Dr. Ruth Bieringer, a Freudenberg Sealing Technologies (FST) Technology & Innovation (T & I) anyagtechnológiai alelnöke számos, az anyagokkal kapcsolatos témáról nyilatkozik.
„Jelenleg hatalmas lehetőségünk van arra, hogy bővítsük portfóliónkat és ezáltal az egész vállalatot. Feladataink és ügyfélkörünk bővül, az anyagválaszték pedig egyre változatosabbá válik. Rendkívül izgalmas feladatokon és új piacokra szánt új termékeken dolgozunk. Ez új kihívások elé állít bennünket.”
A feladatok elosztása: T & I és a divíziók
„A T&I-nél elsősorban az előrehaladással foglalkozunk. Ez vagy teljesen új tématerületeket jelent, amelyeken az FST még nem tevékenykedik. Vagy olyan témákkal foglalkozunk, amelyek több részleget érintenek, vagy átfogó érdeklődésre tartanak számot. A divíziók ezzel szemben főként inkrementális fejlesztési munkát végeznek, azaz a meglévő termékek, szolgáltatások vagy folyamatok folyamatos és fokozatos javítását; itt is szükség szerint támogatást nyújtunk.
A T&I és az osztályok közötti jól hálózatba szervezett együttműködés kulcsfontosságú a jövő szempontjából. Egyrészt, hogy elkerüljük a redundanciákat. Másrészt a témák megfelelő rangsorolása érdekében. Biztosítanunk kell, hogy az FST-nél mindannyian a megfelelő tartalommal foglalkozzunk, és hogy azokra a témákra összpontosítsunk, amelyek valóban fontosak számunkra és ügyfeleink számára. A jelenlegi stratégiai időszakban még egyértelműbben szeretnénk strukturálni ezt a hálózatos együttműködést a T&I anyagfejlesztés és a divíziók között.”
Kihívások az anyagfejlesztésben
„Jelenleg teljesen új kérdésekkel kell foglalkoznunk az alkalmazások, a piacok és az ügyfelek terén, amelyekkel korábban még nem is találkoztunk. Olyan fejlesztési projektekbe kezdünk, ahol kezdetben nem tudjuk, hogy milyen anyagot fogunk használni, hogyan szervezzük meg a gyártási folyamatot, vagy hogy az alkatrész végül hogyan fog kinézni. Tartalmilag a fő hangsúly az energiaátalakításon, az akkumulátorokon, az üzemanyagcellákon, az elektrolízisen, a hidrogéngazdaságon, az e-mobilitáson, a szélenergián és a napenergián van – ezek a jelenlegi fejlesztések fő mozgatórugói.
Ezek az új témák sokkal átfogóbbak és nagyobb kihívást jelentenek, mint például a Simmerringek következő generációjának fejlesztése volt a múltban – az osztály szakemberei ezt nagyon jól megoldották egyedül, a T&I-tól kapott támogatás nélkül. A decentralizált megközelítés azonban nem sokat segít nekünk ezeknél az új témáknál. Központosított iránymutatásokra van szükségünk ezekre az új alkalmazásokhoz az új témakörökben, hogy mindenki a helyes irányba haladjon. Csökkentenünk kell a vállalaton belüli komplexitást. Ehhez újragondolásra van szükségünk! Ez egy kis lépésekben lezajló folyamat lesz, nem pedig forradalom.
Olyan anyagtulajdonságok válnak fontossá, amelyekkel mi az FST-nél korábban nem foglalkoztunk. Az anyagoknak elektromosan vezetőnek kell lenniük. Vagy hőszigetelőnek. Vagy hővezető. Vagy hővezető, de elektromosan szigetelő. Vagy elektromágnesesen árnyékoló. Az FST-nél hagyományosan gumival dolgozunk, a gumi-fém kötéssel. Most egyre inkább a hőre lágyuló műanyagokra és más anyagkombinációkra, például a gumi-hőre lágyuló kompozitokra összpontosítunk. Ehhez más feldolgozási módszerek és más eljárások társulnak arra vonatkozóan, hogy hogyan állítjuk elő és dolgozzuk fel az anyagokat, és hogyan gyártunk belőlük termékeket. Röviden, az anyagportfólió és az anyagtulajdonságok, amelyekkel foglalkozunk, sokkal változatosabbá válnak. Ez a kombinációja valami alapvetően újnak és a hatalmas sokféleségnek nagy kihívást jelent”.
Egy megoldás: inkubátorok
„Az FST az ígéretes fejlesztési témákról készült piackutatásokon alapuló alapos rangsorolást követően hozta létre az inkubátorcsapatokat. Hogy miért? Egyrészt mi a T&I-nél nem akarunk valamit egy elefántcsonttoronyban kifejleszteni, majd továbbadni a divízióknak. Másrészt, amikor az új alkalmazási területek radikálisan új fejlesztéseiről van szó, mint amilyenek jelenleg is folyamatban vannak, egyik részleg sem tud egyedül az élen járni. Az ilyen alapvető új fejlesztéseket központilag kell irányítani, megfelelő struktúrával és megfelelő projektmenedzsmenttel, megfelelő dokumentációval és megfelelő szakaszkezelési folyamattal. Az inkubátorcsapatokban minden szakember – a T & I-ből, a divíziókból, az értékesítésből – részt vesz.”
Trend: műanyag fém helyett műanyag
„Évek óta megfigyelhető a fémtől a műanyag javára történő eltávolodás: a súlycsökkentés miatt és azért, mert a műanyag alkatrészek nagyobb tervezési szabadságot biztosítanak. Ez a tendencia az új alkalmazásokban és technológiákban tovább erősödik. Ennek fényében kezdjük el magunk gyártani a műanyagokat, azaz a vevői alkalmazásokhoz igazítani, és nem csak megvásárolni őket. Néha nem találunk megfelelő műanyagot a piacon az új alkalmazásokhoz. Így aztán magunknak kell megtennünk. Ezért van a csapatomnak egy műanyag-csoportja, amelyet ki akarunk bővíteni”.
Kötelező: nagyobb sebesség az anyagfejlesztésben
„Az FST előtt nyitva álló lehetőségek az új piacokon korlátozottak. Gyorsnak kell lennünk! A fejlesztési munka egyre inkább a gyorsaságról és a hatékonyságról szól. Ezért fogunk még intenzívebben foglalkozni az anyagfejlesztés digitalizálásának témájával. Hogyan tudjuk még jobban kihasználni a meglévő tudást? Hogyan tudjuk az adatokat és az embereket intelligensen hálózatba kapcsolni? Az olyan módszerek, mint a mesterséges intelligencia és a gépi tanulás segíthetnek a fejlesztési ciklusok lerövidítésében.
Például okosabb tesztekre van szükségünk, hogy kevesebb tesztből, kevesebb idő alatt megtudjuk, mi jellemez egy anyagot. Ideális esetben a meglévő ismeretekből származó nagy mennyiségű adat felhasználásával képesek leszünk megjósolni a készítmények tulajdonságait. Ha a számítógép az általunk megadott követelmények és paraméterek alapján a fejlesztésünk kiindulópontjaként kiköp néhány mintakeveréket, óriási sebességet nyerünk.
Az olyan számítógépes szimulációk, mint amilyeneket a termék- vagy folyamatfejlesztés során használunk, például egy anyag szerszámüregbe történő áramlási viselkedésének szimulálására, sajnos még nem állnak rendelkezésünkre a lehető legjobb anyag kiválasztásakor. Ez is a jövő egyik fő témája. A központi kutatásban (KTI) dolgozó kollégáinknak köszönhetően már most is hozzáférünk olyan szimulációkhoz, amelyek előre jelzik egy anyag élettartamát egy adott alkalmazásban. Összességében mind a digitalizálás, mind a szimuláció a sok laboratóriumi munkával járó, időigényes fejlesztési ciklusok csökkentéséről szól.”
Két szabvány: A TIP és a PDP fejlesztési folyamatok
„Az elektromobilitástól a hidrogéngazdaságig terjedő új témák innovatív megoldásainak hatékony kifejlesztéséhez világosan meghatározott, globálisan szabványosított folyamatokra van szükség. Az új témák átfogó jellege miatt a központilag irányított megközelítés ígéretesebb, mint a decentralizált.
A T&I a részlegekkel együtt két strukturált folyamatszabványt dolgozott ki, amelyeket az FST a termékfejlesztés során használ. Mindkettő szakaszos folyamat. Ez azt jelenti, hogy a teljes fejlesztési folyamat szakaszokra van osztva. Minden egyes szakasz után projektértékelést végeznek, és döntést hoznak arról, hogy a projektet le kell-e állítani vagy folytatni kell.
A két FST-folyamatszabvány közül az egyik az inkrementálisabb termékfejlesztési folyamat, röviden PDP. Ez elsősorban a meglévő termékek továbbfejlesztését vagy olyan területek fejlesztését jelenti, amelyekben az FST már nagyon jártas. A PDP elsősorban a divíziókban fut.
Az elmúlt években átszerveztük a technológiai innovációs folyamatot, röviden TIP-et. A TIP segítségével mi a T&I-nél foglalkozunk azokkal a nagy új témákkal, amelyekkel kezdetben gyakran nem is tudunk mit kezdeni. A TIP sokkal korábban kezdődik, mint a PDP: először ki kell dolgoznunk, hol kezdődik a fejlesztési munkánk, hol kezdjük. Ilyenkor a T&I-n belül az általános felelősség gyakran az előzetes termékfejlesztési részlegre hárul. Az anyagfejlesztés ekkor – a folyamatfejlesztéshez hasonlóan – többé-kevésbé az ő beszállítójuk. Ha egy bizonyos érettségi szintet elértünk, a TIP előzetes fejlesztési folyamatát átadjuk a normál PDP termékfejlesztési folyamatnak. Ezt gyakran kíséri a téma áthelyezése egy részleghez, ahol az innováció aztán megtalálja a hazai kikötőjét.
Mindig igyekszünk egy vagy két vezető ügyfelet már a korai szakaszban bevonni, még az olyan előzetes fejlesztések esetében is, amelyek nem egy konkrét ügyfélkérésen alapulnak a kezdetektől fogva. Így azonnali visszajelzést kapunk az ügyfelektől, és megtudjuk, hogy jó irányba haladunk-e.”
Kulcsszó: nyersanyaghiány
„A közelmúltban tapasztalt jelentős szűk keresztmetszetek után a nyersanyagpiacokon némileg enyhült a helyzet. Ennek ellenére csökkenteni szeretnénk az egyes országoktól vagy beszállítóktól való függőségünket. Míg az FST-nél az inga a nagy kihívásokra és az átfogó problémákra tekintettel az anyagfejlesztés terén a központosítás felé lendül, addig a nyersanyagbeszerzés az ellátási láncok lerövidítése felé tendál, a „helyiek a helyiekért” elv alapján. Ezen dolgoznak jelenleg a beszerzés és az ellátási lánc menedzsment területén dolgozó kollégáink”.
Kulcsszó: nyersanyaggazdálkodás
„Az FST-nél nagyon sok nyersanyagot használunk – ennek megfelelően nagy adminisztratív terhekkel. Ezért azt vizsgáljuk, hogyan tudjuk nagyobb mértékben szabványosítani a nyersanyagainkat. Meg akarjuk akadályozni, hogy a nyersanyagportfólió elszabaduljon, és túl bonyolulttá váljon a kezelése. A megoldás a komplexitás csökkentése a keverékek sokféleségének csökkentésével. Ebben a stratégiai időszakban szükség van a cselekvésre.
A kettős beszerzés/nyersanyag-minősítés témája szintén napirenden van: hogyan tudunk rugalmasabban felkészülni a jövőbeni válságokra, ellátási szűk keresztmetszetekre vagy a beszállítói áremelésekre? Hogyan tudunk nagyobb rugalmasságot teremteni a nyersanyagok kiválasztásában? Ha az egyik nyersanyag szűkössé vagy rendkívül drágává válik, használhatunk-e más nyersanyagot? Ebben a tekintetben szeretnénk magunkat robusztusabbá és rugalmasabbá tenni.”
Kulcsszó: PFAS
„Az Európai Unió a perfluoralkil és polifluoralkil anyagok (PFAS), köztük az FKM és a PTFE fluorpolimerek használatának korlátozását vagy betiltását tervezi.
Ez a téma egy hatalmas építkezés lesz az elkövetkező években, és ezt központilag jól kell kezelnünk. Árbevételünk jelentős részét a fluorpolimereket, azaz PFAS-okat tartalmazó termékekkel érjük el.
A kérdésnek több dimenziója is van az FST számára. Legrosszabb esetben az anyagcsoport használatát korlátozzák. Ez bomlasztó lenne, hatalmas kihívás. Akkor megoldást kellene találnunk a helyettesítésükre. Hogy ez valamikor valóban megtörténik-e, azt még nem tudjuk. A PTFE önmagában például nem mérgező. Használják serpenyőbevonatként a főzésben és még az emberi testben az implantológiában is.
Véleményem szerint jelenleg sokkal sürgetőbb probléma, hogy PTFE- és FKM-beszállítóinknak rövid távon a fluortartalmú vegyi anyagok környezetre káros kibocsátása nélkül kell megszervezniük a gyártást. Jelenleg minden beszállítónk azon dolgozik, hogy folyamatát ennek megfelelően átszervezze. Ennek eredményeként anyagtípust váltanak. A jövőben már nem pontosan ugyanazokat az anyagokat fogják szállítani nekünk, mint amiket ma kapunk. Ez messzemenő hatással lehet folyamatainkra, receptúráinkra, végtermékeinkre és azok teljesítményére.
Ezek a nyersanyag-beszállítóinkat érintő változások rengeteg munkát jelentenek számunkra. Át kell vizsgálnunk a teljes érintett portfóliót. Azt is felismerjük, hogy beszállítóink nemcsak az anyagtulajdonságok tekintetében változtatják meg portfóliójukat, hanem ezzel egyidejűleg racionalizálják is azokat. Egyes típusokat csere nélkül elhagynak. Ennek fényében a receptúrákat is át kell alakítanunk.
Egy példa, amely szemlélteti e várható rövid távú változások mértékét: egy polimerfajta egyetlen gyártótól négy FST telephelyre kerül, ahol keverékeket gyártunk. Mi 34 különböző keveréket készítünk belőle. Ezeket a keverékeket a világ 17 FST-gyártóhelyére küldik gyártásra. E mögött 87 ügyfél áll, akik 290 terméket vásárolnak évi 90 millió darabos mennyiségben. Nekünk nem csak egy beszállítónk van, hanem több, és nem csak egyfajta polimert vásárolunk mindegyiküktől, hanem sok, mindegyiknél hasonló a helyzet. Mindegyik típus receptúráját ellenőriznünk kell! Néha változtatnunk kell a recepten, néha a folyamaton. Aztán beszélnünk kell a vevőkkel, és meg kell mutatnunk nekik a változást. Az ügyfeleknek aztán jóvá kell hagyniuk. Ez erőforrásokat köt le.
Arra is gondolnunk kell, hogy mi történik a fluoropolimerekkel készült tömítés hulladékával annak élettartama végén. Hogyan lehet a termékeinket emissziómentesen ártalmatlanítani? Röviden, a PFAS olyan kérdés, amely a fejlesztéstől az értékesítésig az egész szervezetet érinti – még akkor is, ha továbbra is használhatjuk a fluorpolimereket.”
Kulcsszó: Fenntarthatóság
„A fenntarthatóság eddig nem volt döntő szempont a vásárlók számára, hogy a mi tömítéseink mellett döntsenek. Ma elsősorban azért vásárolják meg termékeinket, mert jó teljesítményt és a teljesítménynek megfelelő árat kínálnak. De egyre több vásárló érdeklődik a tömítéseink szénlábnyomáról. Az ár és a teljesítmény mellett a jövőben a fenntarthatóság lesz a harmadik értékesítési szempont.
Az egyik belső projektünk célja, hogy fenntarthatóbbá tegyük nyersanyagportfóliónkat. Ez többek között magában foglalja nyersanyagaink értékelését a fenntarthatóság szempontjából. Ezeket az értékeket már bevezettük receptúra-adatbázisainkba, és bizonyos nyersanyagcsoportokhoz olyan adatokat rendeltünk, amelyeket külső adatbázisokból vettünk át. Beszállító-specifikus adatokkal azonban még nem rendelkezünk. A jövőben azt is szeretnénk megtudni beszállítóinktól, hogy egy-egy nyersanyag milyen szén-dioxid-hátteret hordoz. Olyan anyagokat is keresünk, amelyeknek alacsony a lábnyoma, és megújuló nyersanyagokból vagy újrahasznosítási ciklusokból származnak.
Egy tömítés fenntarthatósága azonban nemcsak az anyagtól függ, hanem nagymértékben a gyártási folyamathoz szükséges energiától is. Véleményem szerint ezeknek a folyamatoknak a hatékonysága a fenntarthatóság legnagyobb mozgatórugója. A hulladék elkerülése szintén fontos szerepet játszik.”
Dr. Ruth Bieringer …
… 2020 óta a Freudenberg Sealing Technologies (FST) technológiai és innovációs részlegének anyagtechnológiai alelnöke. A polimerkémiai doktori címmel rendelkező szakember globálisan felelős az FST-nél az anyagfejlesztésért és az előremutató fejlesztésekért. Felelős továbbá a megfelelőségért, azaz a szabályozások és jogi előírások, például az Európai Unió REACH vegyianyag-rendeletének betartásáért. Közel 50 fős csapatának mintegy háromötöde Weinheimben, kétötöde pedig Plymouthban dolgozik.
A csoport szintjén Ruth Bieringer vezeti a Freudenberg Polimerek Technológiai Platformot. Ezt a szerepet már a Freudenberg Technology Innovation (FTI) vállalatnál töltötte be. Az FTI-hez, a Freudenberg csoport központi kutatási és fejlesztési szervezetéhez 2003-ban projektmenedzserként csatlakozott, majd később több részleget is vezetett.
