Wirtschaftliche Energieeinsparpotenziale in industriellen Schweiß- und Lötverfahren in Deutschland
BetreuerM.Sc. M.Sc. Jean-Christian Brunke
AbteilungESA
Art der Arbeit:theoretisch
Studienrichtung:alle
Beschreibung der Arbeit

Die Steigerung der Energieeffizienz ist eines der zentralen Ziele der europäischen Energie- und Klimapolitik im Rahmen der 20/20/20-Ziele. Von großer Bedeutung zur Erreichung dieser Ziele ist der Industriesektor. In Deutschland sind etwa 22 % der CO2-Emissionen, 28 % des Endenergieverbrauchs sowie 39 % des Stromverbrauchs dem gesamten Industriesektor zuzuordnen.

Thermische Fügeverfahren wie Schweißen und Löten sind in nahezu allen Bereichen der metallverarbeitenden Industrie und darüber hinaus unverzichtbar, um aus Einzelteilen Produkte zu fertigen. Dabei stellt die Schweißtechnik eine echte Querschnittsdisziplin dar. Neben Maschinenbau, Elektrotechnik und Elektronik sind Werkstoffwissenschaften, Konstruktion und Berechnung von großer Bedeutung. Die Sicherheit eines Bauteils, einer Anlage oder Bauwerks wird aber nicht erst durch die Qualität der Fertigung und der verwendeten Verfahren bestimmt. Wesentlich von Einfluss ist die Konstruktion, die neben der Gestaltung auch die Berechnung und die Werkstoffauswahl umfasst. Dies trifft in besonderem Maße zu, wenn im Fertigungsablauf Fügeprozesse enthalten sind. Aus diesem Grund spielten die Energiekosten bei der Wahl und Auslegung von thermischen Fügeverfahren bisher eine untergeordnete Rolle und worden in der Literatur nur vereinzelt aufgegriffen (s. bspw. Goecke und Krautwald 2012).

Aufgabenstellung

Ziel der Arbeit ist es, die in deutschen Industrie zur Anwendung kommenden Schweiß- und Lötverfahren hinsichtlich des spezifischen Energieeinsatzes, Zeit und Energiekosten zu analysieren, Energieeinsparmaßnahmen zu identifizieren und ökonomisch zu bewerten. Daneben soll eine Übersicht erstellt werden in welchen Industrien bzw. Anwendungsfällen welche Fügeverfahren zur Anwendung kommen und deren Häufigkeit bzw. Verteilung für ein Mengengerüst abzuschätzen (vgl. IGZ 2003) auf dessen Basis das Endenergieeinsparpotenziale berechnet wird.

Die Aufgabenstellung der Arbeit gliedert sich wie folgt:
  1. Techno-ökonomische Analyse von in der Industrie geläufigen Schweiß- und Lötverfahren. Charakterisierung der Anwendungsfälle (Werkstoff, Festigkeit, Geschwindigkeit, bezogene Nahtenergie).

  2. Identifikation und techno-ökonomische Bewertung von Energieeinsparmaßnahmen

  3. Erstellung eines Mengengerüsts der in Deutschland zur Anwendung kommenden (mit Unterstützung des Betreuers, s. bspw. IGZ 2003).

  4. Ableitung des wirtschaftlichen Energieeinsparpotenzials für Schweiß- und Lötverfahren in Deutschland.

Goecke, Sven-Frithjof; Krautwald, Anno (2012): [ENERWELD]. Effiziente thermische Fügeverfahren. 1. Aufl. Brandenburg: Fachhochsch. Fertigungs- und Produktionstechnik Maschinenbau im Fachbereich Technik (Ressourceneffizienz in der Produktion).

IGZ - Kompetenzzentrum Fügetechnik (Hg.) (2003): Auszug aus Ergebnissen einer Unternehmensbefragung. Anwendung und Trends in der Fügetechnik Positionierung des IGZ Fügetechnik. Online verfügbar unter http://www.igz-fuegetechnik.de/media/Unternehmungsbefragung.pdf, zuletzt geprüft am 18.02.2014.

Beginn der Arbeit
ab sofort