Lebenszyklusanalyse : So wird beim Schweißen CO2 eingespart

Schweißen schafft definitiv nachhaltige Verbindungen zwischen Metallen. Aber wie kann der Prozess in der Anwendung beim Kunden nachhaltiger – im Sinne der Umweltauswirkung – gestaltet werden?

„Für unsere Kunden wird neben der Wirtschaftlichkeit auch der CO2-Fußabdruck ihrer Produktion und ihrer Bauteile immer wichtiger. Deshalb wollen wir für die Anwender unserer Schweißlösungen einen Mehrwert schaffen. Aber nicht nur dadurch, dass wir den CO2-Abdruck unserer Geräte weiter minimieren, sondern indem wir den Unternehmen helfen, den Ressourcenverbrauch beim Schweißen zu senken“, betont Harald Scherleitner, Global Director Sales and Marketing, Business Unit Perfect Welding, Fronius International. Fronius Experten können ganz gezielt helfen, mögliche CO2-Sparpotenziale in der Fertigung zu finden, z. B. mit dem digitalen Gas-Controller OPT/i Gas oder dem Monitoring- und Analyse-Tool WeldCube Premium.

Rund um das Thema Nachhaltigkeit wird emotional diskutiert, Fronius setzt jedoch auf evidenzbasierte Nachhaltigkeit. Zuerst müssen Fakten auf den Tisch: „Wir haben zwei reale, typische Schweiß-Anwendungsbeispiele unserer Kunden für Stahl und Aluminium untersucht und die Analyse durch das renommierte Fraunhofer Institut zertifizieren lassen“, erklärt David Schönmayr, Teamleiter für Product Sustainability bei Fronius International. Anhand der standardisierten Methodik einer Lebenszyklusanalyse erhoben Fronius Experten gemeinsam mit dem Partner to4to (Together for tomorrow) penibel die Umweltwirkungen der Einflussgrößen wie beispielsweise Material, Energie, Gas und Emissionen.

Daraus ergibt sich ein detailliertes Bild für ein Schweißgerät – in diesem Fall die TPS/i 320 und die TPS/i 400. Dieser umfangreiche „Cradle to Grave“-Ansatz beginnt bei der Beschaffung der Rohstoffe, schließt die Produktion der Schweißgeräte und den Transport sowie die jahrelange Nutzung im industriellen Schichtbetrieb samt Verschleißteilen ein und untersucht auch, was passiert, wenn das Schweißgerät nach einer langen Lebensdauer am Ende des Lebenszyklus angelangt ist.

Jedes Bauteil und jede Schweißanwendung sind individuell und werden von vielen Faktoren wie etwa dem Grundmaterial, der Nahtgeometrie oder den verwendeten Schweißparametern beeinflusst. Deshalb wählte Fronius den Betrachtungsrahmen so, dass die Ergebnisse anschaulich und leicht verständlich dargestellt werden können. „Wir legen den CO2-Anteil der maßgeblichen Parameter auf 1 Meter Schweißnaht um, denn so zeigt sich rasch, wo wir ansetzen müssen“, führt Schönmayr aus. „Für den CO2-Anteil in der Nutzung haben wir die Schweißnähte einer Roboter-Serienfertigung mit einer üblichen Einsatzdauer von acht Jahren berechnet. Als Grundlage dienten echte Kundenbeispiele eines Automobilzulieferers, der in seiner Roboterkonfiguration zum Stahlschweißen die TPS 400i einsetzt, und eines Fahrzeugherstellers, der mit der TPS 320i CMT-schweißt.“

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Im beschriebenen Lebenszyklus eines Fronius TPS/i-Schweißsystems entfallen insgesamt lediglich rund 0,5 % der gesamten CO2-Äquivalente
auf die Herstellung des Schweißgerätes, die Reparatur und Entsorgung desselben. Der Rest verteilt sich auf den verwendeten Zusatzwerkstoff, das Schutzgas und den Energieeinsatz. Damit steht fest, dass speziell diese Ressourcen effizient eingesetzt werden müssen.

„Die gute Nachricht ist, dass wir bei Fronius bereits seit vielen Jahren darauf achten, den Verbrauch an Material und Energie beim Schweißen so gering wie möglich zu halten. Wir haben dazu knapp 75 Jahre Know-how aufgebaut und innovative – teils bahnbrechende – Technologien wie die ersten Inverter-Schweißgeräte (Transarc 500), die ersten digital prozessgesteuerten TPS-Schweißsysteme oder den revolutionären Schweißprozess CMT (Cold Metal Transfer) entwickelt. Enormes Potenzial in puncto Effizienz sehen wir auch weiterhin in der Digitalisierung“, ist Scherleitner überzeugt. Mit dem Schweißdatenmanagement und Analyse-Tool WeldCube Premium konnten bereits viele Fronius Kunden ihre Produktion optimieren und fügen jetzt bei hoher Ergebnisqualität zeit- und materialeffizienter.

Gemeinsam mit seinen Kunden will Fronius dort ansetzen, wo CO2 reduziert werden kann. Hohe Schweißqualität spielt hier eine zentrale Rolle, weil die Materialien so am effizientesten eingesetzt werden beziehungsweise Ressourcenverschwendung durch Ausschuss oder Nacharbeit vermieden wird. Reproduzierbare hochwertige Schweißverbindungen schonen den Geldbeutel und die Umwelt gleichermaßen. Deshalb kann eine Gesamtbetrachtung der Produktion auf Bauteilebene (TCOP – total cost of production) viel bewirken. Fronius hat aber auch sehr einfach zu implementierende Lösungen parat, wie zum Beispiel den digitalen Gas-Controller OPT/i Gas, mit dem sich durchschnittlich rund 40 % Schutzgas einsparen lassen. Bei vielen kurzen Nähten ist das Einsparpotenzial sogar noch höher.

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„Nachhaltigkeit beim Fügen steht ganz oben auf unserer Agenda. Unsere Expertinnen und Experten in Forschung und Entwicklung verfolgen dafür den Ansatz ‚Sustainability by Design‘. So schaffen wir umwelt-inspirierte Innovationen kombiniert mit unserem Verständnis für die Herausforderungen unserer Kunden. Material, Zeit und Kosten sparen und gleichzeitig den CO2-Fußabdruck sukzessive senken, können wir am besten gemeinsam schaffen – unsere LCA ist erst der Startschuss für eine Reihe von Tipps, die wir mit unseren Kunden teilen werden“, fasst Harald Scherleitner zusammen.