Digitalisierung in der Werkstofftechnik: Chancen für die Autozulieferindustrie

IHK-Fachforum: Digitalisierung der Werkstoffentwicklung und -verarbeitung. Potenziale für die Automobil-Zulieferindustrie (25.09.2024)

Am 25. September 2024 präsentierte sich die Automobilbranche beim IHK-Fachforum in Bayreuth erneut als Vorreiter in der Werkstoffentwicklung. Im Mittelpunkt der Veranstaltung stand die Frage, wie die Materialienentwicklung durch digitale Technologien revolutioniert werden kann. Branchenexperten und 30 engagierte Teilnehmer diskutierten die Herausforderungen und Chancen, die die Digitalisierung für die Automobilzulieferindustrie mit sich bringt. Moderiert wurde das Forum von Dr. Dominik Erhard von der IHK für Oberfranken Bayreuth, während Dr. Ayhan Celebi (Projektleitung RIA) und Max Friedel (Material Innovation Lab) von der Universität Bayreuth als Gastgeber fungierten. 

Die Veranstaltung bot tiefgreifende Einblicke in aktuelle Trends und Technologien, von Simulationen über KI-Modelle bis hin zu den Möglichkeiten des Quantencomputings. Professor Dr. Christopher Künneth von der Universität Bayreuth beleuchtete die transformative Rolle der Künstlichen Intelligenz (KI) bei der Entdeckung und Verbesserung von Materialien. Mit KI-Modellen können Materialeigenschaften präzise vorhergesagt, neue Materialien entwickelt und Synthesewege optimiert werden. Darüber hinaus erweisen sich KI-Modelle als besonders wertvoll in der Qualitätskontrolle und Produktentwicklung. Besonders hervorzuheben war sein KI-Modell „Polybert“, das die „Polymersprache“ spricht und neue Maßstäbe in der Polymerwissenschaft setzt. Zudem sprach Herr Künneth sich für den Einsatz generativer KI und großer Sprachmodelle wie ChatGPT aus, die als wertvolle Unterstützung in Unternehmen fungieren können. 

Nico Geis von Neue Materialien Bayreuth und Dr. Alexey Fofonov von d-fine thematisierten die Bedeutung der Digitalisierung für nachhaltige additive Serienfertigung. Sie führten ihre SLS-Demofabrik vor und erläuterten die Herausforderungen des Selektiven Lasersinterns (SLS) hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Qualitätssicherung. Geis betonte die Notwendigkeit einer IoT-Plattform zur Überwachung wichtiger Parameter, während Dr. Fofonov spezifische Lösungen zur Automatisierung der Fertigung präsentierte. Beide Referenten hoben hervor, dass digitale Technologien nicht nur die Effizienz steigern, sondern auch neue Innovationschancen eröffnen. 

Dr. Joanna Procelewska von Schaeffler Technology stellte wegweisende Ansätze zur Materialsimulation unter Einsatz von Quantum Inspired Computing vor. Ihr Vortrag fokussierte sich auf die Modellierung der Lithium-Kupfer-Oberfläche zur Untersuchung des Nukleations- und Wachstumsprozesses von Lithiumdendriten in Batterien – eine Herausforderung, die auch für die Leistungselektronik von großer Bedeutung ist. Sie präsentierte einen innovativen End-to-End-Workflow, der erhebliche Fortschritte in der Skalierung und eine deutliche Reduzierung der Rechenzeit ermöglichte, wies jedoch auf die hohen Kosten für Quantenprozessoren hin, die eine industrielle Anwendung erschweren. 

Im Vortrag von Herrn Peter Jeszencsak von Siemens Digital Industries Software wurden innovative Ansätze zur Simulation und Optimierung von Materialeigenschaften vorgestellt. Der Fokus lag auf digitalen Zwillingen für Materialien, Prozesse und Produkte, um neue Materialien mit gewünschten Eigenschaften zu entdecken. Durch den Einsatz von Simcenter Culgi konnten beispielsweise polymerbasierte Materialien für Beschichtungen und Reifen optimiert werden. Zudem wurde die Verbesserung der Batterieleistung durch digitale Zwillinge thematisiert, um Testkosten zu senken und Produktfehler zu vermeiden. 

Dr. David Keerl von MANN+HUMMEL stellte zentrale Aspekte der Digitalisierung in der Entwicklung von Innenraumfiltern vor. Er hob die Bedeutung von Simulation und digitalen Tools in verschiedenen Phasen der Filterentwicklung hervor, die eine präzisere Analyse von Materialeigenschaften ermöglichen und das Filterdesign optimieren. Insgesamt verdeutlichte er, dass die Integration digitaler Werkzeuge sowohl die Produktivität steigert als auch ressourcenschonendere Lösungen für Kunden ermöglicht. 

Die Veranstaltung endete mit einer Laborbesichtigung am Lehrstuhl Polymere Werkstoffe, wo den Teilnehmenden aktuelle Forschungsprojekte nähergebracht wurden. Insgesamt verdeutlichte das Fachforum das enorme Potenzial digitaler Technologien für eine zukunftsorientierte Werkstoffentwicklung in der Automobilindustrie. 

Fotos: Anna-Katharina Baumgärtner