InduHeat Prozess und Energieoptimierung mittels Induktion zum Aushärten der Korrosionsschutzschicht in der Automobilindustrie

Für das Lackieren von Karosserien soll ein neues Verfahren, nämlich die selektive Induktionsmethode entwickelt werden. Dieser neuartige industrielle Prozess zum Aushärten von
Lack wird in Form eines digitalen Zwillings simuliert. Durch die Entwicklung dieser innovativen Energietechnologie erwarten wir, dass sich der Kunde pro Karosserie 8,694 EURO erspart, was für
den gesamten Markt eine Kostenreduktion in der Höhe von ca. 700 Mio. EURO pro Jahr bedeutet. Ökologisch hat das Verfahren den Nutzen, dass mit der neuen Technologie ca. 9.936,0 GWh, das
entspricht 1.540.080 Tonnen CO2 weniger verbraucht werden.

Ausgangssituation

Mit Stand heute werden weltweit in Lackieranlagen ca. 80 Mio. Karosserien pro Jahr in einem Ofen
gebacken. Es werden ca. 600 kWh pro Karosserie benötigt, wobei ca. 23% (= 138 kWh) für die
Trocknung benötigt werden, womit sich ein enormer Energieverbrauch von ca. 48 Mrd. kWh ergibt.
Für die Trocknung werden aktuell sogenannte Warmluft-Härteofen eingesetzt, die sehr viel Energie
und Zeit benötigen, um die Karosserie zu erwärmen. Es müssen genügend hohe Temperaturen nahe
180 Grad in den Materialien erreicht werden, um die Aushärtung zu starten.
Um dieses Problem zu lösen, verfolgt Engineering Software Steyr GmbH mit seinen Partnern, Institut
für Wärmetechnik, TU Graz und Institut für Mathematik und Informatik, University of Southern
Denmark, die Idee eines selektiven Induktionsofens. Bei der Induktionsmethode wird die gleiche
Lackierflüssigkeit gehärtet, wie sie im aktuellen Lackierprozess verwendet wird. Der einzige Unterschied ist eine sehr kleine Menge spezieller Nanopartikel, die eventuell (nicht notwendigerweise)
der Lackierflüssigkeit hinzugefügt werden können. Damit kann die Zeitskala der Aushärtung in einem angemessenen Rahmen angepasst werden. Die Oberfläche ist dadurch empfindlicher, um die erforderliche Aushärtungsenergie durch Induktion zu absorbieren. Um die Absorption selbst steuern zu
können, wird dieser neuartige industrielle Prozess zum Aushärten von Lack in Form eines digitalen Zwillings simuliert. Dies ist notwendig, um die durch diese Neuerungen erwarteten immensen
Effizienzsteigerungen und Flexibilisierungen des Fertigungsprozesses zu simulieren. Im Vorfeld der Studie wurden erste Versuche bei der Antragstellerin durchgeführt und in Q4/2019 ein Patent mit der Nummer A50892/2019 angemeldet.
Durch die Entwicklung dieser innovativen Energietechnologie erwarten wir, dass sich der Kunde pro Karosserie 8,694 EURO erspart, was für den gesamten Markt eine Kostenreduktion in der Höhe von ca. 700 Mio. EURO pro Jahr bedeutet. Ökologisch hat das Verfahren den Nutzen, dass mit der neuen
Technologie ca. 9.936,0 GWh, das entspricht 1.540.080 Tonnen CO2 weniger verbraucht werden. Damit kann man fast ein komplettes Atomkraftwerk einsparen, denn ein mittleres Kernkraftwerk hat eine Nennleistung von 1.400 Megawatt. Das entspricht ca. jährlich 11.000 GWh.