Fluidische Verbindungstechnik gilt allgemein nicht als Gewerk, beim dem ständig mit bahnbrechenden Innovationen zu rechnen ist. Was die Geometrie angeht, sind viele Bauteile durch DIN/ISO- oder SAE-Normen weitestgehend festgelegt, und auch sonst könnte man denken, dass bei eher simplen Metallteilen wenig Neues zu erwarten ist. Dass dem nicht so ist, wissen die Spezialisten von Parker, weswegen sie in Bielefeld ein Innovations- und Technologiezentrum – das einzige des Konzerns außerhalb der USA – aufgebaut haben. Fünf entsprechende Labore hat der Parker-Konzern mittlerweile eingerichtet: In einem Prozesslabor werden neue Fertigungsmethoden wie 3D-Druck oder der Einsatz von Robotik erprobt.
Je ein Labor gibt es für die Werkstoffe Gummi und Kunststoff, die bei Parker überwiegend in Schläuchen eingesetzt werden. Zudem gibt es ein Metalllabor in der Connectors-Schwesterdivision in den USA, die überwiegend für den amerikanischen SAE-Markt produziert. Dieses Labor arbeitet eng mit dem neuen Bielefelder Oberflächenlabor zusammen. Wo sich die US-Kollegen mit einem Materialwissenschaftler an der Spitze um den „trockenen“ Teil einer Komponente kümmern, ist es in Deutschland ein Chemiker, der sich um die „nasse“ Seite der Bauteilfertigung kümmert, um Galvanik und Oberflächenbeschichtung.
Das Metals Innovation Center
Labor und Versuchsgalvanik sind eingebunden in das Metals Innovation Center. Im ersten Stock des Gebäudes sind hier alle innovationsrelevanten Einheiten Tür an Tür gruppiert: Entwicklungsabteilung, Oberflächenlabor, Versuchsgalvanik und mechanisches Labor. „Da läuft die Kommunikation viel besser“, erklärt Jan Hustert, Bereichsleiter Technologie und Innovation bei Parker HPCE. „Schon vor einigen Jahren haben wir uns in der Parker Fluid Connectors Group Gedanken gemacht, wie wir uns im Bereich Forschung und Entwicklung besser aufstellen können.“ Das Ergebnis dieser Überlegungen kann man nun in Bielefeld betrachten. Zum Beispiel in der Entwicklungsabteilung, die in einem modernen Großraumkonzept sogenannte Kompetenz-Cubes abtrennt, in denen Viererteams sitzen, die je aus einem Entwickler, einem technischen Zeichner, einem Techniker und einem Branchen- oder Applikationsspezialisten bestehen.
Ebenfalls in diesem ersten Innovations-Stockwerk befindet sich das mechanische Labor, in dem Bauteile auf Materialeigenschaften und Dauerfestigkeit geprüft werden können. Doch die Besonderheit des Innovation Centers ist die Versuchsgalvanik. „Unsere Division ist seit jeher sehr stark im Bereich der Oberflächenentwicklung“, betont Jan Hustert, „denn wir betreiben unsere eigene Galvanik und kaufen die Oberflächen nicht zu.“ Diesen Vorsprung wollte man ausbauen.
Nah an der Realität galvanisieren
Die kompakte Versuchsgalvanikanlage mit Beckengrößen von einigen hundert Litern ist der besondere Stolz von Dr. Philipp Wagener. Der Chemiker hatte in den vergangenen drei Jahren die Aufgabe, diese Anlage sowie das Labor von null an aufzubauen. Im Labor findet sich Analytik für Metalloberflächen, von verschiedenen Mikroskopen bis hin zu speziellen elektrochemischen Messverfahren. Hinzu kommen Geräte zur Korrosionsprüfung, klassische Kammern für den Salzsprühnebeltest ebenso wie Klimawechselkammern. Doch das Herzstück ist die Versuchsgalvanik. „Unser Technikum bewegt sich in der Größenordnung zwischen dem Laborumfeld mit seinem Becherglas, und einer normalen Produktionsanlage“, erläutert Dr. Wagener. „Denn es gibt viele Prozesse, die funktionieren im Becherglas, also im kleinen Maßstab problemlos. Aber wenn man das Ganze in die Produktion überführen will, dann klappt es nicht.“ Die Erfahrung habe gezeigt, dass der Schritt von Prozessen im Ein-Liter-Maßstab auf Anlagen im 100-Liter-Bereich am größten ist. Wenn ein Prozess in mittleren Anlagen laufe, so Wagener, dann lasse er sich in der Regel deutlich einfacher auf Produktionsanlagen mit mehreren Zehntausend Litern Behältergröße umsetzen.
In der realen Fertigungsanlage lassen sich Tests darüber hinaus kaum durchführen. Denn zum einen arbeitet die Galvanik in Bielefald derzeit rund um die Uhr im Dreischichtbetrieb. Da hat kein Produktionsleiter die Möglichkeit, Zeit für einen Test der Entwicklungsabteilung bereit zu stellen. Zudem muss eine solche Anlage mit zehntausenden Litern an Chemikalien befüllt werden, die am Ende des Versuchs wieder entsorgt werden müssten – sowohl aus ökologischen, als auch aus ökonomischen Gründen eine Katastrophe.
„Mit dieser Technikumsanlage können wir nun interessante Prozesse, die aus der Forschung an uns herangetragen werden oder die wir dort entdecken, auf ihre Produktionstauglichkeit überprüfen“, freut sich Wagener. „Sie haben an vielen Universitäten und Forschungsinstituten hochintelligente Menschen, die erstklassige Forschung machen und die im kleinen Maßstab unglaubliche Ergebnisse erzielen. Aber das Ganze in die Produktion zu bringen, da finden Sie nur sehr, sehr wenige Leute, die das können. Das müssen wir selber machen.“ Und so sollen Labor und Technikum als Geburtshelfer für neue Technologien dienen.
Doch sind die aktuellen Oberflächenbeschichtungen denn nicht gut genug? „Zunächst einmal muss man sagen, dass Oberflächen deutlich mehr sind als Korrosionsschutz“, führt Jan Hustert aus. „Mindestens genauso wichtig sind die Montageeigenschaften und Reibwerte, die direkte Auswirkungen auf die Sicherheit des Montageergebnisses haben. Der Trend zu stärkerer Automatisierung im Bereich der Verschraubungsmontage bedingt ein zuverlässiges und reproduzierbares Reibwertfenster. Außerdem bin ich mir sicher, dass wir in Zukunft mit den Kunden über mehr sprechen müssen, als über Salzsprühtests, da der Salzsprühnebeltest die Realität nicht abbildet und dem Kunden keine Hilfe bei der Auslegung seiner Systeme ist. In Zusammenarbeit mit dem Kunden werden wir den richtigen Klimawechseltest mit der passenden Oberflächentechnik zusammenbringen, um das Thema Oberfläche zukunftsweisend zu revolutionieren“, ergänzt Wagener.
Auch Ausbildung und Produktschulung erweitert
Im Zuge der Umbauarbeiten wurden zudem Ausbildungs-Räumlichkeiten, die in unterschiedlichen Gebäudeteilen platziert waren, zusammengezogen und modernisiert. Damit wurde eine Möglichkeit geschaffen, mit Kunden und Partnern in einem angenehmen Ambiente in Kontakt zu treten.
Ein heller, als Hörsaal gestalteter Raum dient als Kommunikationszentrum für Fachveranstaltungen, daneben liegende Besprechungsräume ermöglichen auch Gruppenarbeiten.
Wenn es handfester werden soll, findet sich neben dem Hörsaal das Trainingscenter. Hier können Produktschulungen vorgenommen werden, wobei alle gängigen Maschinen zur Rohr- und Schlauchbearbeitung vorhanden sind. Und natürlich können auch alle Produkte angefasst und ausprobiert werden. Denn bei aller Forschung und Innovation: Am Ende muss der Mehrwert einer Verschraubung dem Kunden erklärt und praktisch nähergebracht werden.
fluid hakt nach
Im Gespräch mit Jan Hustert und Dr. Philipp Wagener, Parker HPCE
Ein komplett neues Labor einzurichten ist sicher nicht einfach. Was waren für Sie die größten Herausforderungen?
Jan Hustert: Für mich gab es zu allererst die Herausforderung, intern eine Sensibilität zu schaffen, warum wir eigentlich einen Chemiker in einem Zerspanungsunternehmen brauchen. Danach ging es darum, einen passenden Spezialisten für das Thema hier zu begeistern. Denn wir sind ja alles Maschinenbauer, wir können Metall bearbeiten. Den passenden Chemiker zu finden, das hat eine Menge Energie gekostet. Aber am Ende ist es sehr gut ausgegangen.
Philipp Wagener: Und für mich, als ich vor dreieinhalb Jahren angefangen habe, das Labor aufzubauen, war die schwierigste Aufgabe, die Technikumsanlage, die Versuchsgalvanik, in den Gleichschritt mit unserer Produktion zu bringen. Die Versuchsanlage muss ja möglichst gleich reagieren wie die Produktionsgalvanik, damit die Ergebnisse am Ende vergleichbar und umsetzbar sind.
Wo liegt die Schwierigkeit, einen Laborprozess in die Produktion zu übersetzen?
Philipp Wagener: Sehen Sie, so ein Elektrolyt, der lebt eine Weile in seinem Becken, nachdem man ihn zusammengemischt hat. Da passieren dann Dinge, denen man sich nicht vollkommen analytisch nähern kann. Man kann fast sagen: Ein bisschen schwarze Magie ist immer noch dabei, wenn wir über Galvanik reden. Und die versuchen wir jetzt nach und nach auszutreiben. Deshalb war es wirklich eine Herausforderung, dass wir diese mittelgroße Anlage genau so konzeptionieren und ans Laufen bekommen, dass wir am Ende wirklich vergleichbare Ergebnisse zu unserer Produktion erhalten. Sodass wir uns sicher sein können, eine sehr gute Kopie der Realität zu sehen. Jetzt können wir tatsächlich mit diesem Modell spielen, um etwas Neues auszuprobieren.
Welche Ergebnisse hat Ihnen die Arbeit mit der neuen Anlage und dem Labor schon geliefert?
Jan Hustert: Mehr und anderes, als es auf den ersten Blick erscheint. Sie wissen ja, dass wir in der Initiative, sechswertiges Chrom aus unseren Oberflächen zu verbannen, relativ progressiv und früh am Markt unterwegs waren. Das hatte damals alles in Kooperation mit großen Chemielieferanten und Anwendern stattgefunden. Durch die neue Fokussierung haben sich nun ganz andere Kontakte ergeben. Wir bewegen uns jetzt mehr in Richtung Universitäten, Fraunhofer-Gesellschaften und Ähnliches. Das hatte sich uns als reiner Anlagenbetreiber und Oberflächenbeschichter früher gar nicht angeboten. Durch die Kompetenzergänzung, die wir hier geschaffen haben, haben sich komplett neue Türen aufgemacht – bis hin zu Bachelor- oder Masterarbeiten bei uns im Haus.
Wie sieht es mit konkreten technischen Egebnissen aus?
Philipp Wagener: Wir haben die Technikumsanlage jetzt seit gut zwei Jahren in Betrieb, das Labor seit einem Jahr. Das erste Jahr haben wir uns wie gesagt wirklich sehr damit beschäftigt, eine gute Vergleichbarkeit mit der Realität zu erreichen. Mittlerweile sind wir in mehreren größeren Projekten mit Lieferanten, Universitäten und Fraunhofer-Instituten dabei, unterschiedliche Beschichtungen auf ihren Nutzen in der Hydraulikwelt zu überprüfen. Wir wollen uns hier auch auf einem langen Zeitstrahl bewegen. Es geht nicht nur um die Frage: „Wann kommt die neue Oberfläche, mach doch mal etwas, was wir nächstes Jahr launchen können“. Wir wollen vielmehr im Rahmen einer technologischen Roadmap einen langen Zeithorizont abbilden.
Jan Hustert: In der Vergangenheit war es oft so, dass man versucht hat, einen großen technologischen Sprung zu machen, und dann war es für eine Weile gut. Das ist nicht mehr so. Heute nutzen wir den Ansatz des technologischen Roadmapping. Das heißt, dass wir zusammen mit Kollegen vom Marketing und anderen Spezialisten zu den Kunden hinausfahren, um die Wünsche des Kunden zu identifizieren. Nicht nur die aktuellen Wünsche, sondern auch seine zu erwartenden Bedürfnisse in zehn Jahren.
Zehn Jahre im voraus?
Philipp Wagener: Da machen wir uns nichts vor. Wenn wir wirklich ein neues Projekt von ganz unten anfangen, quasi in der Laborausführung, dann dauert es länger als zwei, drei Jahre, bis man das serienreif auf dem Produkt hat. Insofern muss man weiter in die Zukunft gucken. So können wir heute damit anfangen, die Forschung und Entwicklung passend zu gestalten. Für uns ist das ein neuer Ansatz, den wir hier fahren: Dass wir nicht nur auf die nächste Oberflächeninnovation sehen, sondern auch auf die übernächste und die überübernächste. Unser neues Labor samt Technikum ist die Basis dafür.
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