Material-Revolution treibt Industrie der Zukunft
Menschenähnliche Roboter, künstliche Intelligenz, umfassende Automatisierung: Die Hannover Messe zeigt, wie rasant die Industrie 4.0 Realität wird. Im Hintergrund braucht es Umwälzungen in den Materialwissenschaften wie Leichtbau mit Hightech-Kunststoffen.
Die spektakuläre Kampfkunst-Choreografie beim China-Besuch von Bundeskanzler Merz, der neue Rekord im Halbmarathon, der erstmals nicht von einem Menschen erzielt wird – was humanoide Roboter inzwischen leisten, ist verblüffend. Im Zusammenspiel mit Künstlicher Intelligenz wird Science-Fiction zur Wirklichkeit.
Das gilt auch und besonders für die Industrie, wo gerade die ersten maschinellen Lebewesen zum Einsatz kommen. Bis zu 60 Prozent der manuellen Tätigkeiten in Bereichen wie Produktion und Logistik lassen sich laut einer aktuellen Studie grundsätzlich automatisieren. Bis 2030 könnten demnach mehrere Millionen Humanoide installiert sein.
Warum das so ist, führt mir die Hannover Messe vor Augen: Die dynamische Entwicklung wird von der enormen Innovationskraft Tausender großer und kleiner Unternehmen getrieben. So hat etwa der Industriezulieferer Schaeffler am Eröffnungstag der Leistungsschau den renommierten Hermes Award für eine Aktoren-Plattform gewonnen – so etwas wie Muskeln in den Gelenken von Androiden, die ihnen eine immer präzisere Feinmotorik ermöglichen.
Material-Innovationen für Technologie-Sprünge
Automatisierung und Digitalisierung – das sind die großen technologischen Treiber der Industrie, verbunden mit der Umstellung auf elektrische Energie. Was wir aber auch bedenken müssen: All die Roboter, Hightech-Computer, Solarmodule, Windräder und zahllosen weiteren zukunftsweisenden Anwendungen benötigen immer auch gleichermaßen innovative Materialien.
Hier lohnt sich der Blick auf einen Bereich, der im Hintergrund die technologische Entwicklung maßgeblich beschleunigt: den Leichtbau. Eine wichtige Querschnittstechnologie, die lange weit unterschätzt worden ist. Dabei steht zum Beispiel in Deutschland als Gastgeberland der Hannover Messe jeder zweite Wirtschaftssektor damit in Verbindung. Leichtbau trägt unmittelbar knapp vier Prozent zur deutschen Wirtschaftsleistung bei und steht für fast drei Prozent der Arbeitsplätze.
Da ist es nur zu verständlich, dass das Bundeswirtschaftsministerium im Rahmen der Messe jedes Jahr zum Lightweighting Summit lädt. Das Motto des diesjährigen Events, auf dem ich die Keynote halten durfte: „Vorsprung durch Effizienz“. Ein Thema, das für die Industrie in Zeiten zunehmenden Wettbewerbs und Kostendrucks immer mehr an Bedeutung gewinnt.
Leichtbau mit hochwertigen Kunststoffen
Im verarbeitenden Gewerbe machen die Materialkosten bekanntlich mehr als die Hälfte der Gesamtkosten aus. Eine Steigerung der Materialproduktivität – also dem Verhältnis von Wertschöpfung zu Materialaufwendung – ist unerlässlich, um im globalen Wettbewerb zu bestehen. Ressourcenschonende Technologien wie Leichtbau sind der Schlüssel dazu.
Und ein Werkstoff par excellence für den Leichtbau sind hochwertige Kunststoffe. Hier vollzieht sich gerade ebenfalls ein Epochenwandel. KI und Quantencomputing eröffnen völlig neue Dimensionen bei Entwicklung und Produktion.
Aber auch schon jetzt bestechen Kunststoffe durch eine beispiellose Kombination besonders guter Eigenschaften. So besitzen sie eine geringe Dichte bei gleichzeitig hoher Festigkeit. Dadurch lassen sich Bauteile deutlich leichter herstellen als zum Beispiel aus Metall. Gleichzeitig erlauben Kunststoffe energiearme und kostengünstige Fertigungsverfahren.
Wirtschaftlichkeit bemisst sich jedoch nicht allein an Kosten und Materialeinsatz, sondern auch an Funktionalität. Und auch hier stechen Kunststoffe heraus. Denn sie können mit ihrer hohen Designfreiheit zahlreiche Features integrieren – zum Beispiel elektronische Elemente wie LEDs, Sensoren oder Leiterbahnen. Auch dies sind wichtige Materialeigenschaften, die den Leichtbau beflügeln.
Vorteile für Effizienz und Resilienz
Wir dürfen Effizienz aber nicht ohne einen ergänzenden ökonomischen Kernfaktor denken: die Resilienz. Besonders in Zeiten volatiler Energiepreise wird ein geringerer Energiebedarf zum strategischen Vorteil – und wer auf Leichtbau setzt, reduziert ihn spürbar: in der Produktion, im Transport, im Betrieb.
Gleichzeitig profitieren die zunehmend vulnerablen Lieferketten. Leichtere Komponenten entlasten Transportkapazitäten, erhöhen die Nutzlast und eröffnen im Krisenfall schnellere Wechsel zwischen den Verkehrsträgern – von See auf Luft, von Straße auf Schiene.
Und schließlich reduziert Leichtbau nicht nur Gewicht, sondern auch Komplexität: Funktionsintegrierte Bauteile und modulare Strukturen vereinfachen Montage und Automatisierung, senken Fehlerquoten und machen Produktionssysteme insgesamt robuster.
E-Autos profitieren von weniger Gewicht
Im Lichte dieser Dualität von Resilienz und Effizienz ist Leichtbau mit hochwertigen Kunststoffen genau der richtige Ansatz, um die Transformation zentraler Sektoren voranzubringen. Wie stark diese Vorteile wirken, zeigt sich besonders in der Mobilitätswende mit dem Megatrend zum Elektroantrieb.
Schon hundert Kilogramm weniger auf der Waage senken hier den Stromverbrauch im Schnitt um zwei bis vier Prozent. So kann bei gleicher Batteriegröße die Reichweite erhöht werden. Leichte Kunststoffe wie Polycarbonat verringern das hohe Batteriegewicht, schützen aber auch die empfindlichen Akkus und machen die Fahrzeuge insgesamt windschnittiger.
E-Autos sind bereits im Alltag angekommen, humanoider Roboter werden ihn mehr und mehr prägen. Ohne Durchbrüche in den Materialwissenschaften, ohne Leichtbau und die stille Leistungsfähigkeit moderner Kunststoffe wären solche technologischen Sprünge undenkbar. Wenn wir die Zukunft gestalten wollen, müssen wir genau hier ansetzen – bei den Materialien, die Fortschritt erst möglich machen.