Fachartikel

22.07.2020
erschienen in GIESSEREI Heft 7|2020

„Musk will maximale Effizienz und setzt daher bewusst auf Guss!“

Prof. Fehlbier: "Auf eine Persönlichkeit wie Musk, die verkündet 'Guss ist super' hat die deutsche Gießerei-Industrie lange gewartet"

VON PROF. DR.-ING. MARTIN FEHLBIER zu Teslas deutscher Gigafactory und Musks visionären neuen Gusskonzepten

Die Entscheidung des extrem umtriebigen amerikanischen E-Fahrzeug- und Raumfahrtpioniers sowie des sich stets nach neuen technologischen Rekorden Ausschau haltenden Elon Musk am Hochlohnstandort Deutschland ein komplett neues Werk für Elektrofahrzeuge inklusive eigener Leichtmetall-Druckgießerei auf der grünen Wiese zu errichten, darf zu Recht im Vorfeld als wohl kalkuliert und sehr gut überlegt angenommen werden. Ich bin davon fest überzeugt, dass neben den stets wichtigen Standortfaktoren, wie Infrastruktur etc., das herausragende deutsche Ingenieurs-Know-how sowie die weltweite Marktführerschaft auf den Gebieten des Maschinenbaus, des Automobilbaus und nicht zuletzt der Gießereitechnik die finale Entscheidung von Elon Musk für den Standort Deutschland geprägt haben. Nicht umsonst hatte er sich ja schon zuvor im Jahr 2016 für den Kauf des deutschen Anlagenbauers Grossmann aus der Eifel entschieden, um seine immensen Produktionsprobleme in den USA in den Griff zu bekommen – und es scheint ihm offensichtlich gelungen zu sein.

Ausgerechnet in diesen Zeiten, wo vielerorts gerade diese Wirtschaftszweige in den deutschen Medien und bei vielen Politikern als bereits veraltet und nicht mehr ganz zeitgemäß betitelt wurden und werden, entscheidet sich ein kompromissloser, stets nach absoluter Perfektion strebender Technikvisionär bei seiner neuen zukunftsweisenden Fabrik für den Hochlohnstandort Deutschland. Das ist sicherlich Balsam für viele geschundenen Seelen aus der mittlerweile schon häufig geringschätzend als „Old Economy“ bezeichneten (High-tech)-Produktionsbranche und ganz sicher ein sehr starkes Argument, dass gerade diese Branchen auch für die neuen, zukunftsweisenden Mobilitätskonzepte eine offensichtlich doch unerlässliche Absprungbasis bilden.

Grade die Gießereibranche bietet ein herausragendes Innovations- und Leichtbaupotenzial – das hat Elon Musk erkannt. Sein visionärer Ansatz, alles Vorhandene zu hinterfragen und neue Produktions- und Bauteillösungen mit hohem Kosteneinsparpotenzial anzustreben, zeichnen sein Vorgehen stets aus. Ja er sucht geradezu neue, innovative Lösungen und scheut sich dabei auch nicht, auf die Universitäten zuzugehen und mit jungen Studierenden und jungen Absolventen in weltweit ausgeschriebenen Wettbewerben nach neuen Ideen und Lösungen zu suchen. Zugegeben, auf eine solche, nach vorne gehende, mutige und in der Öffentlichkeit stark präsente Persönlichkeit, die allen verkündet, sei es gelegen oder ungelegen, „Guss ist super“ darauf hat auch die deutsche Gießerei-Industrie seit langem gewartet. Elon Musk denkt das bislang nicht denkbare: völlig neue Produktions-, Bauteil- und Fahrzeugkonzepte und dabei stets dem Leichtbau verpflichtet: aus bis zu 70 Fügeteilen wird ein einziges Gussteil. Bislang noch nicht in der Umsetzung ist seine Vision eine ganze Karosserie bzw. einen Fahrzeugrahmen in einem Stück zu gießen; die Patente dazu hat er schon mal eingereicht.

Offensichtlich bringt er als CEO den Willen und die Zeit auf, sich im Vorfeld mit den Fachexperten der verschiedenen Disziplinen wegzuschließen, um neue Lösungen anzudenken und umzusetzen. Hierzu zählen Gussexperten, Werkzeugbauer, Anlagenbauer, Fügeexperten bis hin zu Legierungsspezialisten. Man munkelt, dass unter Musks Federführung auch eigene Gusslegierungen speziell für Tesla entwickelt werden. So wundert es auch nicht, dass sich Musk für seine Gigafactory konsequenterweise auch für Giga-Druckgießzellen (goliath-machines) mit über 6000 Tonnen Schließkraft und über 100 Kilogramm Schussgewicht für seine „mega-castings“ entscheidet. Mit ihnen möchte er zunächst zweiteilig (rechts/links) und gefügt und schnellstmöglich dann auch einteilig den hinteren Unterboden, rear underbody (Schweller), des Tesla Model Y und vielleicht später auch des Tesla Model 3 fertigen.

Die Vorteile wären über die erhebliche Einsparung verschiedener Ressourcen, Personal, ökologischem Fußabdruck und Kosten überaus vielfältig. Ob ein solches am PC und mittels vieler Simulationsstudien erdachtes Konzept dann jedoch auch wirtschaftlich in der Praxis umgesetzt werden kann, muss wie immer der harte Praxisbetrieb vor Ort in der Produktion zeigen. Durch die Integration bzw. das interessante „Hineinbauen“ von Profilen in den Druckguss wird man die sicherlich sehr ernst zu nehmenden Toleranzprobleme einfacher meistern können. Vermutlich wird für diese Bauteile eine naturharte bzw. naturduktile Gusslegierung zum Einsatz kommen. Dies hätte den Vorteil, dass eine teure und insbesondere verzugsfördernde Wärmebehandlung mit anschließendem Richtvorgang entfallen würde. Im Hinterwagen kann bekanntlich auf eine allzu hohe Duktilität häufig verzichtet werden; insbesondere auch dann, wenn gar nicht oder mit weniger anspruchsvollen Nieten gearbeitet wird. Generell wird auf eine homogene Werkzeugtemperierung und verzugsminimierende Formgebung jedoch erheblichen Wert gelegt werden müssen.

Die verfügbaren Simulationsprogramme zur Spannungs- und Verzugsvorhersage werden hierfür immer genauer und umfangreicher. Auch der Formauslegung, dem verwendeten Werkzeugstahl (und vielleicht ja auch schon der eingebauten Sensorik/KI) in Kombination mit der optimalen Gusslegierung wird zur Erzielung hoher Standzeiten eine Schlüsselrolle zukommen. Natürlich müssen auch die gesamte Infrastruktur und Logistik zum Handling solch großer Bauteile im Betrieb angepasst werden. Ich halte die Umsetzung eines solchen innovativen und integrativen Konzepts für Leichtbaugussteile für durchaus realistisch und bin sicher, wir haben die Grenzen des Machbaren hier noch nicht annähernd erreicht! Wir sollten Elon Musk diesbezüglich also sehr ernst nehmen und ihn keinesfalls unterschätzen oder gar abtun. Er will die Innovation und die maximal erzielbare Effizienz und setzt daher für die Zukunft ganz bewusst auf Guss. Wir sollten und müssen uns auf diesem Weg das maximal Erreichbare anzudenken von ihm mitnehmen lassen.

Wie man dieses „Maximum“ dann erreicht, dafür gibt es bekanntlich immer mehrere Wege, die nach Rom führen und viele Räder, die für den nachhaltigen Erfolg ineinandergreifen müssen. Gerade hier braucht sich die deutsche Gießerei- und Zulieferindustrie im harten globalen Wettbewerb nicht bezüglich Kreativität und Ideenreichtum zu verstecken. Eines sollten wir aber unbedingt von Elon Musk lernen: nämlich über innovativen Gussleichtbau in einem „grünen“ Werkstoffkreislauf mit jungen und kreativen Köpfen als Problemlösung für die Zukunft zu sprechen und unsere Begeisterung nach außen zu tragen.