Kurzanalyse: Ressourceneffizienz Ressourceneffizienz durch miniaturisierte Bauteile

Für den Maschinen- und Anlagenbau und die Chemiebranche ist die Miniaturisierung eine Strategie, den Energie- und Materialverbrauch im Produktionsprozess zu senken. Dies führt zu Kostenentlastungen und einer positiveren Umweltbilanz, wie eine neue Kurzanalyse des VDI Zentrums Ressourceneffizienz und des VDMA Fachverbands Electronics, Micro and Nano Technologies belegt.

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VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH (VDI ZRE)

Deutsche METROHM GmbH & Co. KG

Gilson International B.V. Deutschland

Shimadzu Deutschland GmbH

Berlin – Die Mikroverfahrenstechnik und die Miniaturisierung von Bauteilen können die Ressourceneffizienz von Fertigungsprozessen nachhaltig erhöhen. Zu dem Schluss kommt eine aktuelle Kurzanalyse des VDI Zentrums Ressourceneffizienz (VDI ZRE) und des VDMA Fachverbands Electronics, Micro and Nano Technologies (EMINT). Bewertet wurden u. a. die Möglichkeit, durch Miniaturisierung Material und Energie einzusparen, der Beitrag zum Umweltschutz und die Auswirkung der Maßnahmen auf die Kosten.

Ein Vergleich eines kontinuierlichen, mikroverfahrenstechnischen und eines herkömmlichen, diskontinuierlichen Herstellungsprozesses einer Chemikalie zeigte eine eindeutig positivere Umweltbilanz der mikroverfahrenstechnischen Herstellungsweise. Dies ist vor allem auf den effizienteren Rohstoff- und Energieeinsatz und die daraus resultierende verminderte Bildung von Nebenprodukten und Schadstoffemissionen zurückzuführen. So fielen beispielsweise die Treibhausgasemissionen bei der mikroverfahrenstechnischen Herstellung um 16 Prozent geringer aus. Die energetische Ressourceneffizienz der nicht erneuerbaren Energieträger konnte dadurch um fast 20 Prozent gesteigert werden. Der kumulierte Energieaufwand, der durch die Produktion von einer Tonne dieser Chemikalie in dem mikroverfahrenstechnischen Prozess eingespart werden kann, entspricht dem Energieaufwand, den 296 PKWs benötigen, um die Strecke Berlin-Hamburg zurück zu legen.

Miniaturisierte Bauteile leiten Beitrag zur Ressourceneffizienz

Miniaturisierte Bauteile, wie Pumpen oder Antriebe, können ebenfalls einen Beitrag zur Ressourceneffizienz leisten, wie die Kurzanalyse zeigte. Gerade bei der mikroverfahrenstechnischen Herstellungsweise sei es vorteilhaft, wenn Mikropumpen die Chemikalienströme hochpräzise dosieren, so die Autoren. Miniaturisierte Antriebe hingegen gestatten hochdynamische und gleichzeitig hochgenaue Positionierungen bei sehr geringen Massen und Massenträgheitsmomenten. Diese Maßnahmen ermöglichen eine deutlich höhere Produktivität ohne Genauigkeitsverlust.

Von den Vorteilen der Miniaturisierung profitieren nach Ansicht der Autoren vor allem die Branchen Optik, Medizintechnik, Mikrorobotik, Lasertechnik, Biotechnologie, Messmaschinen, Luft- und Raumfahrt und Automatisierung.

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