Der Brennstoffzelle prognostiziert Schuler auf Basis einer Studie von McKinsey (2021) eine lukrative Zukunft: Die Marktgröße soll von momentan 1,1 Mrd. US-Dollar bis 2026 auf 3 Mrd. wachsen und dann bis 2030 auf 13,3 Mrd. um jährlich 45% zulegen. Größte und lukrativste Märkte seien China und Europa. Weiteres Indiz für das Wachstum sei die Entwicklung der Elektrolyseurprojekte, deren installierte Kapazität bis 2030 weltweit auf rund 93 GW steigen soll, momentan sind rund 6 GW global installiert. Kein Wunder also, dass sich bei den Schuler Tech Days am Standort Netphen-Werthenbach im Dezember 2022 alles um die Produktion des wichtigsten Bestandteils, den Bipolarplatten drehte. Für einen einzigen Stack werden etwa 300 bis 400 der umgeformten Edelstahlbleche benötigt.
Star der Hausmesse: die TMK 2-400
Bei seiner Hausmesse konzentrierte sich Schuler auf das Prägen als Fertigungsverfahren: Star der Ausstellung war eine Kniehebelpresse vom Typ TMK 2-400 mit 4.000 kN Presskraft. Zugeführt wurden die Bleche über eine Bandanlage der Fecker GmbH Maschinenbau, die sich als Mitaussteller an den Tech Days beteiligte. Die Brücke zur greifbaren Anwendung der Brennstoffzellen-Technologie schlug ein Toyota Mirai mit Wasserstoff-Antrieb, der von der Autohaus Keller GmbH & Co. KG aus Kreuztal zur Verfügung gestellt wurde.
Kniehebelpressen zum Prägen von Bipolarplatten
Bei der Produktion von Bipolarplatten setzt Schuler häufig auf Kniehebelpressen. Auch zwei der drei Bipolar Plate Production Lines (BPL) der Schuler Group enthalten Kniehebelpressen mit Servoantrieb. Doch warum eignen sich gerade Kniehebelpressen für das Prägen der fragilen Platten? Hierfür sprechen laut Schuler mehrere Punkte:
- Der charakteristische Aufbau der Pressen sorgt für eine optimierte Auftreffgeschwindigkeit, was eine hohe Präzision zur Folge hat.
- Auch hochfeste Stähle können mit den Pressen verarbeitet werden.
- Durch die Steifigkeit des Systems kann eine hohe Wiederholgenauigkeit erzielt werden.
- Die Hubhöhe ist sehr fein einstellbar, was der Energieeffizienz gerade bei so geringen Blechstärken zugutekommt.
Helfer bei jedem Fertigungsschritt
Der zweite Schwerpunkt der Hausmesse lag auf der Digital Suite von Schuler. Ziel war es zu zeigen, wie sich digitale Produkte im konkreten Anwendungsfall „Prägen einer Bipolarplatte“ einsetzen lassen. Mit der Digital Suite hat Schuler eine Vielzahl an Produkten geschaffen, die Hersteller bei verschiedensten Fertigungsschritten unterstützen. Folgende digitale Lösungen rund um die Fertigung wurden vorgestellt:
- Während des Pressvorgangs: Cloud Solutions Mit den Cloud Solutions können Daten direkt „von der Presse“ gesammelt und ausgewertet werden. Die Anwendungen sind webbasiert, es werden lediglich vorhandene Daten genutzt. Diese werden zum Beispiel herangezogen, um die Produktion selbst – Produktivität, Status etc. – näher zu beleuchten. Auch die Presskraft kann aufgezeichnet werden, was wiederum Rückschlüsse auf die Beanspruchung der Werkzeuge zulässt. Die Temperaturen und die Schmierung lassen sich damit ebenfalls überwachen. Übersichtliche Dashboards helfen bei der Auswertung der Daten und ermöglichen eine fundierte Prozess- und Energieverbrauchsoptimierung.
- Zur Prozesssicherung: Visual Die Protection Das VDP-System dient dazu, Schäden am Werkzeug zu vermeiden. Es erkennt Fremdkörper im Werkzeugraum sowie falsch eingelegte Teile und reagiert in diesen Fällen wie vorgegeben. So kann beispielsweise die Presse gestoppt oder lediglich ein Alarm weitergegeben werden. Auf diese Weise wird die Maschinenverfügbarkeit erhöht und Ausschuss reduziert. Hierfür sind im Werkzeugraum mehrere Kameras angebracht, die mit einem intelligenten Bildverarbeitungsprogramm verbunden sind. Das System kann auch nachträglich installiert werden, auch die Überwachung von Fremdanlagen ist kein Problem. Ein Remote-Zugriff vom Büro aus ist möglich. Die Daten können auch zur Dokumentation genutzt werden.
- Zur Inline-Gutteilerkennung: Visual Quality Control Die VQI setzt erst nach dem Pressvorgang an. Es handelt sich ebenfalls um ein kamerabasiertes System, das dazu dient, die Konturen und die Oberflächen der bearbeiteten Bauteile – in diesem Fall der Bipolarplatten – zu prüfen. Um die VQI zu teachen, sind nur 10 bis 30 Teile notwendig. Anschließend erkennt sie auch bei heißen oder schmierigen Teilen Fehler und sortiert diese aus, was lückenlos dokumentiert wird. Die VQI kann in einen automatisierten Prozess eingebunden werden. Ebenso wie beim VDP-System lässt sich ein Remote-Zugriff einrichten.
- Bei Stillstand oder Fehlfunktion: Schuler Connect Mit Schuler Connect naht bei Problemen mit der Presse oder Stillständen Hilfe virtuell. Via Smartphone oder Smartglasses können die Experten bei Schuler die Situation erfassen und Hilfestellung leisten – ohne anreisen zu müssen. Das spart Zeit und Geld und gibt den Technikern vor Ort zudem die Möglichkeit, mehr über die Maschine zu lernen und künftig kleinere Probleme selbst zu lösen. Auch ein Support für Fremdanlagen ist möglich. Die Kommunikation funktioniert über Kameras an der Brille oder dem Smartphone sowie die eingebauten Mikrofone. Mittels Augmented Reality können die Handlungsanweisungen visuell verdeutlicht werden. Eine integrierte Übersetzungsfunktion macht zusätzlich den internationalen Support von Deutschland aus möglich.
Nicht ohne Grund in Netphen
Die Unternehmenstochter Gräbener Pressensysteme in Netphen-Werthenbach wurde nicht willkürlich als Veranstaltungsort ausgewählt. Hier werden nicht nur die vorgestellten Hochleistungs-Pressen mit Kniehebelantrieb produziert, sondern der Standort fungiert auch als „Schuler Service Nord-West“. Als solcher liefert er Ersatzteile, führt Reparaturen und Wartungen durch und modernisiert ältere Modelle. So war auch eine neue C-Gestell-Presse von der Schweizer Schuler-Tochter Beutler Nova nebst einer gebrauchten Gräbener-Presse zu sehen, welche gerade auf ihre Überholung wartet. Insgesamt besuchten knapp 150 Interessierte die Hausmesse.
