Das AIT Austrian Institute of Technology und die Firma Plansee
arbeiten gemeinsam daran, den Energieverbrauch in der
Produktion zu senken
Wien (APA-ots) - Die hochschmelzenden Metalle Molybdän, Wolfram, Tantal
und Niob sind in der Technik extrem wichtig: Sie sind sehr
widerstandsfähig und haben einen hohen Schmelzpunkt. So werden
Produkte aus diesen Materialien zum Beispiel in Computertomografen,
in Smartphones oder in der Photovoltaik eingesetzt. Einer der
weltweiten Spezialisten für diese Werkstoffe ist seit mehr als 100
Jahren das Tiroler Unternehmen Plansee Hochleistungswerkstoffe (HLW).
Um ihre volle Leistungsfähigkeit zu erreichen, müssen diese
Materialien einer energie- und zeitintensiven Wärmebehandlung
unterzogen werden. In vielen Fällen machen Komponenten einen
Glühprozess durch. Das geschieht unter anderem in elektrisch
beheizten Hochtemperaturöfen, in welche die Produkte eingeschichtet
werden und die mit einer Zonentemperaturregelung ausgerüstet sind.
Für jede Heizzone gibt es eine Vorgabe, welche Temperatur erreicht
werden muss. "Da der Glühprozess einen vergleichsweise hohen
Energieeinsatz erfordert, muss dieser Prozess im Sinne der
Ressourcenschonung und der Einsparung teurer Energie optimiert
werden", erläutert Gerfried Weiss, Produktionsleiter bei Plansee.
Dazu wurde gemeinsam mit dem AIT Austrian Institute of Technology ein
Forschungsprojekt aufgesetzt.
Zwtl.: Mindest-Glühzeit muss eingehalten werden
Bei einem Glühprozess wird der Ofeninnenraum so lange erhitzt, bis
die vorgegebene Zonentemperatur erreicht ist. Danach wird diese
Temperatur für eine gewisse Haltezeit auf diesem Niveau gehalten -
dies soll garantieren, dass die Produkte auf die vorgegebene
Temperatur erwärmt und eine bestimmte Mindest-Glühzeit bei dieser
Temperatur geglüht werden. Anschließend werden die Produkte wieder
abgekühlt.
In der Praxis ist die exakte Einhaltung dieser Mindest-Glühzeit
nicht trivial, da der Temperaturverlauf der Produkte sehr stark von
der Beladung des Ofens abhängt und der Temperaturverlauf aufgrund der
thermischen Trägheit der Materialien nicht genau der Zonentemperatur
folgt. Überdies kann die Temperatur (bis zu 1.800 Grad Celsius) der
wärmebehandelten Gegenstände kaum direkt gemessen werden - zum einen
sind entsprechende Lastthermoelemente teuer, sensibel und schwierig
zu installieren, zum anderen sind Softwaremodelle zur
Temperaturschätzung sehr aufwendig. Daher geht man in der Praxis eher
auf Nummer sicher und wählt eine längere Dauer für den Glühprozess.
Ist diese zu kurz, wird das Glühgut nicht lang genug homogen geglüht,
was sich negativ auf die Materialeigenschaften auswirkt. Ist sie aber
zu lange, wird Zeit und Energie verschwendet.
Um den Glühprozess zu optimieren, hat Plansee gemeinsam mit
Forscher:innen des AIT Austrian Institute of Technology das Projekt
ThermoTec gestartet. "In diesem Projekt haben wir das Know-how von
Plansee zu Materialien und Prozessen mit unserem Wissen über die
Regelung schwieriger und komplexer Prozesse kombiniert", erläutert
AIT-Projektleiter Martin Niederer. Er und seine Kolleg:innen arbeiten
am AIT Center for Vision, Automation & Control in der
Forschungsgruppe Complex Dynamical Systems an der Optimierung und
Automatisierung von Produktionsprozessen.
Zwtl.: Hohe Energie- und Zeiteinsparung bei gleichbleibender Qualität
Durch aufwendige Messungen, Analysen und Modellierungen konnte nun
ein Algorithmus entwickelt werden, mit dessen Hilfe die gewünschte
Mindest-Glühzeit für jede beliebige Beladung zuverlässig eingestellt
werden kann.
Bei der experimentellen Validierung des Algorithmus in mehr als
230 Glühfahrten an einem Ofen über ein Jahr verteilt zeigte sich,
dass die Haltezeit des Prozesses im Durchschnitt um 20 Prozent
gesenkt werden konnte. Die Reduktion des Energiebedarfs und der
CO2-Emissionen entsprechen dem Verbrauch von 15
Einfamilienhaushalten.
In begleitenden Werkstoffprüfungen wurde gezeigt, dass die
Produktqualität unverändert hoch blieb. Durch die Optimierung sank
überdies die Gesamtdauer des Prozesses um knapp 12 Prozent, was eine
bessere Auslastung des Ofens ermöglicht. "Das Verfahren sorgt für
eine exakte Einhaltung der Mindest-Glühzeit, woraus sich eine
Einsparung von Energie und damit Heizkosten sowie ein verbesserter
Durchsatz bei gleichbleibend hoher Qualität ergibt", fasst Tobias
Glück, Leiter der Competence Unit Complex Dynamical Systems zusammen.
Zwtl.: Einsatz des neuen Verfahrens in der Praxis
Das Verfahren wird mittlerweile bei Plansee im Produktivbetrieb
eingesetzt und trägt damit zur Senkung des Energiebedarfs in der
Produktion bei. "Der neue Algorithmus ist in die vorhandene
Ofensteuerung integrierbar und kann somit problemlos auf andere Öfen
übertragen werden. Dies werden wir in den kommenden Monaten weiter
umsetzen", berichtet Bernhard Mayr-Schmölzer, Entwicklungsingenieur
bei Plansee.
Zwtl.: Über das Center for Vision, Automation & Control
Das Center for Vision, Automation & Control (VAC) am AIT Austrian
Institute of Technologie ist eine Forschungseinheit, die die
Möglichkeiten der Automatisierung und Digitalisierung nutzt, um
Innovationen für die Industrie zu initiieren und voranzutreiben.
Mit dem Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN)
der TU Wien hat das Center einen international wissenschaftlich
führenden Kooperationspartner im Bereich der System- und
Automatisierungstechnik. Daher kann es den gesamten
Innovationsprozess von der Grundlagenforschung bis hin zur
industriellen Umsetzung begleiten. Dabei geht es um die Erfassung von
Informationen durch (bildgebende) Sensorsysteme über die
Sensorfusion, die Kombination von physikalisch basierten Modellen mit
Konzepten des maschinellen Lernens und der Datenanalyse, die Nutzung
dieser Informationen in der Fehlererkennung und -isolation, der
Optimierung und Regelung bis hin zu den kognitiven Entscheidungen für
autonome Systeme.
Innerhalb des Centers forscht die Competence Unit "Complex
Dynamical Systems" (CDS) im Bereich der System- und
Automatisierungstechnik mit einem Fokus auf Digitalisierung,
Automatisierung und Optimierung von Komponenten, Prozessen und
Produkten. Durch die Anwendung fortgeschrittener systemtheoretischer
Konzepte auf reale Fragestellungen wird eine Brücke zwischen
akademischer Forschung und industrieller Praxis geschlagen.
[www.ait.ac.at/vac] (http://www.ait.ac.at/vac)
Zwtl.: Über das AIT
Das AIT Austrian Institute of Technology ist Österreichs größte
Research and Technology Organisation (RTO) und spielt bei vielen
Infrastruktur-Themen weltweit in der ersten Liga. Mit seinen sieben
Centern beschäftigt sich das AIT mit den zentralen
Infrastrukturthemen der Zukunft und versteht sich als hoch
spezialisierter Forschungs- und Entwicklungspartner für die
Industrie. Durch die Forschung und technologischen Entwicklungen des
AIT werden grundlegende Innovationen für die nächste Generation von
Infrastrukturtechnologien in den Bereichen Energy, Low-Emission
Transport, Health & Bioresources, Digital Safety & Security, Vision,
Automation & Control und Technology Experience verwirklicht. Ergänzt
werden diese wissenschaftlichen Forschungsgebiete um die Kompetenz im
Bereich Innovation Systems & Policy. Als nationaler und
internationaler Knotenpunkt an der Schnittstelle zwischen
Wissenschaft und Industrie macht das AIT dank seiner
wissenschaftlich-technologischen Kompetenz, Erfahrung auf den
Märkten, der engen Kundenbindung und einer hervorragenden
Forschungsinfrastruktur Innovationen möglich.
* [www.ait.ac.at] (http://www.ait.ac.at/)
* [https://www.ait.ac.at/blog] (https://www.ait.ac.at/blog)
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* [https://www.ait.ac.at/news-events]
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[https://www.linkedin.com/company/austrian-institute-of-technology/]
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Zwtl.: Über Plansee HLW
Plansee HLW ist Experte für die Herstellung von Komponenten aus
Molybdän, Wolfram und Tantal. Ob in der Elektronik, der
Beschichtungstechnik oder in Hochtemperaturöfen - wo herkömmliche
Metalle an ihre Grenzen stoßen, kommen die Refraktärmetalle,
Legierungen und Verbundwerkstoffe von Plansee zum Einsatz. Gegründet
1921 in Reutte, Österreich, ist Plansee heute ein internationales
Unternehmen mit 32 Standorten in 24 Ländern. Darunter 13
Produktionsstätten in den USA, Europa und Asien.
[www.plansee.com] (http://www.plansee.com/)
Keywords
#Ressourceneffizienz #industrielleFertigung #Prozessoptimierung
#ThermoTec #Metallproduktion #Ofensteuerung
Bild(er) zu dieser Aussendung finden Sie im AOM / Originalbild-Service
sowie im OTS-Bildarchiv unter http://bild.ots.at
Rückfragehinweis:
Daniel Pepl, MAS MBA
Corporate and Marketing Communications
AIT Austrian Institute of Technology
T +43 (0)50550-4040
daniel.pepl@ait.ac.at I www.ait.ac.at
Dr. Iman Kulitz, MA
Marketing and Communications
AIT Austrian Institute of Technology
Center for Vision Automation & Control
Mobil +43 (0) 664 8890 4335
iman.kulitz@ait.ac.at I www.ait.ac.at
Pressekontakt Plansee
Veronika Rölle
Plansee SE
Marketing Communications
Tel.: +43 5672 600 2422
Veronika.roelle@plansee.com, www.plansee.com
Digitale Pressemappe: http://www.ots.at/pressemappe/2009/aom
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