Mankord GmbH

Projektvorhaben: Prototypenentwicklung von Computergehäusen aus Magnesium

Im Förderprojekt CLEAN-Mag entwickelt die Mankord GmbH Gehäuseprototypen aus Magnesium für umweltfreundliche IT-Systeme. Eine initiale Analyse ermöglichte bereits die Identifizierung unterschiedlicher Einsparpotentiale der Treibhausgasemissionen.

Durch die Wahl des Magnesiums als primärem Werkstoff wird das Gewicht des Gehäuses reduziert. Dies wird durch die Miniaturisierung der Systeme komplementiert, während die Widerstandsfähigkeit gegenüber Fremdeinwirkungen erhalten bleibt. Das Gehäuse gewinnt somit insbesondere in dem Industrie- und Transportsektor an Relevanz. Gemeinsam mit weiteren Anforderungen an die EMI- und Funkabschirmung, die in einer Messreihe mit den Prototypen evaluiert werden, wird die Attraktivität für diese Sektoren weiter gesteigert.

Green-IT bezieht sich nicht nur auf die Nutzungsphase, sondern auch auf die Produktion. Um Treibhausgasemissionen bereits während der Produktion zu reduzieren, wird die ZAX-210 Knetlegierung des Instituts für Metallformung der TU Bergakademie Freiberg eingesetzt. Durch die reduzierte Umformtemperatur ermöglicht sie gemeinsam mit grünem Wasserstoff als Energieträger eine ressourcen- und umweltschonende Halbzeugfertigung.

Das abschließende Augenmerk liegt auf den Systemen selbst. Während der Entwicklungsphase werden Produktionsschritte unabhängig von der finalen Dimensionierung entwickelt und erprobt. Dadurch wird eine individuelle Anpassung bis hin zu den einzelnen Endkunden ermöglicht, wobei die daraus resultierenden Herausforderungen von der KI-gestützten Parametrisierung der 3D-Modelle bis hin zur Unterstützung der Fertigung durch 3D-Druck-Komponenten reichen. Bei dem zweiten Projekttreffen wurde ein Proof of Concept vorgestellt, bei dem durch einfache Benutzereingaben wie Innenmaße des Gehäuses und Wandstärken in einem Online-Konfigurator die 3D-Modelle für die Rahmenkonstruktion serverseitig in einem CAD-System berechnet und die Fertigung vollautomatisch gestartet werden kann. Bei der Rahmenkonstruktion befindet sich das Unternehmen bereits bei der vierten Iteration und verbessert die Prototypen fortlaufend.

Als Demonstratoren werden drei Modellvarianten gefertigt:

• Ein x64-System auf Basis von Normkomponenten, die hinsichtlich des Energieverbrauchs ausgewählt und optimiert wurden
• Ein nicht-normkonformes x64 Single-Board-System, das hinsichtlich der Größe optimiert ist und dennoch einen moderaten Leistungsdurchsatz bietet
• Ein ARM-basiertes Embedded-System, das in der Steuerungstechnik Anwendung finden kann

Projektvorhaben: Lebenszyklusanalyse von Leichtbaukomponenten aus Magnesium

Im zweiten Teil des Projektes konzentriert sich die Mankord GmbH auf die CO2-Lebenszyklusanalyse von Leichtbaukomponenten aus Magnesium und arbeitet damit den anderen Projektpartnern zu. Im Vordergrund steht dabei der Vergleich neuer Technologien (Schmelzprozess, Verarbeitungsprozess, Legierung) mit konventionellen Technologien, um die Potenziale zur Emissionsreduzierung in CO2-Äquivalenten zu quantifizieren. Eine PCF-Analyse nach ISO 14067 oder dem Catena-X Rulebook dient als Voraussetzung. Bei letzterem wird die Cradle-to-Gate-Analyse unter geeigneten Annahmen um fehlende Schritte der Cradle-to-Grave-Analyse erweitert, um eine Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen Prozesstechnologien im gesamten Lebenszyklus zu ermöglichen.

Um die im Unternehmen vorhandenen Kompetenzen bestmöglich zu integrieren, werden die Berechnungen computergestützt durchgeführt. In diesem Zusammenhang wird ein CO2-Rechner entwickelt, der anhand einfacher Eingaben, die aus einer PCF-Analyse stammen können, die Einsparpotenziale berechnet. Mit diesem Rechner, der als frei verfügbare Webanwendung veröffentlicht wird, werden beispielhaft die Einsparpotenziale von Bauteilen aus dem Automobilbereich ermittelt, die bereits in der Vergangenheit unter klassischen Produktionsbedingungen aus Magnesium gefertigt wurden. Dabei müssen geeignete Annahmen getroffen werden, da es den Produzenten und Lieferanten obliegt, diese für ihre individuellen Prozesse zu spezifizieren.