Effizient konstruieren

Bei Neuentwicklungen auf den Ressourcenverbrauch zu achten, lohnt sich. Denn die Rohstoffpreise steigen. Produkte, die mit weniger Material konstruiert sind und wenig verbrauchen, bieten im Markt einen Wettbewerbsvorteil. In allen Schritten der Konstruktion kann die Effizienz eines Produktes verbessert werden.

Präzise Anforderungsliste

Schon in der Anforderungsliste für ein neues Produkt sollten Sie konkrete Vorgaben zur Effizienz machen. Etwa, dass der Verlust in der Produktion unter 10% des Materialeinsatzes liegt, das Produkt aus wechselbaren Modulen besteht, dass 30% der Materialien Sekundärrohstoffe sind oder Motoren der Effizienzstufe III als Antrieb genutzt werden.

In der Konzeptphase werden aus der Anforderungsliste Funktionen ermittelt und Lösungsprinzipien gesucht. Zunächst wird die Gesamtfunktion bestimmt, dann Teilfunktionen. Eine Funktionsbeschreibung lautet z. B. „Flüssigkeit fördern". Dazu wird eine passende Technik und Werkstoffe gewählt. Es entsteht eine Prinzipskizze. Hier können etwa verschleißarme Techniken gewählt werden.

Optimierung in Entwurfs- und Ausarbeitungsphase

Die grobe Lösung wird in der Entwurfsphase in Module gegliedert. Hier werden dann idealerweise weitere Optimierungsmöglichkeiten erkennbar. Die Module bestehen aus realisierbaren Teilsystemen oder Systemelementen. Sie werden in Form von Anordnungsskizzen, Graphen, Logikplänen oder Fließbildern sichtbar gemacht. Ziel ist es hier, z.B. die Größe der Bauteile zu reduzieren, wiederaufgearbeitete Module zu verwenden, das Produkt aufrüstbar zu gestalten, biobasierte Materialien oder alternative Werkstoffe wie hochfeste Stähle zu wählen.

Simulationen helfen verbessern

Mathematische Simulationen ermöglichen es in der Ausarbeitungsphase, das Produkt weiter zu verbessern. In dieser Phase werden Einzelteil-, Gruppen und Gesamtzeichnungen erstellt, mit denen das Produkt hergestellt werden kann. Durch die optimale Dimensionierung von Wandstärken oder Fügeverbindungen, der Simulation von Fließverhalten von flüssigem Kunststoff in einer Spritzgussform, oder der Simulation des dynamischen Verhaltens komplexer Systeme kann auch in dieser Phase der Materialeinsatz verringert werden.