Circular Economy: Wissenschaftler:innen von InCamS@BI unterstützen Unternehmen mit ihrem Technology Check auf dem Weg zu nachhaltigen Geschäftsmodellen

Bielefeld (hsbi). „Das Thema Nachhaltigkeit hat aktuell in vielen Unternehmen etwas an Bedeutung verloren. Wir wollen die Chance nutzen, uns gerade jetzt in diesem Bereich für die Zukunft gut aufzustellen“, sagt Marcel Schuster. Der Geschäftsführer der MS Protect GmbH steht vor einem drei Meter hohen und fünf Meter langen Regal, in dem an Haken hunderte ziehhamonikaartige Metallröhren in allen denkbaren Formen und Größen hängen. Mithilfe dieser „Werkzeuge“ genannten Formen stellt das Unternehmen aus Bielefeld-Ummeln sein Hauptprodukt her: Faltenbälge, mit denen Maschinenteile wie beispielsweise Spindeln oder Hydraulikzylinder geschützt werden.

TechCheck sucht individuell nach sinnvollen Ansatzpunkten für die Circular Economy

Heute ist Schuster aber in erster Linie eines: Guide im eigenen Unternehmen. Denn er leitet einen Rundgang durch die Produktion, bei dem er vom interdisziplinären Team des Transferprojektes InCamS@BI der Hochschule Bielefeld (HSBI) und Universität Bielefeld begleitet wird. Ziel des Besuchs von Pauline Ulbrich und Heike Wulf aus der Forschungsgruppe Zirkuläre Wertschöpfung, Dr. Stephan Kartelmeyer aus der Gruppe Kunststofftechnik und Werkstoffprüfung sowie David Schöning aus der Technologieentwicklung ist es, sich einen möglichst ganzheitlichen Eindruck des Unternehmens zu verschaffen. Räume, Produktionsabläufe, eingesetzte Materialien – jedes Detail ist wichtig, denn es kann einen entscheidenden Hinweis für die Umstellung hin zu einem kreislauffähigen Geschäftsmodell liefern. Mit dem TechCheck hat sich InCamS@BI-Projekt vorgenommen, Unternehmen bei der Transformation in Richtung Circular Economy zu begleiten und MS Protect und seine Produktpalette passen hervorragend in die Zielgruppe. „Die Produkte unseres Partners bestehen im Wesentlichen aus Kunststoffen. Außerdem werden mögliche Umstellungen der genutzten Materialien und der damit zusammenhängenden Produktionsabläufe in Richtung einer zirkulären Wertschöpfung im Unternehmen als Chance und nicht als Last identifiziert. Damit sind die wichtigsten Voraussetzungen für die Teilnahme am TechCheck erfüllt“, erklärt Pauline Ulbrich, die den Besuch für das InCamS@BI-Team koordiniert.

In kleinen Schritten zur Zirkulären Wertschöpfung

Die 24-jährige Elektroingenieurin aus der InCamS@BI-Forschungsgruppe Zirkuläre Wertschöpfung weiß, wovon sie spricht. Denn sie kennt auch die unternehmerische Perspektive bei der Umstellung von Wertschöpfungsprozessen in Richtung Nachhaltigkeit. Während und nach ihrem Bachelor im Studiengang Regenerative Energien arbeitete sie in Nachhaltigkeitsprojekten ostwestfälischer Branchengrößen wie WAGO und Parker Hannifin. Eine Zeit, in der sich Ulbrich einen Blick für die kleinen Stellschrauben aneignete: „Für nachhaltige Transformationen sind einzelne Glieder innerhalb der Wertschöpfungskette oft der entscheidende Hebel. Manchmal ist es gar nicht so schwer, diese kleinen Veränderungen anzustoßen und von da aus weiterzugehen.“

Vom Kunststoffbad zum Faltenbalg

Beim Gang durch den Produktionsraum des 2007 gegründeten Unternehmens zeigt sich zuerst einmal, wo die Wertschöpfung in diesem Fall anfängt: In mehreren Becken befinden sich je rund 1000 Liter unterschiedlicher verflüssigter Kunststoffe, die die Basis für die Faltenbälge bilden. Im Tauchverfahren wird ein Werkzeug von oben in das Kunststoffbad eingetaucht, das die Form des späteren Faltenbalgs vorgibt. Nach der Entnahme und einer kurzen Abkühlungsphase kann der Kunststoff vom Werkzeug gelöst werden. So entsteht ein effektiver Schutz für Maschinenteile, der beispielsweise Federgabeln elastisch gegen Schmutz und andere Einflüsse abschirmt. Gleichzeitig leisten Faltenbälge oft auch einen Beitrag zum Arbeitsschutz, indem sie das Risiko für Mitarbeitende minimieren, in bewegliche Maschinenteile hineinzugreifen.

Handgearbeitete Faltenbälge auch als Einzelanfertigungen

Das Besondere der Produkte des Ummelner Unternehmens ist die Herstellung kleiner Mengen bis zur Einzelanfertigung in Handarbeit. Größe und Form der Produkte sind maßgeschneidert und können zwischen einem Durchmesser von einem Zentimeter und sechs Metern variieren. Auch die benötigten Werkzeuge für Faltenbälge stellt MS Protect selbst her – mehr als 750 verschiedene Formen befinden sich im Lager der Firma. Marcel Schuster deutet auf die Regalwand mit den aktuell verwendeten Werkzeugen: „Viele unserer Prozesse sind sehr individuell und haben sich über Jahre eingespielt. Ein wissenschaftlicher Impuls von außen kann uns helfen, Optimierungspotenziale zu erkennen.“

Das Prinzip des InCamS@BI-TechChecks: Grundlagenwissen vermitteln – Optimierungspotenziale erkennen – Lösungen entwickeln

Und genau hier kommt der TechCheck von InCamS@BI ins Spiel. Das Format folgt üblicherweise einem festgelegten Schema: Zunächst vermittelt das Projektteam dem teilnehmenden Unternehmen Grundlagenwissen zur Circular Economy. In einer anschließenden Arbeitsphase besuchen die Expert:innen das Unternehmen und lernen dessen Prozesse und Produkte kennen. Häufig wird im Vorfeld unternehmensseitig eine Produktlinie fokussiert, die in Richtung Zirkularität optimiert werden soll. „Im Verlauf des TechChecks ermitteln wir dann sogenannte Hauptwertverlustpunkte, also Stellen, an denen die jeweilige Wertschöpfungskette optimiert werden kann“, erklärt Ulbrich den wohl wichtigsten Benefit des Formats. Gemeinsam mit dem Unternehmen werden anhand dieser Hauptwertverlustpunkte erste Lösungsmaßnahmen entwickelt und nach Umsetzbarkeit und Dringlichkeit sortiert. „Zurück in der Hochschule arbeiten wir die Ideen weiter aus, machen beispielsweise erste Untersuchungen im Labor und holen uns zusätzliche Expertise der anderen Forschungsgruppen ein“, erläutert Ulbrich die weitere Arbeit innerhalb des Projektteams. Im letzten Schritt des Checks präsentiert das Team dem Unternehmen die Ergebnisse und erläutert Möglichkeiten zur weiteren Zusammenarbeit mit der HSBI und der Universität Bielefeld. Infrage kommen oft Auftragsforschung, geförderte Projekte oder wissenschaftliche Dienstleistungen.

Ziel sind gemeinsam ausgearbeitete, umsetzbare Lösungsmaßnahmen 

Zeit ist knapp – auch die der am TechCheck beteiligten Unternehmen. Um den Ablauf des Formats für die teilnehmenden Unternehmen möglichst übersichtlich zu gliedern, folgt der zeitliche Ablauf ebenfalls einem klaren Konzept: in einem ersten Termin wird der Bedarf des Unternehmens ermittelt, anschließend folgen ein bis zwei halbe Tage zur Durchführung sowie eine abschließende Präsentation der Ergebnisse. Zugleich kann der Ablauf eines TechChecks individuell auf die Bedürfnisse des Unternehmens angepasst werden. Während bei MS Protect ein stärkerer Fokus auf der Begehung der Produktion liegt, können in anderen Fällen ganz andere Aspekte im Vordergrund stehen.

Impulse für die Circular Economy: Die Ergebnisse des TechChecks

Zur Ergebnispräsentation trifft sich die TechCheck Gruppe ganz flexibel per Videokonferenz. Auf Basis der gesammelten Einblicke hat das interdisziplinäre InCamS@BI-Team ein Bündel an kleinen und größeren Maßnahmen sowie Antworten auf Fragen des Unternehmens mitgebracht: Ein Team rund um die Forschungsgruppe Kunststofftechnik überprüfte auf Wunsch des Unternehmens die genutzten Kunststoffe hinsichtlich langlebigerer Alternativen. Die Faltenbälge sind während ihrer Nutzung beim Kunden häufig Umgebungsbelastungen wie Staub oder dem Kontakt zu Lösungsmitteln ausgesetzt. MS Protect sind diese Umgebungsbelastungen jedoch nur selten sehr detailliert bekannt. Daher rät das InCamS@BI-Team von einer Umstellung der genutzten Materialien ab. Mehr Potenzial für eine kurzfristige Umsetzung liegt aus Sicht des InCamS@BI-Teams in den berühmten kleinen Schritten. Einer davon könnte die Definition unterschiedlicher Temperaturzonen in der Produktion sein. Ganz konkret könne die Langlebigkeit der Kunststoffe erhöht werden, wenn diese in einem kühlen Raum zugeschnitten würden.

Die Faltenbalgproduktion zirkulär gestalten: Anstöße für Abläufe und Verfahren 

Räumliche Umstrukturierungen der Produktion beinhaltet auch eine Idee von Maschinenbauingenieur Dr. Stephan Kartelmeyer: „Mit einer neuen Anordnung der Prozesse im Raum könnten Teile der Abläufe automatisiert werden“. Auch über den Einsatz von 3D-Druckverfahren zur Produktion von Faltenbälgen könne man nachdenken. David Schöning aus der InCamS@BI-Forschungsgruppe Technologieentwicklung schlägt vor, die Metallwerkzeuge für das Tauchverfahren statt in einem Ofen mithilfe von direkteren, werkzeugnahen Heizmethoden zu erhitzen. Dies beschleunige den Heizprozess, verkürze Zykluszeiten und MS Protect könne Energie einsparen. Durch eine Computersimulation könne man die Auswahl der geeigneten Erhitzungsverfahren frühzeitig eingrenzen. „Wegen solcher Impulse wollte ich so gerne mit euch zusammenarbeiten“, betont Schuster. „Über alternative Heizmethoden haben wir auch schon nachgedacht, aber die Gedanken wieder verworfen. Mit euch zusammen könnten wir das Thema nochmal fokussieren.“ An diesem Thema wollen sie weiterarbeiten – möglicherweise in Form eines gemeinsamen Forschungsantrags. Doch auch die übrigen Lösungsansätze erachtet Schuster für sein Unternehmen als wertvoll: „Auch viele kleine Schritte führen am Ende zum Ziel“, erklärt er.

Gemeinsam beschließen der Geschäftsführer von MS Protect und das InCamS@BI-Team, zu drei der entwickelten Ideen im Austausch zu bleiben. „Der TechCheck war für MS Protect auf jeden Fall ein Erfolg. Wir waren vorab sehr offen für alle möglichen Ideen, schätzen die Anregungen und freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit“, resümiert Schuster. (sas)

Über InCamS@BI

Mit InCamS@BI, dem Innovation Campus for Sustainable Solutions an der Hochschule Bielefeld (HSBI) und der Universität Bielefeld, entwickelt ein interdisziplinäres Team innovative Ideen, die Antworten auf die Frage liefern sollen, wie Kunststoffe in die Circular Economy integriert werden können.

Expert:innen aus Kunststofftechnik, Ingenieurwesen, Physik, Chemie, Wirtschaftsrecht, Wirtschaftspsychologie und Innovationsmanagement erarbeiten Projektskizzen – gemeinsam mit und für Unternehmen und Gesellschaft. Um mit anderen Akteur:innen, insbesondere aus der Region Ostwestfalen-Lippe, in einen Austausch zu treten, gestaltet InCamS@BI neue Veranstaltungs- und Dialogformate. Mit seiner Arbeit möchte das Team dazu beitragen, den Ideen-, Wissens- und Technologietransfer der HSBI zu professionalisieren und nachhaltige Strukturen an der Hochschule zu etablieren. InCamS@BI ist ein Transferprojekt und wird von der Bund-Länder-Initiative „Innovative Hochschule“ von 2023 bis 2027 gefördert.

Weitere Informationen

MS Protect
Die InCamS@BI-Forschungsgruppen

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