ELEMENTS MOTOR FÜR - Evonik Industries
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INTERVIEW: WIE FORSCHUNG WÄRMEDÄMMUNG: WARUM
SPASS MACHT SCHLANKER BESSER IST
ELEMENTS DEZEMBER 2016
# 57
MOTOR
FÜR
EFFIZIENZ*
DAS INNOVATIONSMAGAZIN
2
Wir wissen, was die Zukunft bringt. Evonik ist der kreative Industriekonzern aus Deutschland.
Mit Ideenreichtum, mit Spezialchemie und mit unserer
Schließlich beliefern wir sie. strategischen Innovationseinheit Creavis liefern wir die
Lösungen, die unsere Welt von morgen prägen werden –
von Kosmetik bis 3D-Druck. Unser Know-how und unsere
klare Vision von der Zukunft machen uns zu einem verläss-
lichen Partner für Industrie und Investoren. Gerne auch
für Sie. Besuchen Sie die Zukunft unter www.creavis.de.
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIK
EDITORIAL
Glänzende Aussichten für
lackierte Holz- und Kunst
stoffoberflächen Seite 30
Know-how statt Rohstoffe
INHALT
Würden Sie ein Auto fahren, das 40 Liter
Benzin auf 100 Kilometer braucht? Wohl eher
nicht. Anders verhält es sich beim Wohnen: Dr. Ulrich Küsthardt
4 Additive Manufacturing Das Umweltbundesamt schätzt, dass sich der Chief Innovation
Officer
Wo 3D-Druck Chancen für Primärenergiebedarf eines Gebäudes durch Evonik Industries AG
die Serienfertigung bietet
energetische Sanierung um bis zu 90 Prozent ulrich.kuesthardt
9 Gastkommentar @evonik.com
Prof. Dr.-Ing. Gerd Witt über
senken lässt. Immerhin 28 Prozent des welt
die Herausforderungen beim weiten Energieverbrauchs werden durch Gebäude
Additive Manufacturing verursacht, in der westlichen Welt sind es
10 Thermal Insulation sogar 45 Prozent.
Wieso dünne Wärmedämm- Eine solch ineffiziente Nutzung von
platten vor Brand schützen Ressourcen geht zulasten von Ökologie und
16 Interview Ökonomie. Für Evonik mit seinen großen
Dr. Gerd Löhden über die Stoff- und Energieströmen ist maximale
Innovationsstrategie des Seg-
ments Resource Efficiency Wertschöpfung bei minimalem Rohstoffeinsatz
daher Pflicht. Und mehr noch: Unser Segment
19 Friction & Motion
Wie Reibungsverluste weiter Resource Efficiency produziert nicht nur
verringert werden sollen ressourceneffizient, sondern verkauft auch
22 Evonik Meets Science Ressourceneffizienz. Seine Produkte helfen,
Wie Hochschulkooperatio- Energien und Rohstoffe zu sparen oder die
nen das Thema Ressourcen Lebensdauer von Konsumgütern zu verlängern. 3
effizienz voranbringen
Wie das Segment auch künftig dazu beitragen
30 Surface Solutions will, war Thema unseres Forums Evonik Meets
Womit Holz- und Kunststoff
oberflächen lange glänzen Science. Auf der Agenda für mehr Ressourcen
effizienz durch Technologien von Evonik
36 Evonik-Innovationspreis
Die Finalisten standen zum Beispiel Weiterentwicklungen im
Bereich Mobilität. Schon heute lässt sich der
40 Innovationsnetzwerk
Wo Resource Efficiency Kraftstoffverbrauch mit dem Silica-Silan-
forscht und entwickelt System für Reifen um bis zu acht Prozent und mit
innovativen Additiven für Schmierstoffe um bis
14 Corporate Foresight
zu vier Prozent senken. Dass Ressourceneffizienz
Zero Cost Energy ohne Katalysatoren kaum möglich ist, zeigte
20 Data Mining Prof. Dr. Matthias Beller an vielen Beispielen.
Friction & Motion Prof. Beller ist einer der weltweit führenden
27 Company News
Fotos: shutterstock, Dirk Bannert, Stefan Wildhirt
34 Professionals Katalyseforscher, den wir jetzt mit unserer
Chemikerkarrieren Friedrich-Bergius-Lecture gewürdigt haben.
42 Wunschzettel Wie bei Evonik Meets Science dreht sich auch
Prof. Dr. Wolfgang M. Heckl in diesem Heft alles um Ressourceneffizienz.
43 Lesetipps | Impressum
So vielfältig die Projekte sind, die wir hier
vorstellen, haben sie doch eines gemeinsam:
Sie setzen auf verschwenderischen Umgang mit
Know-how, nicht mit Rohstoffen.
Titel und Rücktitel: C3 Visual Lab
Feedback
Sechs Chemiker, sechs Wege, ein Ziel Sagen Sie uns Ihre
Seite 34 Meinung zu elements:
elements@evonik.com
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIK
GLOBAL CHALLENGES: ADDITIVE MANUFACTURING
EINLEGESOHLEN AUS
DEM 3D-DRUCKER
Das kanadische Start-up Wiivv Wearables, an dem Evonik über seine Venture-
Capital-Einheit beteiligt ist, setzt den 3D-Druck für die individualisierte
Massenproduktion von biomechanisch optimierten Einlegesohlen ein.
polsternde
Deckschicht
3D-gedruckte
Polyamidsohle
4 Silikonkissen zur
Stabilisierung
Antirutsch-Pad
Grafik: C3 Visual Lab
Foto: shutterstock
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIK
GLOBAL CHALLENGES: ADDITIVE MANUFACTURING
E
Polyamide sind hart im Nehmen und deshalb beliebt als Von Wolfgang Diekmann, Thomas
Große-Puppendahl und Sylvia Monsheimer
Konstruktionswerkstoff oder in Beschichtungen. Sie
können aber noch mehr: Experten im Geschäftsgebiet in Paradigmenwechsel ist im
Gang in den Fertigungsstätten
High Performance Polymers entwickeln spezielle der Industrie: Normalerweise
Polyamidpulver für werkzeuglose 3D-Druckverfahren. muss Kunststoffmaterial ge-
schmolzen und in vorgegebene
Damit werden komplexe Formen und individualisierte Formen gegossen oder gepresst
Objekte in der Serienproduktion möglich. werden, damit ein entsprechendes Element
ERFOLGE
entsteht. Sogenannte additive Verfahren
setzen da an, wo die Formgebung an ihre
Grenzen stößt: Auf Basis eines digitalen,
dreidimensionalen Bauplans wird Material
schichtweise auf eine Grundfläche aufge-
tragen. Nach jeder Lage senkt sich die Flä-
IN SERIE
che um Bruchteile eines Millimeters ab, und
eine weitere Schicht wird hinzugefügt. In-
nerhalb kurzer Zeit entsteht ein räumliches
Gebilde, das der digitalen Vorgabe exakt
entspricht – ohne spezielle Werkzeuge, ohne
große Nachbearbeitung.
Bislang kamen additive Prozesse – meist
spricht man vom 3D-Drucken – vor allem
für Prototypen und Modelle zum Einsatz. Die
Vorteile liegen auf der Hand: Ist das Ergebnis
nicht optimal, wird schlicht der Datensatz
geändert und neu gedruckt. Auch überall
dort, wo Produkte nur in kleinen Stück
zahlen benötigt werden, ist die herkömm
liche Fertigung in der Regel zu aufwendig
und zu teuer. Beispiele dafür sind Kompo-
nenten für Fahrzeuge mit Sonderausstat-
tung, Gehäuse für Spezialmaschinen, aber 5
auch Greifer für Roboter, die wechselnde
und empfindliche Gegenstände transpor-
tieren und verpacken sollen.
Flugzeugbau und Medizintechnik
treiben 3D-Druck
Seit wenigen Jahren etabliert sich die neue
Art der Formgebung auch in der Serien-
fertigung. Zu den wichtigsten Treibern ge-
hören Flugzeugbau und Medizintechnik.
Beim Flugzeugbau müssen Teile leicht,
sehr kompakt, hochfunktional und zu-
dem hitzebeständig sein. Sowohl Boeing als
auch Airbus setzen bereits Komponenten
aus dem Drucker ein: Mehr als 30 Bauteile
Umsatz 3D-Druck
in Mrd. US-$ 17,2 des 787 Dreamliner von Boeing werden laut
dem Berater Terry Wohlers durch selektives
+25 % Lasersintern hergestellt. Airbus hat bereits
11,0 +12,7 erfolgreich einen bionisch geformten Kabi-
pro Jahr
Mrd.
US-$ nenhalter im 3D-Druck gefertigt. Er dient
7,0 dazu, den Crew-Ruheraum an Bord des
4,5 neuen Langstreckenflugzeugs A350 XWB zu
befestigen, und ist seit 2014 im Einsatz.
In der Medizintechnik spielt ein anderer
2014 2016 2018 2020 Faktor eine Rolle: Kein Mensch gleicht dem
anderen. Daher müssen Prothesen, Hilfs-
Attraktives Wachstum mittel oder auch Operationsgeräte individu-
ell vermessen und angepasst werden. Über
Laut Prognosen wächst der Markt für 3D-Druck
jährlich um circa 25 %. Treiber sind Technologien
3D-Druck entstehen beispielsweise kleine
auf Basis von Kunststoffpulver, wie selektives Bohr- und Sägehilfen für Knieoperationen
Lasersintern, und auf Basis von Metall. oder Hörgeräte.
Quelle: A. T. Kearney Für Kunststoffe ist die additive Fertigung
ein vielversprechender Markt. Sie sind be-
ständig, leicht schmelzbar, in ihren Eigen-
schaften ausgesprochen variabel und
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIK
GLOBAL CHALLENGES: ADDITIVE MANUFACTURING
damit prädestiniert für diese zukunfts-
Die Multi-Jet-Fusion™-Technologie von HP
weisende Technologie. Mit Polyamid 12
(PA12) ist Evonik einer der weltweit führen- In den mit Pulver gefüllten Bauraum (a) werden zwei Flüssigkeiten (Agents) mit unterschiedlicher
den Anbieter von Pulvern für den 3D-Druck; Wärmeleitfähigkeit in das Pulverbett gedruckt (b, c). Die wärmeleitfähige Flüssigkeit bewirkt,
mit VESTAKEEP® AM 9000 bietet der Kon- dass das bedruckte Pulver unter Infrarot schmilzt und die jeweilige Schicht bildet (d). Die zweite Flüssig-
keit fungiert als Detailing Agent und sorgt für scharfe Kanten und gute Oberflächenqualität (e).
zern sogar ein PEEK-Material (Polyether
Quelle: HP
etherketon) für den Einsatz im Hochtempe-
raturbereich. 2015 hat sich Evonik Zugang Pulverauftrag Drucken des Drucken des Energie
zu einem hochinnovativen Marktsektor der Fusing Agent Detailing Agent
Wearables, der am Körper getragenen Elek-
tronik, verschafft: Das Unternehmen betei-
ligt sich über seine Venture-Capital-Einheit
an dem kanadischen Start-up Wiivv Wear Pulver
aufschmelzen
ables Inc. Wiivv produziert aus PA12 bio- Pulver verschmolzen
mechanisch optimierte Einlegesohlen und
verschmolzen
gehört zu den Ersten, die additive Verfahren
für die individualisierte Massenproduktion
(a) (b) (c) (d) (e)
nutzen. Für die Sohlen erstellt eine Software
anhand von Fotos zunächst eine 3D-Form
des Fußes. Die Form wird dann in Daten
übersetzt, die ein entsprechender Drucker loten daher im Moment aus, wo die Grenzen schmilzt. Die Dicke der einzelnen Schicht
sofort verarbeiten kann. Künftig sollen zu- der Wirtschaftlichkeit herkömmlicher Ver- liegt in der Regel bei 0,10 bis 0,12 Millime-
sätzlich elektronische Sensoren in die Soh- fahren liegen und für welche Produkte es tern, der Zuwachs pro Stunde bei zwei bis
len integriert werden. Damit lassen sich Be- lohnt, auf additive Fertigung umzustellen. vier Zentimetern.
wegungsabläufe etwa im Profisport erfassen In der Begeisterung über den ganz neuen Zu diesen Verfahren gehört das selektive
und verbessern. Weg zu hochfunktionalen Bauteilen wird je- Lasersintern, bei dem ein Laser die Bauteile
doch leicht übersehen, dass es nicht nur um erzeugt. Das selektive Heizschmelzen (SHS)
Schnelle Durchdringung den Faktor Zeit geht. Damit additive Verfah- nutzt statt des Lasers einen thermischen
des Markts erwartet ren wettbewerbsfähig und wirtschaftlich Druckkopf. Relativ neu ist das High Speed
Der digitale Schichtbau ist sauber, schnell werden, spielen andere Punkte ebenfalls Sintering (HSS). Hier wird das Pulver mit
und innovativ – er passt also perfekt in eine eine entscheidende Rolle: Wie reproduzier- einer energieabsorbierenden Tinte bedruckt
Industriewelt, in der jeder Cent und jede Se- bar sind die Eigenschaften eines additiv ge- und unter Infrarotlicht erwärmt. Der Vorteil
kunde zählen. Entsprechend hoch sind seit fertigten Produkts? Wo werden Standards dieser Sinterprozesse liegt darin, dass ex-
6 Jahren die Erwartungen an die Entwicklung für Material und Maschine gebraucht? Wel- terne Stützstrukturen auch bei auskragen-
der werkzeuglosen Fertigung. Marktfor- che Verfahren und welche Werkstoffe setzen den Segmenten überflüssig sind. Vielmehr
scher prognostizieren, dass der Weltmarkt sich durch? gibt das umliegende Pulver dem in die Höhe
in den Jahren 2015 bis 2020 um circa 25 Pro- Für Bauteile aus Polyamid haben sich bis- wachsenden Bauteil ausreichend Halt und
zent pro Jahr wachsen wird. lang pulverbasierte Verfahren (Powderbed wird nach der Fertigung aufbereitet und er-
Einiges spricht tatsächlich für eine Fusion) im Markt etabliert. Damit werden neut eingesetzt.
schnelle Marktdurchdringung: 3D-Drucker derzeit einige Serienprodukte sowie Test-
sind leistungsfähiger als noch vor wenigen bauteile und viele Funktionsprototypen Neue Polyamide für
Jahren. Erfassung, Speicherung und Verar- hergestellt. Bei diesen Prozessen wächst die moderne Sinterverfahren
beitung enormer Datenmengen sind keine Struktur in einem Pulverbett aus Polymer- Polyamid 12 ist auch das Material der Wahl
Hürden mehr. Auch die Palette der geeig- partikeln, in dem eine Energiequelle Schicht für ein neues Verfahren des amerikanischen
neten Materialien wird größer. Viele Firmen für Schicht das dreidimensionale Profil er- IT-Konzerns HP Inc. (ehemals Hewlett-
Digitale Schichtarbeit
Das Prinzip der additiven Fertigung am Beispiel des Lasersinterns:
Dabei werden die Bauteile auf Basis eines Computermodells automatisch Schicht für Schicht mit einem Laser aufgebaut. Quelle: EOS
Grafik: C3 Visual Lab
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
(1) Digitales Datenmodell des Bauteils (2) Auftrag der Pulverschicht (3) Verschmelzen des Pulvers im Bauteilquerschnitt (4) Bauplattform senkt sich (5) Auftrag
der nächsten Pulverschicht (6) Der Vorgang wiederholt sich, bis das Bauteil fertig ist (7) Fertiges Bauteil nach Entfernen des nicht verschmolzenen Materials
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIK
GLOBAL CHALLENGES: ADDITIVE MANUFACTURING
SCHABLONEN
NACH MASS
3D-gedruckte Bohrhilfen, die individuell an die
Anatomie des Patienten angepasst sind, erleichtern dem
Chirurgen zum Beispiel die Operation eines Knies.
Führung für chirurgischen Bohrer
Knochen
Bohrschablone
Quelle: Materialise
7
Packard), das der Konzern durch sein Open und weitere Pulvermaterialien für die Multi-
Platform Program vermarktet. Die soge- Jet-Fusion™-Technologie bereitstellen.
nannte Multi-Jet-Fusion™-Technologie Evonik hat Polymere und Additive für
funktioniert ganz ähnlich wie das bekannte verschiedene 3D-Druck-Verfahren im Port-
Tintenstrahldrucken. Auf eine hauchdünne folio. Das Geschäftsgebiet High Performance
Pulverschicht tragen zahlreiche Düsen zwei Polymers konzentriert sich aber insbeson-
verschiedene Agenzien auf: Das Fusing Agent dere auf die Weiterentwicklung der Poly
zeichnet sehr präzise die gewünschte Form amidpulver. Sie sind aufgrund ihrer me-
des Bauteils vor, ein zweites Hilfsmittel mar- chanischen Eigenschaften, der chemischen
kiert die neutrale Umgebung. Die gesamte Resistenz und des hohen Schmelzpunkts
Fläche wird dann über Infrarotlampen er- ideal für derzeit verfügbare Sinterprozesse
wärmt. Dabei nimmt nur das F using Agent und werden am Markt weiter an Bedeutung
die Wärme auf und gibt sie an die Pulver gewinnen. Daher baut der Konzern seine
partikel weiter. Sie verschmelzen zur vorge- Kapazitäten aktuell aus. Eine neue Pro-
Grafik: C3 Visual Lab
gebenen Struktur, während das umgebende duktionsstraße in Marl soll ab Ende 2017 die
Material davon unberührt bleibt. Jahreskapazitäten für spezielle VESTOSINT®
Die Vorteile: Der Prozess arbeitet rund Pulver um 50 Prozent steigern.
zehnmal so schnell wie andere additi- Die Experten von High Performance Poly
ve Verfahren. Zudem schont das indirekte mers loten das Potenzial auch anderer Poly
Foto: Getty Images
Aufschmelzen die Kunststoffketten, sodass amide für die werkzeuglose Fertigung aus.
die definierten Eigenschaften des Werkstoffs Neu entwickelt wurde beispielsweise das
erhalten bleiben. Evonik wird sich an dem Polyamid 613. Sein höherer Schmelzpunkt
Open Platform Program von HP beteiligen sorgt für besonders gute Temperatur
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIK
GLOBAL CHALLENGES: ADDITIVE MANUFACTURING
MEHR FREIHEIT
BEIM DESIGN
Durch additive
Fertigung lassen sich
komplexe drei
dimensionale Formen
werkzeuglos in einem
Stück herstellen.
beständigkeit, zudem zeigt das Material
eine exzellente Steifigkeit, verbunden mit
optimaler Bruchdehnung. Produkte aus
PA613 sind daher extrem fest, aber nicht
»Kooperationen öffnen Die Experten
spröde und somit ideal für alle Mobilitäts- die Tür zu einem der
anwendungen, bei denen Teile leicht und
präzise, zugleich hoch belastbar und bruch-
spannendsten Zukunfts-
sicher sein müssen. Derzeit wird der neue märkte für Hoch
3D-Werkstoff bei Kunden bemustert. Er-
folgreich getestet wurde PA613 bereits im
leistungspolymere.«
Motorsport: Ein Luftkanal mit integriertem Sylvia Monsheimer Wolfgang Diekmann
Test bestanden Wärmeschild überstand problemlos mehre- ist im Innovations-
Dass der neue re Rennen in einem Lotus-Rennwagen. management des
3D-Kunststoff PA613 Damit die werkzeuglose Fertigung serien- Segments Resource
Auf dem Weg zu einer werkzeuglosen Se-
problemlos unter der Efficiency verantwort-
Motorhaube verbaut reif wird, braucht es nicht nur das richtige rienfertigung sind daneben noch andere lich für die Entwick-
werden kann, bewies Material und ein schnelles Verfahren. Zu- Herausforderungen zu meistern. Die Wirt- lung von Pulver-
ein daraus gefertigter sätzlich ist entscheidend, dass Qualität und schaftlichkeit der Verfahren muss deutlich materialien für den
Luftkanal mit inte Zuverlässigkeit der gesamten Wertschöp- gesteigert werden, beispielsweise durch 3D-Druck.
8
griertem Wärmeschild
fungskette sichergestellt werden. Stabile höhere Recyclingraten des Materials und wolfgang.diekmann
in einem Lotus-Renn-
Prozesse, eine gleichbleibend hohe Qualität konstant kurze Fertigungszeiten. Die Pa- @evonik.com
wagen.
des Werkstoffs und reproduzierbare Eigen- lette der verfügbaren und erprobten Werk-
schaften der gefertigten Bauteile haben aus stoffe muss breiter werden. Auch fehlt es an
Sicht der Anwender höchste Priorität. scheinbar ganz simplen Erfahrungen: Sind
Das deutsche Unternehmen EOS, Markt- vor- und nachgeschaltete Verarbeitungs-
führer bei Anlagen für das Lasersintern und prozesse für 3D-Bauteile notwendig, und
langjähriger Partner von Evonik, hat daher wie müssen sie aussehen?
im Juli 2016 eine Qualitätsinitiative gestar- Auch wenn die additive Fertigung lang-
tet. Sie umfasst alle technischen Faktoren samer Fuß fassen wird als noch vor weni- Thomas Große-
von Material, Prozess und Lieferkette, die gen Jahren prognostiziert – die Polymer Puppendahl leitet im
direkt Einfluss auf die Produktqualität ha- experten von Evonik sind entschlossen, Geschäftsgebiet High
ben. Evonik beteiligt sich an dieser Initiative sich konsequent jede neue Anwendung zu Performance Polymers
die Produktlinie
und wird umfassendes Know-how und be- erobern. Das bedeutet, die Dynamik im
Engineered Products.
währtes Qualitätsmanagement bei Rohstof- Markt zu beobachten, Innovationen vor-
thomas.grosse-
fen und Pulvertechnologie einbringen. anzutreiben, die eigene Kompetenz gezielt puppendahl@evonik.com
und frühzeitig einzubringen. Vor allem die
Qualität und Normen Kooperationen mit Anlagenherstellern und
gefragt für Serienreife 3D-Anwendern sieht Evonik als Türöffner
Oft wurde bislang vernachlässigt, dass zu einem der spannendsten Zukunfts-
Qualität, Normen und Standards keine An- märkte für technische Kunststoffe und
forderungen einer alten, überholten Indus- Hochleistungspolymere.
trie sind, sondern entscheidende Faktoren Diese Mühe lohnt, denn die Richtung
auch für eine digitalisierte und ausgespro- ist vorgegeben: Eine individualisierte und
chen dynamische Branche. Die Erarbeitung zugleich ressourcensparende Massenpro- Sylvia Monsheimer
ist bei High Perfor-
von Normen, insbesondere im internatio duktion ist nur durch extrem flexible und mance Polymers global
nalen Kontext, braucht Zeit. In den ver- hoch vernetzte digitale Fertigungssysteme verantwortlich für
gangenen zwei Jahren wurden wichtige möglich. Dazu trägt auch bei, dass Jung- das Marktsegment
Spezifikationen auf den Weg gebracht, und forschern und Nachwuchskräften in der Neue 3D-Druck-
die Zahl der verabschiedeten oder in Arbeit Industrie die Gesetze der virtuellen Welt Technologien.
befindlichen Standards ist auf rund zwei vertraut und der feste Glaube an digitale sylvia.monsheimer
@evonik.com
Dutzend gewachsen. Allerdings gibt es für Daten in die Wiege gelegt sind. Die Etablie-
Fotos: Evonik
den Einsatz von Polymeren im 3D-Druck rung einer werkzeuglosen Fertigung ist da-
bislang erst wenige Normen, vor allem für her auf längere Sicht keine Frage, sondern
Prüfverfahren. Programm.
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIK
GLOBAL CHALLENGES: ADDITIVE MANUFACTURING
Gastkommentar
Prof. Dr.-Ing.
Eine Ergänzung,
habil. Gerd Witt
ist an der Universität
Duisburg-Essen In-
haber des Lehrstuhls
Fertigungstechnik
kein Ersatz!
an der Fakultät für
Ingenieurwissen-
schaften. Zudem ist
er Vorsitzender des
Fachausschusses
Additive Manufactu-
ring beim VDI.
von Prof. Dr.-Ing. habil. Gerd Witt
D
er öffentliche Bekanntheitsgrad der
3D-Druck-Verfahren, das heißt der
additiven Fertigung, ist in den vergange
nen Jahren deutlich gestiegen. Innovative Ent
wicklungen und das Potenzial dieser Verfahren
erzeugten einen medialen Hype, der teilweise
überzogene Erwartungen schürte. Zudem haben »Die Herausforderung bei
viele namhafte Rating- und Beratungsunter
nehmen in der jüngeren Vergangenheit immer
der additiven Fertigung besteht
wieder herausgestellt, welches Potenzial die darin, sich von bewährten
additiven Fertigungsverfahren haben, um Denkmustern zu lösen.«
Wettbewerbsfähigkeit und Innovationskraft zu 9
steigern. So prognostizierte jüngst das Markt
forschungsunternehmen IDC, dass der Industrie mehrere Bauteile in einem kombinieren,
zweig der additiven Fertigung in den kommenden Komponenten wie Kühlkanäle direkt fertigen
vier Jahren seinen Umsatz verdoppeln werde. oder Leichtbaustrukturen zur Gewichtsredu
zierung realisieren. Entscheidend ist, dass –
Um dem großen Entwicklungspotenzial der anders als bei konventioneller Fertigung – eine
Branche gerecht zu werden und auch Nutzen aus höhere Bauteilkomplexität nicht mit höheren
der starken öffentlichen Wahrnehmung zu Bauteilkosten einhergeht. Trotzdem müssen
ziehen, müssen aber noch verschiedene Maß aber auch hier bestimmte Randbedingungen
nahmen umgesetzt werden. So muss zum eingehalten werden, etwa eine optimale
einen die technologische Reife der Verfahren Orientierung innerhalb des Bauraums oder die
weiter verbessert werden. Es gilt aber auch, Verwendung rechteckiger Kühlkanäle. Diese
Rahmenbedingungen zur Verwendung der addi lassen sich in der additiven Fertigung einfacher
tiven Fertigungsverfahren zu erarbeiten. Dazu realisieren als konventionelle runde Kühlkanäle
zählt beispielsweise die Sensibilisierung von und bieten dennoch den gleichen Nutzen.
Konstrukteuren, Managern und Technikern für Die wesentliche Herausforderung besteht darin,
die Stärken und Schwächen dieser Technologie sich von altbewährten Denkmustern und
als Teil von Aus- und Weiterbildungen. Methoden zu lösen.
Innerhalb der Produktentwicklung, vor allem der Konventionelle Fertigungsverfahren werden
Konstruktion, muss ein Paradigmenwechsel hin auch weiterhin für den Großteil der industriellen
zu einer funktionalen und fertigungsgerechten Anwendungen das logische Mittel der Wahl sein,
Gestaltung der Bauteilgeometrie erfolgen. Denn sei es unter wirtschaftlichen oder unter qualita
die additive Fertigung gibt neue Freiheiten in der tiven Aspekten. Die additive Fertigung stellt eher
Geometrie, indem sie zum Beispiel Hinter eine Ergänzung des vorhandenen Produktions
Illustration: C3 Visual Lab
schneidungen oder komplexe bionische Formen portfolios dar als – wie oft in den Medien
erlaubt. Zudem bietet sie die Möglichkeit, dargestellt – eine Technologie, die konventionelle
Funktionalitäten zu integrieren. So lassen sich Fertigungsverfahren ersetzen wird.
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIK
GLOBAL CHALLENGES: THERMAL INSULATION
10
Beton
Fassadenverkleidung
CALOSTAT ®
Grafik: C3 Visual Lab
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIKGLOBAL CHALLENGES: THERMAL INSULATION
SCHLANKER
DÄMMEN
Exzellente Wärmedämmung mit Brandschutz oder exzellenter
Brandschutz mit Wärmedämmung? Bei CALOSTAT®, einem noch jungen
Produkt von Evonik, verschwimmen die Grenzen. Es beherrscht beides
gleichermaßen gut und macht dabei eine ausgesprochen schlanke Figur.
Davon könnten mittelfristig auch Lacke profitieren.
W
11
Von Dr. Gabriele Gärtner
enn es um ungenutz- den Markt gebracht, ein Halbzeug, das unter
tes Einsparpotenzial dem Namen CALOSTAT® vermarktet wird
für Energie geht, und aus synthetisch amorpher Kieselsäure
sind Gebäude un- Ein Superisolator besteht. Mit einer Wärmeleitfähigkeit λ von
schlagbar: 28 Pro- nur 0,019 W/mK gehört CALOSTAT® defini-
zent des weltweiten tionsgemäß zu den Superisolatoren – es iso-
Energieverbrauchs werden durch Gebäude
verursacht, in den westlichen Ländern sind
es sogar 45 Prozent. Laut Umweltbundes-
0,019
W/mK beträgt die
liert besser als ruhende Luft, deren λ-Wert
bei etwa 0,025 W/mK liegt. Im Vergleich zu
konventionellen mineralischen Dämmstof-
amt lässt sich der Primärenergiebedarf ei- Wärmeleitfähigkeit fen lässt sich daher die Dämmstärke um bis
nes Gebäudes durch energetische Sanierung von CALOSTAT®. Sie zu 50 Prozent reduzieren, um die gleiche
Mit CALOSTAT® liegt damit deutlich
lassen sich unter ande um bis zu 90 Prozent senken. Die EU hat niedriger als bei eta Wirkung zu erzielen.
rem Fassadensysteme, ihre Richtlinien zur Gesamtenergieeffizienz blierten Dämmstoffen. Neben den superisolierenden Eigenschaf-
Fensterrahmen, von Gebäuden entsprechend verschärft: Ab ten ist CALOSTAT® außerdem in die Bau
20
barrierefreie Dach 2021 sollen zum Beispiel alle neuen Gebäu- stoffklasse A (nicht brennbar) eingestuft
terrassen, Balkone und
Rollladenkästen sehr
de in der EU nahezu auf dem Niveau von – eine unschlagbare Kombination. Verant-
effizient und platzspa Null-Energie-Häusern gebaut werden. Das Millimeter: Schon bei
wortlich dafür sind die mineralische Natur
rend dämmen. sind Häuser, deren produzierte Strom- be- dieser Dämmstärke ist und die feinporige Struktur der Kieselsäu-
ziehungsweise Energiemenge rechnerisch CALOSTAT® flexibel re. Ein Fakt, der lange bekannt ist: Die syn-
ihrem Energieverbrauch entspricht. einsetzbar. thetisch amorphe Kieselsäure AEROSIL®
Eine gute Wärmedämmung bildet die ist ein Klassiker als Isolierungsmaterial
Grundlage für mehr Effizienz in Gebäu-
den. Aber mit den Anforderungen an die
Gebäudeeffizienz steigen auch die Schicht-
50
Prozent weniger
in Cerankochfeldern, deren Heizspiralen
einige Hundert Grad Celsius heiß werden
können. Eine nur etwa zwei Zentimeter di-
dicken der Dämmmaterialien. Gerade in Dämmstärke bei cke Schicht AEROSIL® unter der Herdplatte
Innenstädten ist Platz jedoch knapp und gleicher Wirkung er dämmt die Hitze so weit ein, dass in un-
möglicht CALOSTAT®
teuer, und die Ansprüche an den Brand- gegenüber konven mittelbarer Nähe elektrische Kabel verlegt
schutz sind hoch. Architekten suchen daher tionellen mineralischen werden können.
nach schlanken Lösungen, die beides kön- Dämmstoffen. Allerdings ist das Material hydrophil: Bei
nen und möglichst großen Gestaltungs- Kontakt mit Wasser werden die inneren
spielraum lassen. Evonik hat diesen Trend Adhäsionskräfte so stark, dass sie die fein
erkannt und vor knapp drei Jahren eine porige Struktur zerstören. Damit ändert das
siliziumbasierte Wärmedämmplatte auf
Material nicht nur seine makroskopische
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIKGLOBAL CHALLENGES: THERMAL INSULATION
Form, sondern verliert auch seine guten ein Minimum reduziert. Die sehr kleinen
Bestnoten bei Dämmung und Brandschutz
Dämmeigenschaften. Deshalb blieb ihm Poren räume behindern zudem die Wär-
der Einsatz als Dämmmaterial in der Bau Durch die Kombination aus Nichtbrennbarkeit meleitung durch Gas. Auch die Wärme-
branche bislang verwehrt. und niedriger Wärmeleitfähigkeit ist CALOSTAT ® strahlung hat bei der CALOSTAT® Platte
etablierten Dämmmaterialien überlegen. keine Chance.
Kernhydophobierung ebnete Das Material und seine feine Porenstruktur
Weg in Baubranche geringe Performance hohe Performance
haben noch einen zweiten Vorteil: Im Un-
Den Durchbruch brachte eine neue Techno- terschied zu herkömmlichen Isolationsma-
Mineral
brennbar
logie von Evonik zur Kernhydrophobierung A1 Ca-Si- Perlit
wolle terialien ist die Wärmeleitfähigkeit kaum
nicht
Platte CALOSTAT
– dadurch wird nicht nur die Oberfläche, Poren
Glaswolle
temperaturabhängig. CALOSTAT® verhin-
A2 beton Aerogel
sondern die komplette Porenstruktur was- XPS1
matten dert deshalb nicht nur das Abkühlen der
serabweisend. Als Folge kann Wasserdampf B1 PUR3
EPS2
Aerogele
Innenräume im Winter, sondern auch das
durch das Material diffundieren, ohne die PIR4 Aufheizen im Sommer, wenn Hausfassaden
brennbar
B2 Phenol
Struktur zu zerstören oder darin zu kon- schaum VIP5 leicht Temperaturen bis zu 80 °C erreichen
densieren. Das ebnete ihm den Weg in die B3 können. Das zahlt sich insbesondere bei
Baubranche. Gebäuden mit leichter Paneelbauweise aus.
0,08 0,06 0,04 0,02 0,00
Außerdem ist das kernhydrophobierte Hier können die Innenräume im Sommer
CALOSTAT® auch nicht anfällig gegen Wärmeleitfähigkeit [W/mK] schnell überhitzen, weil nur Verschattung
Schimmel, sodass Fungizide und Biozide Legende durch Jalousien nicht ausreicht.
überflüssig sind. Die Tatsache, dass es auf 1
XPS: extrudiertes Polystyrol 4
PIR: Polyisocyanurat-
mineralischen Rohstoffen basiert, erklärt
2
3
EPS: expandiertes Polystyrol
PUR: Polyurethan 5
Hartschaum
VIP: Vakuumisolationspaneel
Stärken bei Wohnklima
nicht nur den hervorragenden Brandschutz, und Brandschutz
sondern macht das Material im Unterschied Der Grund, warum die Wärmeleitfähigkeit
Kühl im Sommer
zu anderen Dämmstoffen auch recycling von CALOSTAT® kaum von der Tempera-
fähig. Alternativ kann es im normalen Die Wärmeleitfähigkeit von CALOSTAT ® hängt tur abhängt, ist das günstige Temperatur
Bauschutt entsorgt werden, was der hart kaum von der Temperatur ab. Es bietet deshalb amplitudenverhältnis – ein komplexes
kalkulierenden Baubranche einen Kosten- Schutz auch bei sommerlichen Temperaturen. Zusammenspiel von spezifischer Speicher-
vorteil verschafft. kapazität, Dichte und Wärmeleitfähigkeit.
Grundsätzlich kommt die in der Däm- 60
Es beschreibt die Phasenverschiebung der
mung unerwünschte Wärmeleitfähigkeit Perlit Temperaturmaxima im Wärmedurchgang
auf drei Wegen zustande: durch Festkörper durch eine Außenwand. Untersuchungen
50 XPS
wärmeleitung, durch Wärmetransport über am Bayerischen Zentrum für Angewandte
Wärmeleitfähigkeit [mW/mk]
Mineralfaser
Gase, der zum Beispiel bei mehrfach ver- Energieforschung in Würzburg (ZAE) ha-
40 Glasfaser
12 glasten Fenstern durch Vakuum unterbun- ben gezeigt, dass die Wärme bei einer mit
den wird, und durch Wärmetransport über PUR
ruhende
CALOSTAT® gedämmten Wand erst nach
Infrarotstrahlung. 30 Luft acht bis zwölf Stunden an der Innenwand
Bei CALOSTAT® werden Wärmeleitung ankommt, also in der Nacht. Dann ist die
und -transport effektiv eingeschränkt. Die 20 CALOSTAT Außenluft abgekühlt, und durch Fenster-
Festkörpermatrix der eingesetzten Kiesel- lüftung lässt sich ein angenehmes Wohn
säure ist durch eine spezielle Behandlung 10 klima erzeugen.
so konfiguriert, dass die Kontaktfläche und Seit dem Start der Markteinführung von
damit der Übertragungsweg zwischen den 0 CALOSTAT® im Jahr 2013 hat das Entwick-
einzelnen Festkörperpartikeln möglichst 0 20 40 60 80 100 lerteam die Zeit genutzt, um sich mit den
klein ist – die Wärmeleitung wird so auf Temperatur [° C] Bedürfnissen von Kunden und Endverbrau-
chern auseinanderzusetzen. In zahlreichen
Referenzobjekten hat es die Leistungsfähig-
keit der Wärmedämmplatten demonstriert.
CALOSTAT ® Jüngstes Beispiel ist die Dämmung von Kel-
ler- und Tiefgaragendecke in einem denk-
malgeschützten Altbau in der Düsseldor-
Vakuumisolationspaneel (VIP) fer Altstadt, der um einen Neubau ergänzt
wurde. Tiefgaragenstruktur und Sprinkler-
Setzt neue Maßstäbe: anlage des Altbaus sollten aus Kostengrün-
Das von Evonik ent
PLEXIGLAS® Mineral den erhalten bleiben, obwohl sie nur wenig
wickelte Isolationspaneel
ist nur 12 cm dick, was Platz für Wärmedämmung und Brand-
sich z. B. bei der energe schutz boten; die Struktur des Neubaus
tischen Sanierung eines musste entsprechend angepasst werden.
Altbaus positiv auf die Hier konnte CALOSTAT® seine Stärken
Statik auswirken kann.
ausspielen, weil es hohen Brandschutz,
gute Wärmedämmung der Kellerdecke und
Frostschutz für die Sprinkleranlage auf
Aluminiumrahmen
kleinstem Raum bietet. Die Dämmschicht
Grafik: C3 Visual Lab
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIKGLOBAL CHALLENGES: THERMAL INSULATION
dieser Grenzschicht verhindert. Auch eine
Platzsparend: mit schlanker Dämmung zum Passivhausstandard
mit einem mineralischen Vlies oder ein-
Bei der Außendämmung eines massiven Wandaufbaus mit CALOSTAT® reicht fach mit Steinwolle mechanisch verbun-
im Vergleich zu Mineralwolle eine um 11 cm geringere Schichtdicke aus, um dene Sandwichplatte mit CALOSTAT®, die
Passivhausstandard zu erreichen. trotz geringer Schichtdicke hervorragende
konventionell: innovativ: wärmedämmende und Handhabungs
Mineralwolle WLS 035 CALOSTAT® WLS 021 eigenschaften besitzt, ist aus einer gemein-
massive Fassade,
z. B. Beton samen Entwicklung mit Partnern hervor-
Heatstop-Platte gegangen.
Wandwinkel
T-Profil
Mehr Freiheit bei der
CALOSTAT® Dübel PLEXIGLAS® Mineral Bauteilgeometrie
PLEXIGLAS® Mineral Mineralwolle Parallel läuft die Forschung an CALOSTAT®
unvermindert weiter. Um mehr Freiheit bei
der Bauteilgeometrie zu gewinnen, soll das
Material künftig auch als Granulat ange-
32
boten werden. Mit diesem Granulat ließen
Dämmstoffstärke [cm]
Regelwert Passivhausstandard
WLS 035
(Mineralwolle) sich Hohlräume befüllen, um zum Beispiel
24 Grenzwert Passivhausstandard
WLS 021 –11 cm Reaktoren oder Warmwasserspeicher zu
Effizienzhaus 55
16
(CALOSTAT®)
–9 cm Effizienzhaus 70
isolieren.
–7 cm URef EnEV Voraussetzung sind eine hohe mecha-
–6 cm 2009
8 –5 cm nische Stabilität und eine kontrollier
bare Porenstruktur des Granulats, da die
0 Struktur ausschlaggebend für die Wärme
0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24 0,28 dämmeigenschaften ist. Wird sie durch
Rühren oder Schütteln zerstört, gehen auch
U-Wert [W/m2K]
die Dämmeigenschaften verloren. A ktuell
arbeitet das Entwicklerteam daran, den
Granulierprozess für die Kieselsäure so ein-
zustellen, dass er ein Granulat mit optima-
ler Dichte, Porengröße und mechanischer
ist nur 40 mm dick; ein herkömmliches Stabilität erzeugt und dabei auch möglichst
System hätte dazu eine deutlich dickere wirtschaftlich ist.
Dämmschicht erfordert. Ist diese Hürde genommen, wäre der Weg 13
CALOSTAT® eignet sich zur Kerndäm- auch frei für Anwendungen als hoch däm-
mung von tragenden Außenwänden, zur mender Füllstoff in mineralischen Baupro-
Innendämmung, zur Dämmung von vorge dukten und in Beschichtungen. Das eröffnet
hängten Fassaden und von Betonsandwich zum Beispiel die Möglichkeit, damit sowohl
elementen. In Fassadenelementen lässt es Safe-Touch-Beschichtungen als auch ther-
sich mit Keramikplatten, Beton-, Glas- und misch isolierende Beschichtungen her-
Metallelementen kombinieren und auch zustellen. Beide unterscheiden sich in der
mit PLEXIGLAS®: Evonik wurde für die Schichtdicke. Bei Safe-Touch-Beschich-
Entwicklung eines Isolationspaneels mit tungen genügen schon wenige Millimeter,
CALOSTAT® und PLEXIGLAS® Mineral für um zu verhindern, dass Wärme von einer
Fassaden in die KlimaExpo.NRW aufge heißen Oberfläche die Haut bei Kontakt
nommen; sie versteht sich als Leistungs- schädigt. Eine mögliche Anwendung wäre Die Experten
schau und Ideenlabor für Klimaschutz in der industrielle Arbeitsschutz.
Nordrhein-Westfalen. Mit dem Isolations Einen Schritt weiter gehen thermisch iso-
paneel ist schon bei einer Tiefe von nur lierende Beschichtungen. Im Gegensatz zu
zwölf Zentimetern Passivhausstandard mit Safe-Touch-Beschichtungen verhindern
einem U-Wert von 0,15 W/m²K möglich; da- sie, dass Energie durch Wärmeübertragung
bei werden 90 Prozent weniger Heizwärme über die Umgebungsluft verloren geht. Hier-
benötigt als bei einem herkömmlichen für sind allerdings höhere Schichtdicken
Gebäude. von einigen Zentimetern erforderlich. Dr. Gabriele
Zwar sind derartige Entwicklungen Gärtner ist im Segment
Weiterentwicklung mit längst noch nicht marktreif, doch hat das Resource Efficiency
Partnern CALOSTAT® Team bereits erste Kunden mit verantwortlich für
Trotz der Entwicklung dieses Fassaden Granulat bemustert. Es greift dabei auf sei- Anwendungstechnik
sowie Forschung und
elements versteht sich Evonik als Halb- ne bewährte Arbeitsweise zurück: schon in Entwicklung an
zeuganbieter, dessen Kunden Wärme- einem frühen Stadium die Nähe zum Markt CALOSTAT®.
dämmsysteme produzieren. Entsprechend suchen und das Feedback der Kunden in die gabriele.gaertner
Grafik: C3 Visual Lab
wird umfangreicher anwendungstechni- weitere Entwicklung einfließen lassen. @evonik.com
scher Service geboten, der bis hin zu ge-
meinsamen Entwicklungsprojekten reicht.
Beispiel ist ein von Evonik patentier-
ter Materialverbund aus CALOSTAT® und
Calciumsilicat zur Innendämmung, der
Foto: Evonik
Kapillarwasser an der Grenzschicht zur
Wand abführt und so Schimmelbildung an
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIKCORPOR ATE FORESIGHT: ZERO COST ENERGY
Solarturmkraftwerk Gemasolar in
Spanien: 2.650 bewegliche Spiegel
bündeln Sonnenlicht auf einen Turm,
in dem Salz auf 500 °C erhitzt wird.
Das heiße Salz erzeugt in einem
Wärmetauscher Wasserdampf, der
über eine Turbine einen Generator
mit 19,9 MW Leistung antreibt. Laut
Betreiber Torresol liefert Gemasolar
80 GWh Energie pro Jahr.
14
Foto: Markel Redondo/Panos Pictures/VISUM
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIKCORPOR ATE FORESIGHT: ZERO COST ENERGY
WIRTSCHAFTSFAKTOR ENERGIE
Strom im
Überfluss
Energie ist einer der Hauptkostenfaktoren jeder
produzierenden Industrie. Doch das könnte sich bald
ändern, wenn die Strompreise in Richtung null streben.
Ein Treiber für fallende Preise sind die immensen
technischen Fortschritte in der Solarenergie: In vielen
Regionen der Welt werden Gewinnung und Nutzung
von Solarenergie bald die preiswerteste Form der
Stromerzeugung darstellen. Zudem versprechen neue
Technologien wie flexible Solarfolien oder der Einsatz
von neuen Materialien wie Perowskit (CaTiO3) weitere
Effizienzsteigerungen und ein Sinken der Kosten.
So gehen Schätzungen davon aus, dass der Preis für
Strom aus Solarenergie 2050 bei etwa zwei Cent pro
Kilowattstunde liegen könnte.
Auch andere Zukunftstechnologien machen enorme
Fortschritte, nicht zuletzt die nukleare Fusion. 15
Lockheed Martin kündigte 2014 an, in zehn Jahren
einen Fusionsreaktor mit einer Leistung von 100 MW
in der Größe eines Seecontainers auf den Markt
bringen zu wollen. Die Marktreife dieser Technologie
würde ein Zeitalter unbegrenzter und preiswerter
Energie einläuten – mit drastischen Auswirkungen:
Die Kosten für Elektromobilität, für energieintensive
Prozesse wie die Aluminiumproduktion oder die
Entsalzung von Meerwasser würden dramatisch fallen.
Die Verwendung fossiler Brennstoffen würde obsolet.
Doch während die Technologien zur Energiegewinnung
deutlich voranschreiten, bleibt der Netzausbau zurück.
Bereits heute stoßen vielerorts die Stromnetze zu
Haupteinspeisezeiten an ihre Kapazitätsgrenze. Um sie
zu entlasten, muss die überschüssige Energie verbraucht
werden – gegebenenfalls gegen eine Gebühr für den
Stromabnehmer. So heißt es schon heute manchmal:
Strom verbrauchen und damit Geld verdienen.
Welche Auswirkungen diese Veränderungen für Evonik
haben könnten, evaluiert das Corporate-Foresight-Team
im Rahmen seines Fokusthemas „GameChanger“. Denn
eines ist sicher: Gerade für die Spezialchemie dürften
fallende Energiepreise oder gar der Strom zum Nulltarif
die Spielregeln des Marktes grundlegend verändern.
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIKGLOBAL CHALLENGES: RESOURCE EFFICIENCY
» STECKEN SIE GUTE
LEUTE IN EIN GUTES
PROJEKT, UND ES
WIRD FLIEGEN «
Dr. Gerd Löhden leitet im Evonik-Segment Resource Efficiency das Innovation
Management. Im Interview spricht er über Spaß an der Forschung, den
ungebrochenen Trend zu Ressourceneffizienz und seine Strategie, wie er bis 2020 im
Segment den Output an neuen Produkten und Technologien verdoppeln will.
Herr Löhden, was erwarten Sie von mehr wirtschaftlichen Leichtbau im Auto
16 einem guten Forscher? zu ermöglichen, und die wir nun nach dem
Dass er gestalten will und für seine Ideen Ende des Projekthauses übernommen ha-
und Projekte kämpft. Dass er den Freiraum, ben. Mit all diesen Produkten rennen wir
den wir bieten, auch zu nutzen weiß und im Markt offene Türen ein, weil wir unse-
deshalb Spaß an seiner Arbeit hat. Ressour- ren Kunden helfen, nicht nur Ressourcen zu
ceneffizienz ist ein spannendes Thema, bei sparen, sondern auch die immer strengeren
dem man viel bewegen kann. Vorgaben zu Klima- und Umweltschutz
einzuhalten. Sehr wichtig ist für uns eben-
Ist Ressourceneffizienz bei neuen Pro- falls der Coatings-Markt. Langlebigkeit
dukten nicht selbstverständlich, allein ist hier das Thema, denn Beschichtungen
schon aus wirtschaftlichen Gründen? machen Konsumgüter haltbarer, sodass sie
Das Besondere bei uns ist, dass unsere Pro- nicht so oft ersetzt werden müssen. Zugleich
dukte nicht nur ressourceneffizient herge- steigen die Anforderungen an die Umwelt-
stellt werden. Unsere Produkte helfen auch freundlichkeit der Beschichtungen.
dem Kunden, Ressourcen zu sparen – in-
dem sie zum Beispiel vor Korrosion und Wenn Ihre Produkte so im
Trend liegen, was ist dann die Heraus
Verschleiß schützen und so die Lebensdauer
von Gebrauchsgegenständen verlängern. forderung in der Forschung?
»Mit unseren Produkten
Oder indem sie Energie- und Material Wir wollen unseren Kunden auch in den rennen wir offene Türen
verbrauch senken. nächsten Jahren und Jahrzehnten hoch-
wertige Produkte bieten. Und wir wollen
ein, weil wir unseren
In welchen Märkten sehen Sie zugleich mit Innovationen deutlich zum Kunden helfen, immer
für Ihr Segment die größten Hebel für
Ressourceneffizienz?
Wachstum unseres Segments beitragen.
Daher verfolgen wir das sehr e hrgeizige
strengere Vorgaben ein-
Ein wesentlicher Treiber ist ressourcen Ziel, den Output unserer Forschung an zuhalten.«
effiziente Mobilität. Wir bieten viele Lö- neuen Produkten und Technologien bis 2020
sungen, um den Spritverbrauch von Autos zu verdoppeln.
zu senken: die Silica-Silan-Technologie
für den grünen Pkw-Reifen; Öladditive, Doppelt so viele neue Produkte und
die in Schmierstoffen Reibungsverluste im Technologien innerhalb von vier Jahren
Antriebsstrang verringern; leichtgewich- – wie wollen Sie das schaffen?
tige Hochleistungskunststoffe, die auch im Wir sind heute schon gut darin, unser Kern-
heißen Motorraum verbaut werden kön- geschäft mit neuen Produkte wettbewerbs-
nen; thermoplastische und duroplastische fähig zu halten. Wenn wir größer werden
Leichtbauwerkstoffe, die die Creavis im wollen, müssen wir aber in der Forschung
Projekthaus Composites entwickelt hat, um mehr tun. Wir setzen auf neue Wachstums-
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIKGLOBAL CHALLENGES: RESOURCE EFFICIENCY
»Definierte Wachstumsfelder,
Synergien, Internationalisierung –
das sind unsere Hebel für zusätzliches
Wachstum durch Innovation.«
Dr. Gerd Löhden
17
Dr. Gerd Löhden
leitet das Innovation
Management von
Resource Efficiency
felder, wollen Synergien nutzen und inter- Vereisung – Phänomene, die riesigen wirt- seit der Gründung des
nationaler werden. Konkret heißt das: Wir schaftlichen Schaden verursachen, weil sie Segments 2015. Zuvor
700
wollen unsere vielfältigen Technologie- den Spritverbrauch von Schiffen und Flug- verantwortete der
kompetenzen nutzen, um vielversprechen- zeugen drastisch erhöhen oder die Leistung Chemiker das Innova-
tion Management des
de Wachstumsfelder für unser Segment zu von Windkraftanlagen herabsetzen. früheren Geschäfts-
bearbeiten – und zwar immer dort auf der Mitarbeiter beschäf- bereichs Coatings &
Welt, wo der jeweilige Markt am stärksten tigt das Segment Sie wollen Synergien bei Ihren Additives.
wächst. Resource Efficiency Technologiekompetenzen nutzen.
im Innovationsma- Wie geht das?
nagement. Hinzu
Auf welchen Feldern wollen Sie durch kommen weitere rund Indem wir unsere Kompetenzen zu einem
Innovation wachsen? 600 Mitarbeiter in der Thema bündeln. Nehmen Sie das Thema Rei-
Wir haben sechs Themen definiert, in die Anwendungstechnik. bung zwischen beweglichen Teilen, etwa im
wir mehr Ressourcen hineinstecken wer- Automotor oder in industriellen Maschinen.
den, um schneller größer werden zu kön- Wir haben großes Wissen bei Polymeren, bei
nen: Wärmedämmung, Membranen, Rei- Coating und Bonding, in der Grenzflächen-
fen, Electronic Solutions, 3D-Druck und chemie, in der Partikeltechnologie und bei
Foto: Lina Nikelowski
Surface Solutions. Ressourceneffizienz ist Öladditiven. Und über das Geschäftsgebiet
bei allen sechs Themen der Treiber. Nur Oil Additives haben wir sowohl Marktzu-
ein Beispiel: Hinter Surface Solutions steht gang als auch Anwendungskompetenz – wir
zum Beispiel der Schutz vor Fouling oder verfügen über Motorenprüfstände, auf
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIKGLOBAL CHALLENGES: RESOURCE EFFICIENCY
»Wir geben im Segment etwa mulierungen, die unter anderem in Schiffs-
beschichtungen zum Einsatz kommen. Von
vier Prozent unseres Umsatzes 1,1 Milliarden US-$ Umsatz im Jahr 2015
für Innovation aus.« erzielte APD Performance Materials etwa
40 Prozent mit Epoxidhärtern und -harzen.
Eine weitere Stärke der Einheit sind Additive
für wasserbasierte Beschichtungen. Unser
Know-how ergänzt sich also sehr gut, und
wir können hier viele Synergien nutzen.
Und wie sind Ihre Erfahrungen in
Asien?
Wir haben bereits sehr gute Erfahrungen
mit unserem Coating-Additives-Labor in
Singapur gemacht. Hier entwickeln un-
sere Mitarbeiter Additive und Bindemit-
tel für Lacke, die speziell die Impulse des
asiatischen Markts aufnehmen. Das Labor
ist extrem erfolgreich. In den vergangenen
Jahren hat es zehn komplett neue Produkte
entwickelt und ein Patent angemeldet; zwei
Patentanmeldungen sind in Vorbereitung.
Wir bieten unseren Kollegen in Singapur
sehr viel Freiraum, um Ideen in einer frühen
Phase unkompliziert angehen zu können.
Werden Sie Ihre Aktivitäten in Asien
ausbauen?
Membranen sind eines von sechs Wachstumsfeldern von Resource Efficiency. Wir beabsichtigen, in den Wachstums
Dazu gehört die Membrantechnologie SEPURAN® zur effizienten Gasseparation regionen noch präsenter und attraktiver
für die Biogas- und Heliumaufbereitung und für die Stickstoffgewinnung. für Talente zu werden. Aufgrund der sehr
guten Erfahrungen werden wir unser For-
schungsengagement in Asien deutlich er-
18 denen wir unsere Entwicklungen gleich weitern. Die Details dazu erarbeiten wir
testen können. Diese Kombination macht aktuell.
uns einzigartig. Das wollen wir jetzt nutzen
und bauen in Darmstadt ein Kompetenzzen- Mehr Ressourcen für Wachstums
trum Friction & Motion auf (siehe Seite 19). felder, mehr Forschung in Asien,
Hier wollen wir jenseits unseres Geschäfts ein neues Kompetenzzentrum:
mit Öladditiven erforschen, wie sich Rei- Wie finanzieren Sie das? Der Name
bung mit neuen Materialien und Technolo- Wir haben ein vergleichsweise hohes Bud- ist Programm
gien weiter reduzieren lässt. get für Forschung und Entwicklung. Wir Das Segment Resource
geben im Segment Resource Efficiency etwa Efficiency bietet Hoch-
leistungsmaterialien
Das neue Kompetenzzentrum Friction vier Prozent unseres Umsatzes für Inno- für umweltfreundliche
& Motion entsteht in Deutschland, wo vation aus – das waren im Jahr 2015 rund und energieeffiziente
bleibt da die Internationalität? 180 Millionen € –, und das soll auch so blei- Systemlösungen
Ganz klar werden wir unsere Forschung ben. Zum anderen haben wir unser beste- insbesondere für den
Automobilsektor, die
international und nah an unseren Märk- hendes Projektportfolio kritisch hinterfragt Farben-, Lack-, Kleb-
ten verstärken. Das gilt insbesondere für und stärker fokussiert; dadurch sind Mittel stoff- und Bauindustrie.
Nordamerika und Asien; in Europa sind wir für neue Aktivitäten freigeworden. 2015 erwirtschaftete
schon sehr gut aufgestellt. In Nordamerika es mit 8.662 Mitar-
beitern einen Umsatz
werden wir von der Übernahme von APD Wie beurteilen Sie, ob ein von 4,3 Milliarden €;
* Die Transaktion steht Performance Materials*, dem Spezialaddi- neues Projekt Ihre wirtschaftlichen der ROCE (Return on
unter dem Vorbehalt tiv-Geschäft von Air Products, mit seinen und inhaltlichen Kriterien erfüllt? Capital Employed) lag
der Zustimmung exzellenten F&E-Mitarbeitern und seiner Wir haben Prozesse und Kennzahlen, mit bei 24,8 Prozent.
der zuständigen Wett starken Innovationspipeline profitieren. denen wir unsere Projekte steuern. Wir er-
bewerbsbehörden. APD Performance Materials macht zwi- warten jedoch nicht gleich am ersten Tag
schen 15 und 20 Prozent seines Umsatzes einen verbindlichen Net Present Value und
mit neuen Produkten und unterhält welt- ausgefeilte Excel-Tabellen. Am Anfang eines
weit Zentren für Forschung und Entwick- Projekts muss eine überzeugende Story ste-
lung. hen und ein engagierter Mitarbeiter, der
dafür kämpft. Denn wenn die Geschichte
In welchem Wachstumsfeld werden stimmt, kann das viel überzeugender sein
Sie besonders von dem neuen Spezial- als eine Kennzahl. Deshalb geben wir un-
additiv-Geschäft profitieren? seren Mitarbeitern viel Gestaltungsspiel-
Ganz klar bei Surface Solutions, zum Bei- raum – wenn sie etwas bewegen wollen,
spiel bei Epoxysystemen. Evonik ist führend können sie das bei uns. Meine Erfahrung ist:
Foto: Evonik
bei aminbasierten Epoxidhärtern, APD Per- Stecken Sie gute Leute in ein gutes Projekt,
formance Materials bei Epoxidhärter-For und es wird fliegen.
ELEMENTS #57 DAS INNOVATIONSMAGA ZIN VON EVONIKGLOBAL CHALLENGES: FRICTION & MOTION
WENIGER REIBUNG,
MEHR EFFIZIENZ
Ende 2015 hat das Segment Resource Efficiency mit dem
Aufbau eines Kompetenzzentrums Friction & Motion
begonnen. Seine Aufgabe: neue Lösungen erarbeiten,
um Reibung, Verschleiß und den damit verbundenen
wirtschaftlichen Schaden weiter zu verringern.
D
Von Dr. Günter Schmitt
ie Einsparpotenziale beim
„Energiefresser“ Reibung
sind enorm: Experten schät
zen, dass sich in Transport
und Industrie durch neue tri
bologische Systemlösungen
Verbesserungspotenziale zwischen zehn 19
und 20 Prozent realisieren lassen. Weltweit schleiß bei sich aneinander
könnten so bis zu 20 Millionen Terajoule bewegenden Oberflächen be
Der Netzwerker Energie eingespart werden, da derzeit durch kämpfen. Neue Hochleistungs
Reibung immerhin 100 Millionen Terajoule polymere sollen den Leichtbau
pro Jahr verloren gehen. zum Beispiel in den Antriebs
Das rechnet sich auch für den Verbrau strang bringen und dort Materia
cher. So sinken bei einem durchschnitt lien mit hoher Dichte verdrängen;
lichen Pkw die „Reibungskosten“ um 250 € dieser Ansatz ist auch für die lang
pro Jahr, wenn um fünf Prozent tribologisch fristigen Themenfelder Robotik
optimiert wird. Weniger Reibung bedeutet und Drohnen interessant. Neue Be
Dr. Günter Schmitt zudem weniger Verschleiß und damit eine schichtungen schließlich sollen Rei
ist Leiter des neuen längere Lebensdauer von Bauteilen, was bung und Verschleiß direkt und ohne
Kompetenzzentrums ebenfalls zu deutlich mehr Ressourcen den Einsatz großer Mengen flüssiger
Friction & Motion,
das unter dem Dach effizienz sowohl bei Mobilität als auch im Schmierstoffe entgegenwirken.
des Geschäftsgebiets Industrieumfeld führt. Angestrebt ist eine ganzheitliche Be
Oil Additives angesie- Hier setzt das neue Kompetenzzentrum trachtung, da diese drei Felder eng zu
delt ist. Friction & Motion an. Es wird V
erbesserungs- sammenhängen – beispielsweise benö
guenter.schmitt@ und Einsparpotenziale in verschiedenen tigen neue Hochleistungspolymere für
evonik.com
Anwendungsfeldern identifizieren und den Antriebsstrang speziell abgestimmte
System lösungen zum effizienten Einsatz Schmierstoffadditive, damit sie ihr volles
von Antriebsenergien entwickeln. Die rund Leistungsspektrum entfalten können. Da
15 Mitarbeiter werden sich dabei auch mit bei orientiert sich das Kompetenzzentrum
noch jungen Themen wie E-Mobilität, Robo von Anfang an dicht an den Bedürfnissen Schwerpunkte
tik und Drohnentechnologie beschäftigen. des Markts, den Vorgaben von Ausrüstern Friction & Motion
Grafik: C3 Visual Lab
Startpunkt ist die weitreichende Techno und Kunden sowie an neuesten Ergebnissen Fluid Solutions:
logie- und Marktkenntnis des Geschäfts von Forschungsinstituten. neue Additive für
gebiets Oil Additives bei Schmierstoffen Damit die Mitarbeiter alle Aufgaben pro Schmierstoffe
und Schmierstoffadditiven. Profitieren fessionell bewerkstelligen können, wird das
Hochleistungspoly-
wird das Kompetenzzentrum aber auch von Kompetenzzentrum auch ebenso professio mere: Ersatz von Ma-
den umfassenden Kompetenzen des Seg nell ausgerüstet: Neben den chemisch-tech
Fotos: shutterstock, Evonik
terialien hoher Dichte
ments Ressource Efficiency bei Coatings nischen Kompetenzen baut es derzeit eine im Antriebsstrang
und Hochleistungskunststoffen, um seine Reihe von neuen Test- und Analysemetho
Beschichtungen:
drei Schwerpunkte zu bearbeiten: Bei Fluid den auf, um Ursachen und Wirkungen von direkte Vermeidung
Solutions geht es um neuartige Additive für Reibung umfassend untersuchen, verstehen von Reibung und
Schmierstoffe, die gezielt Reibung und Ver und bekämpfen zu können. Verschleiß
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