Leichtbau-Innovation durch Kooperation bei Sarginsons

Foundry-Planet sprach kürzlich mit Gavin Shipley, dem technischen Leiter bei Sarginsons, über die jüngsten Erfolge des Unternehmens und die allgemeinen Entwicklungen, die die britische Gießereiindustrie prägen. Auf der Grundlage langjähriger Fachkompetenz und unterstützt durch Fördermittel aus dem PIVOT-Programm (Performance Integrated Vehicle Optimisation Technology) – einer vom Advanced Propulsion Centre finanzierten Initiative in Höhe von 5,8 Millionen Pfund – hat Sarginsons eine neue Generation der Leichtbau-Gusstechnologie auf den globalen Markt gebracht. Im Interview erörterte Shipley die aktuelle Lage der britischen Gießereiindustrie, hob den Wert einer engen Zusammenarbeit zwischen den Industriepartnern hervor und skizzierte die jüngsten Fortschritte in der Leichtbaufertigung.

Im Juni erreichte das PIVOT-Konsortium, bestehend aus Sarginsons Industries, Aston Martin, Siemens, GESCRAP und der Brunel University, einen bedeutenden Meilenstein bei der Entwicklung von Leichtbaukomponenten für die Automobilindustrie. Bei der Veranstaltung „Casting the Future of Aluminium“, die vom Advanced Manufacturing Research Centre (AMRC) der University of Sheffield ausgerichtet wurde, präsentierten die Partner neu entwickelte Aluminium-Hilfsrahmen für das Demonstrationsfahrzeug eines führenden britischen Automobilherstellers. Im Vergleich zu den Bauteilen, die sie ersetzen sollen, ist der neue vordere Hilfsrahmen um 17 % leichter, während die hintere Version eine Gewichtsreduzierung von 35 % erreicht.

Die innovativen Hilfsrahmen entstanden durch die Kombination der Fachkompetenz von Sarginsons im Bereich Gussdesign mit der von Siemens bereitgestellten Technologie zur Topologieoptimierung, darunter die Softwareplattformen Simcenter™ OptiStruct® und Simcenter™ Inspire™. Auf der Grundlage jahrzehntelanger Materialprüfungen und detaillierter mikrostruktureller Analysen hat Sarginsons die Fähigkeit entwickelt, das Verhalten von Aluminium während des gesamten Gussprozesses genau vorherzusagen. Dadurch können Strukturgussteile bereits in virtuellen Crashtests bewertet werden, noch bevor geschmolzenes Metall eingegossen wird. Dieser digitale Validierungsansatz reduziert die Notwendigkeit einer konservativen Überdimensionierung, indem Annahmen durch präzise Daten zur Materialleistung ersetzt werden, was die Herstellung leichterer und effizienterer Strukturgussteile ermöglicht.

Von Coventry zur weltweiten Anerkennung

Wie wurde eine Gießerei in Coventry zur treibenden Kraft hinter einer weltweit einzigartigen Innovation in der Automobilbranche? In seiner Keynote-Präsentation erklärte Gavin Shipley, dass diese Errungenschaft durch das Zusammenspiel mehrerer Schlüsselelemente ermöglicht wurde. Er merkte an: „Ein physikalischer Crashtest kann bei jeder Durchführung bis zu 1 Million Pfund kosten. Jahrzehntelang bestand die einzige Möglichkeit, Sicherheit zu gewährleisten, darin, überdimensioniert zu konstruieren und durch zusätzliche Masse und Material Unsicherheiten auszugleichen. Was wir heute demonstriert haben, ist eine Alternative. Durch die Kombination von virtuellem Engineering, KI und fortschrittlichem Guss-Know-how sind wir in der Lage, das Verhalten eines Bauteils präzise zu verstehen, noch bevor Metall eingegossen wird. Das gibt den Herstellern die Sicherheit, ihre Konstruktionen auf echte Leistungsfähigkeit auszurichten, anstatt von Worst-Case-Szenarien auszugehen. Jahrzehntelang waren Ingenieure gezwungen, ihre Konstruktionen an die Einschränkungen des Gussverfahrens anzupassen. Wir stellen diese Denkweise nun auf den Kopf und erschließen völlig neue Möglichkeiten für leichtere, stabilere und effizientere Fahrzeugstrukturen.“

Im Gespräch mit Shipley wird schnell deutlich, dass sich Sarginsons als hochmoderne Gießerei etabliert hat. Das Unternehmen verbindet traditionelles Gießereifachwissen mit modernsten Technologien, darunter Echtzeit-Röntgenprüfsysteme, innovative Fertigungsverfahren und anorganische Bindemitteltechnologie. Während des gesamten Gesprächs war Shipleys Begeisterung sowohl für die Tradition des Unternehmens als auch für dessen Zukunftspläne unübersehbar. Er betonte zudem, dass bahnbrechende Innovationen nicht nur großen Konzernen vorbehalten sind. Sarginsons beweist, dass kleine und mittlere Unternehmen Projekte von globaler Bedeutung erfolgreich leiten können, wenn die richtigen Fähigkeiten, das nötige Fachwissen und die strategischen Triebkräfte vorhanden sind.

Eine aussagekräftige Simulation beginnt mit zuverlässigen Daten

Bei Sarginsons sind Daten eine der wichtigsten Grundlagen für Innovation. Obwohl das Unternehmen in modernste Anlagen und Fertigungstechnologien investiert, ist Gavin Shipley der Ansicht, dass der größte Wert nicht in den Maschinen selbst liegt, sondern in den Informationen, die diese kontinuierlich liefern. Im Zusammenhang mit den aktuellen Herausforderungen für die britische Gießereiindustrie weist er darauf hin, dass viele Unternehmen nach wie vor in einem traditionell konservativen Umfeld agieren, in dem Veränderungen oft mit Vorsicht angegangen werden. Der Weg zu einer innovativeren Fertigung erfordert nicht nur neue Kompetenzen und finanzielle Investitionen, sondern auch die systematische Erfassung und Auswertung von Prozessdaten. Wie Gavin erklärt, sind aussagekräftige Simulationen nur möglich, wenn die zugrunde liegenden Fertigungsprozesse zuvor gründlich gemessen und verstanden wurden. Es ist unerlässlich, die führenden Unternehmen der Branche dazu zu bewegen, dies anzuerkennen, wenn der Sektor gemeinsam Fortschritte erzielen soll.

Ein umfassendes Datenmanagement ist daher zu einer der entscheidenden Stärken von Sarginsons geworden. Während viele Gießereien erst vor kurzem damit begonnen haben, strukturierte Datensysteme aufzubauen, hat Sarginsons in den letzten zwei Jahrzehnten Produktionsdaten über alle Betriebsbereiche hinweg gesammelt, analysiert und genutzt. Laut Gavin ist Zeit eine der wertvollsten Investitionen, die ein Unternehmen tätigen kann – insbesondere die Zeit, die erforderlich ist, um eine robuste Datenbank aufzubauen und daraus aussagekräftige Erkenntnisse zu gewinnen. Obwohl dieses langfristige Engagement Sarginsons einen erheblichen Vorteil verschafft hat, betont er, dass Unternehmen, die heute damit beginnen, nicht unbedingt Jahrzehnte benötigen, um eine solide Grundlage zu schaffen. Mit einem zielgerichteten Ansatz lässt sich eine zuverlässige Dateninfrastruktur innerhalb von ein bis zwei Jahren aufbauen. Dennoch reichen Daten allein nicht aus, um nachhaltige Innovationen voranzutreiben.

Warum menschliches Fachwissen nach wie vor unverzichtbar ist

Obwohl Gavin Shipley Hochleistungsrechner als entscheidenden Faktor für die zukünftige Entwicklung im Gussbereich ansieht, ist er ebenso davon überzeugt, dass technologischer Fortschritt menschliches Fachwissen nicht ersetzen kann. Seiner Ansicht nach hängt dauerhafter Erfolg davon ab, drei wesentliche Elemente zusammenzuführen: fortschrittliche Rechenkapazitäten, umfassende Fertigungserfahrung und zuverlässige technische Daten. Nur die Kombination dieser Stärken ermöglicht es Gießereien, das Potenzial moderner Produktionstechnologien voll auszuschöpfen.

Shipley nimmt eine ausgewogene Haltung gegenüber dem wachsenden Einfluss künstlicher Intelligenz ein. Er betrachtet KI als unverzichtbares Werkzeug, um die Entwicklung von Elektrofahrzeugen voranzutreiben und leichtere, gewichtsoptimierte Bauteile herzustellen. Gleichzeitig betont er, dass traditionelles Gießereiknow-how nach wie vor von grundlegender Bedeutung ist und nicht einfach durch digitale Technologien ersetzt werden kann. Er ermutigt Gießereien, KI aktiv in ihre Betriebsabläufe zu integrieren, und warnt, dass Unternehmen, die dies versäumen, Gefahr laufen, ihre Wettbewerbsposition zu verlieren. Anstatt die zunehmende Komplexität entweder als Vorteil oder als Nachteil zu beschreiben, sieht er sie als Wendepunkt, der je nachdem, wie effektiv ein Unternehmen sein Fachwissen entwickelt, anwendet und bewahrt, entweder Chancen oder Herausforderungen mit sich bringen kann. Dies gewinnt zunehmend an Bedeutung, da sich die Kundenerwartungen weiterentwickeln, insbesondere in Bezug auf Nachhaltigkeit, Materialeffizienz und Recycling.

Recycling neu gedacht: Materialverunreinigungen als Vorteil nutzen

Im Laufe unseres Gesprächs stellte Gavin Shipley die weit verbreitete Auffassung in Frage, dass recycelte Materialien zwangsläufig die Leistungsfähigkeit von Bauteilen beeinträchtigen. Er räumte ein, dass viele Gießereien bei der Verwendung von recycelten Aluminiumlegierungen nach wie vor zurückhaltend sind, da Verunreinigungen die Materialeigenschaften beeinflussen können. Er erklärte jedoch, dass Sarginsons eine andere Philosophie verfolgt. Anstatt zu versuchen, jede Verunreinigung zu beseitigen, passt das Unternehmen die Legierungszusammensetzung an die vorhandene Materialzusammensetzung an und gestaltet seine Prozesse entsprechend. Seiner Ansicht nach muss die Branche über „Greenwashing“ hinausgehen und wirklich nachhaltige Lösungen anstreben, indem sie auf Bauteile hinarbeitet, die vollständig aus recyceltem Material hergestellt werden. Er räumt ein, dass dieser Wandel nicht über Nacht geschehen kann, weshalb schrittweise Fortschritte in Richtung vollständig recycelter Produkte der realistischste Weg in die Zukunft sind.

Obwohl viele Gießereien bei der Erhöhung des Recyclinganteils weiterhin mit technischen und betrieblichen Herausforderungen konfrontiert sind, ist Shipley der Ansicht, dass sich die Markterwartungen bereits rasch wandeln. Kunden interessieren sich nicht mehr ausschließlich für die mechanische Leistungsfähigkeit; sie verlangen zunehmend neben den herkömmlichen Materialspezifikationen auch nach verifizierten Daten zum CO₂-Fußabdruck. Er geht davon aus, dass CO₂-bezogene Informationen ebenso wichtig werden wie herkömmliche technische Daten, was sowohl durch die Anforderungen des „Carbon Border Adjustment Mechanism“ (CBAM) als auch durch einen breiteren Übergang zu umweltfreundlicheren Technologien in der gesamten Industrie vorangetrieben wird. Darüber hinaus argumentiert er, dass es bei der nachhaltigen Produktentwicklung nicht nur um die Auswahl des richtigen Materials geht, sondern auch darum, den Gesamtmaterialverbrauch zu senken und Komponenten von Anfang an so zu konstruieren, dass der Anteil an Recyclingmaterial ein grundlegender Gesichtspunkt ist.

Sarginsons’ Vision für die Zukunft des Gießwesens

Eine der wichtigsten Erkenntnisse, die Sarginsons verinnerlicht hat, ist, dass das Hinzufügen von übermäßigem Material zur Gewährleistung der Sicherheit nicht mehr der beste technische Ansatz ist. Anstatt auf Überdimensionierung zu setzen, hat das Unternehmen seine Bemühungen darauf konzentriert, mechanische Eigenschaften genau vorherzusagen und gleichzeitig Entwicklungsrisiken durch fortschrittliche Softwaretools und maschinelles Lernen zu reduzieren. Diese Strategie hat Sarginsons an die Spitze der Etablierung neuer Standards für die Gießereiindustrie gebracht. Mit Blick auf die Zukunft strebt das Unternehmen eine vollständig softwaregesteuerte Fertigung von Aluminium-Strukturgussteilen an, bei der das digitale Engineering während des gesamten Produktionsprozesses eine zentrale Rolle spielt.

Gavin Shipley, der die letzten sieben Jahre bei Sarginsons verbracht hat, teilte seine Einschätzung sowohl zur Zukunft des Unternehmens als auch zur Entwicklung der Gießereiindustrie im Allgemeinen im kommenden Jahrzehnt mit. Er geht davon aus, dass die Verbindung zwischen virtuellem Engineering und dem fertigen Gussteil zunehmend nahtlos werden wird, wobei Risikobewertung und Validierung fast vollständig in digitalen Umgebungen stattfinden werden, bevor die Produktion beginnt. Allgemeiner betrachtet ist er der Ansicht, dass die langfristige Wettbewerbsfähigkeit weniger von einer Fertigung zu möglichst niedrigen Kosten abhängen wird, sondern vielmehr von technischem Fachwissen, Spezialkenntnissen und der Fähigkeit, komplexe Fertigungsdaten zu interpretieren. Seiner Meinung nach werden diese Fähigkeiten mit dem weiteren Fortschritt der künstlichen Intelligenz nur noch an Wert gewinnen. Für Foundry-Planet bot das Gespräch mit Gavin Shipley wertvolle Einblicke in die Prinzipien, Technologien und die langfristige Vision, die Sarginsons auszeichnen und zum anhaltenden Erfolg des Unternehmens beitragen.