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GF员工的全球杂志

Sabine Tunzinihe和 Gabril Selbach为GF成型方案制订未来的可持续解决方案。GF通盘考虑可持续的移动出行方式——即贯穿整个价值链。

© Martin Maier
聚焦

可持续的移动出行

无论是自动驾驶还是全部联网——未来的移动出行方式将首先是可持续的。GF将如何参与打造未来的出行方式,GF集团的示例为您揭晓。

通过手表与汽车通信或者用悬浮滑板出行——这是电影人在80年代中期的疯狂想象。近40年后,这些成为了现实。专家们预测,2050年——也就是再过近30年——的汽车将可以在陆地和空中自动行驶(详见第的访谈)。抑或是特斯拉首席执行官Elon Musk的超级高铁梦想将成真?车上的人员将通过胶囊座舱在真空管道中运输。

远大的目标

新的移动出行方式设想往往来自于这些愿望,继续发展自动驾驶以获得更多的舒适性,或者通过车辆联网实现更高的安全性和更好的交通流量,但并不总是出于可持续性的原因。然而可持续性是必须的。毕竟,根据联合国(UN)的数据,全世界约四分之一的温室气体排放来自交通业。因此,为了应对全球变暖,交通业必须快速地大幅减少温室气体排放。在战略2025中,GF设定的目标是开发创新性解决方案和产品,遵循环保的寿命周期,发展未来的可持续移动出行方式。

graphic © Martin Maiers

Dominik Mahnig

职位:产品开发主管
事业部:GF成型方案
所在地:沙夫豪森(瑞士)
加入GF的时间:1995

“在将来,我们要继续大幅提高模拟精度,以便更容易更节能地生产零部件。”

Dominik Mahnig, GF成型方案产品开发主管
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GF成型方案的Dominik Mahnig坚信,轻型结构和可持续性是密不可分的。

“在开发这些未来的车辆时,我们面临的挑战是在整个价值链中注意气候保护和社会方面的可持续性”,GF成型方案的可持续发展经理Christina Widmann解释说。这条价值链包括物料和机器的采购以及运营任务,例如在创新文化下建立可持续发展的思维。销售和物流也是价值创造的一部分,正如产品使用和所谓的报废管理一样,也就是当产品不再使用时应如何处理。在所有这些方面,GF都会考虑可持续性问题。

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在汽车制造中,越来越精确的数字模拟可减少所需的样件数量。

以创新想法为出发点

这总是从一个新产品的想法开始。GF首先为了聚焦于可持续性而“重新组织了其创新管理”,GF成型方案的创新经理Sabine Tunzini解释道。

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Christina Widmann

职位:可持续发展经理
事业部:GF成型方案
所在地:沙夫豪森(瑞士)
加入GF的时间 2021

这些动议主要来自于员工,并从一开始就对其可持续性进行系统地持续评估。此外,GF还通过与Startup Autobahn的合作,向来自外部的新想法敞开大门。Startup Autobahn是一个技术初创公司与主要工业企业的中介开放创新平台,以将创新共同付诸实践。

计算机辅助设计和虚拟仿真已经彻底改变了汽车制造的开发过程。除了节约成本和时间,虚拟仿真首先意味着一种节约资源的方法,因为需要的样件大大减少。在GF,这涉及到了所有生产的零部件中的很大一部分,例如汽车行业的车身、驱动和底盘部件。“在将来,我们要继续大幅提高模拟精度,以便能够更容易更节能地生产零部件”,GF成型方案的产品开发主管Dominik Mahnig说道。

可持续的产品和材料

在创新产品的开发过程中,GF成型方案还采用了仿生拓扑优化原理。其中由计算机辅助的几何形状是在自然成型基础上生成的。毕竟,大自然经过数百万年的进化,已经兼具高效、经济和耐用的特点。“汽车制造中的轻量化结构和可持续性是整体开发的关键”,Dominik说道。轻量化结构有助于提高电动汽车的续航能力并减少排放。轻量化零件开发中的挑战是要继续满足车辆运行中的高负荷要求。

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Sabine Tunzini

职位:创新经理
事业部:GF成型方案
所在地:沙夫豪森(瑞士)
加入GF的时间:2004

GF致力于前期开发和量产开发,是该领域的先驱。“凭借强大的研究和开发,我们独立进行方案设计、模拟、优化和验证,为客户提供最优支持”,Dominik解释道。其中的重点分别是产品、工艺和材料的开发。基于这种创新和开发过程,过去向市场推出的产品可以减重达40%。

© Martin Maier
Gabriel Selbach认为,创新在可持续发展的道路上具有重大意义。
© Martin Maier
Sabine Tunzini(左)和Gabriel Selbach 密切跟踪GF成型方案的创新。

让资源保持循环

从开发伊始,就注意在整个价值链中使自己的资源尽可能长时间地保持循环。毕竟,在自然界中不存在废品。通过这种方式,GF希望能达到循环经济的下一个层次。根据战略,到2025年,70%的销售额将来自于能够带来社会或环境效益的产品、系统或解决方案。

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Gabriel Selbach

职位:创新主管
事业部:GF成型方案
所在地:沙夫豪森(瑞士)
加入GF的时间 2018

GF注重材料的多重使用和利用可循环回收的材料。GF成型方案的铸铁厂就是这样一个例子。目前,该事业部的铸铁件中使用的回收材料超过90%,并且还在努力继续提高铝合金的回收比例。所以由废品公司供应诸如车身废料、加热板或轮胎钢丝线等用于铸铁件的回收材料。主要汽车制造商非常重视CO2的均衡,并赞赏GF长期以来的透明度。

对于GF成型方案的创新主管Gabriel Selbach来说,在成为可持续发展引领者的道路上,创新已经具有了更广泛的意义:“通过明确关注可持续发展,我们加强竞争力和产品在市场上的未来导向。”

从废水中提取锂

GF管路系统还与客户合作,为可持续的移动出行方式提供创新回收解决方案。道路上的电动革命主要是由锂基电池驱动的。巨大的需求使这种轻金属成为一种抢手的原材料,但其传统提取方式并不十分环保。

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Nina Pongracz

职位:全球可持续发展公
关经理
事业部:GF管路系统
所在地:沙夫豪森(瑞士)
加入GF的时间:2013

加拿大的Saltworks Technologies公司提供了一种替代传统方式的锂提取方法。对工业废水进行反渗透处理,过滤过程的副产品是一种碱液,最后由 Saltworks公司通过离子交换从中提取出电池所需的锂。Nina Pongracz是GF管路系统的全球可持续发展公关经理,她解释说:“这种碱液十分粘稠,含有盐分,对环境不利而且难以彻底处理。”

现在它成为原材料的来源,也要归功于GF的产品。GF管路系统通过对包括阀门、配件和管道在内的工艺自动化,保证了设备的高效运行。GF产品的质量 是其中的一个独有特性。在安全处理残余物质并提取更多的干净用水方面,主要工业客户也非常看重GF的品牌:“一家顶级微电子公司要求使用GF的产品,以保证精度和质量”,Nina说道。

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在GF管路系统的帮助下,Saltworks公司从废水中提取汽车电池所需的锂。
© Stefan ­Meyer/Meyerkangangi
GF管路系统的公关经理Nina Pongracz知道,客户信赖GF产品的质量。

如何从废水中提取锂?

与Saltworks一起,GF管路系统致力于通过从废水中提取锂,使电池生产更具可持续性。这是怎么做到的?GF管路系统废水处理高级业务开发经理Antoine Walter在播客“(不要)浪费水”中采访了Saltworks的联合创始人兼首席执行官Benjamin Sparrow。

在此收听播客“(不要)浪费水”的全文。

生产中的挑战

使运输工具更具有可持续性的压力正在给生产带来挑战,例如航空零部件。“与地面交通类似,更轻的材料也能在空中减少燃料消耗和排放”,GF加工方案的欧洲销售经理Dameon Crane说道。在该领域,GF主要生产用于发动机和飞机机舱零件的机械。例如,飞机机身上的轻量化复合材料可以节省20%的煤油,而在高旁通率的发动机上可以节省约15%。

graphic © Stefan ­Meyer/Meyerkangangi

Dameon Crane

职位:欧洲销售经理
事业部:GF加工方案
所在地:朗瑙(瑞士)
加入GF的时间:2021

“与地面交通类似,更轻的材料也能在空中减少燃料消耗和排放。”

Dameon Crane, GF加工方案欧洲销售经理
© Stefan ­Meyer/Meyerkangangi
Dameon Crane知道,更高效的发动机需要由耐用材料制成的零件——例如这里所谓的叶盘。
© Stefan ­Meyer/Meyerkangangi
更具可持续性的新材料为GF加工方案带来了挑战——也包括Dameon Crane(中)和他的同事们。

但是更高的旁通比也意味着更多的空气从涡轮机中流出,从而提高发动机的效率。这使产生的热量大幅增加,进而影响到压缩机。

例如,这涉及到压缩机领域使用的叶片集成盘,简称叶盘。这些叶盘由转子盘和叶片组合而成,确保有足够的压缩空气进入发动机。为了承受额外的热量,发动机制造商开始使用Inconel——一种特殊的镍铬合金,以替代诸如铝或钛等制造发动机的常用材料。在涡轮机中则用陶瓷来替代金属。但是新材料给生产带来了挑战。“金属零件可以在几分钟内制成。用一种新材料制造同样的零件可能需要数小时”,Dameon解释说。在黑措根堡(奥地利)工厂,六座冶炼炉现在的工作效率已经超过了制造商的设定,从而节约了大量的天 然气。“将来我们希望从化石燃料转向可再生能源,例如用于感应炉的电力”,GF成型方案黑措根堡冶炼厂的厂长Michael Kornherr介绍道。在下奥地利州生产的是主要用于混合动力汽车的变速器外壳以及电池外壳、车门和后备箱盖等。对于新产品,人工智能(AI)有助于例如更快地找到生产参数的最佳设置。由此避免产生废品。

让内部流程更具可持续性

基于GF在可持续移动出行方式方面的通盘考虑,内部流程也在不断优化。GF加工方案的In-Out-In系统就是一个例子。GF的产品采用恒温的轻量化运输包装,而不是一次性的包装。客户也不再需要装卸吊车,从而免于排放温室气体。得益于In-Out-In系统,在运输过程中可以节省42%的CO2。

在GF成型方案,从2023年年初开始,一辆电动卡车取代了传统卡车,定期在阿尔滕马克特和黑措根堡之间往返。它负责运输生产所需的一切——从零件到工具。与使用化石燃料的车辆相比,电动卡车每年可以节省约75吨CO2。

此外,在许多工厂,采用电力驱动的叉车正在取代传统的柴油动力叉车。外勤车队也将在未来几年逐步更换为电动车。某些分支机构为员工提供了电动自行车。充电站正在逐步设立。

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通过GF加工方案的In-Out-In系统,降低了产品运输时的CO2排放率。

生产中的挑战

开发环保而高效的产品、注意采用正确的原材料并以可持续的方式进行生产,这些对于未来的移动出行方式至关重要。但可持续性并不止存在于制造环节。所以GF也在通过更轻的包装和更环保的运输方式来提高物流的可持续性(参见信息框)。但是,当一个产品不再需要时,该如何处理?一个经过深思熟虑的回收方案在这里至关重要。例如,在奔驰S级车型中,由GF开发和加工的一体式仪表盘横梁支架集合了多项功能,这简化了回收利用。

graphic © Cathrine Stukhard

Michael Kornherr

职位:冶炼厂厂长
事业部:GF成型方案
所在地:黑措根堡(奥地利) 加入GF的时间:2003

“我们不再丢弃任何东西。

Michael Kornherr, GF成型方案冶炼厂厂长
© GF

从2023年年初开始,GF成型方案采用了一辆电动卡车。

© Cathrine Stukhard 

在黑措根堡(奥地利)铸造厂,冶炼炉工作高效从而节约了燃气。

© Cathrine Stukhard

在Michael Kornherr所工作的铸造厂,浇口的剩余材料被重新利用。

在Michael所工作的GF成型方案铸造厂里,环保不仅是生产中的优先事项,也体现在所谓的浇口上——一种将零件从上面分离出来的葡萄藤形网状物。然后,这些“枝条”被1:1回收。“我们不再丢弃任何东西”,Michael说道。所有措施共同决定了一种产品的CO2印迹。其中重要的是,在整个产品寿命周期内考虑生态平衡。只有这样,才能以真正可持续的方式为未来的移动出行生产可持续的产品。这适用于所有移动方式——包括目前的出行方式和那些我们今天仍然认为是科学幻想的出行方式。

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