im Rahmen der Innovationsallianz »Virtuelle Techniken«. Wissenschaftlich-technische Drehscheibe für die drei Projekte AVILUS (Angewandte Virtuelle Technologien im Produkt- und Produktionsmittellebenszyklus), AVILUSplus (Angewandte Virtuelle Technologien mit Langfristfokus auf dem Produkt- und Produktionsmittellebenszyklus) und VIERforES (Virtuelle und erweiterte Realität für höchste Sicherheit und Zuverlässigkeit eingebetteter Systeme) ist das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (FhG IFF) in Magdeburg. Neben der Förderung durch das BMBF beteiligen sich Industriepartner in den nächsten fünf Jahren mit Investitionen in Höhe von 170 Millionen Euro.

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