Im Gewächshaus hängt alles zusammen

Ein Aluminiumprofil für den Gewächshausbau wird nicht isoliert entwickelt

Ein paar Gramm Aluminium weniger pro Meter. Eine zusätzliche Entwässerungskammer. Eine kritische Toleranz, die über viele Meter zuverlässig eingehalten werden muss. Eine Verbindung, durch die zwei separate Bauteile überflüssig werden. Oder die Entscheidung für Aluminium mit einem geringeren CO₂e-Fußabdruck. Auf dem Zeichenbrett wirken das wie einzelne Entscheidungen. Im Gewächshaus sind sie jedoch eng miteinander verbunden.

Ein Aluminiumprofil ist im Gewächshaus Teil eines größeren Systems. Es trägt, verbindet, führt, leitet Wasser ab oder bildet die Basis für bewegliche Komponenten. Manchmal erfüllt ein einziges Profil mehrere dieser Funktionen gleichzeitig. Eine Änderung der Geometrie, Wandstärke, Legierung oder Toleranz kann sich daher auf Tragfähigkeit, Produktion, Montage, Automatisierung, Materialeinsatz und letztlich auf die Leistung des gesamten Systems auswirken. Deshalb liegt ein wichtiger Teil der Optimierung eines Aluminiumprofils bereits in der Phase vor der Herstellung der Matrize.

Nicht so leicht wie möglich, sondern Material dort, wo es gebraucht wird

Gewicht zu reduzieren scheint eine naheliegende Möglichkeit zu sein, Materialeinsatz und Kosten zu senken. Ein Gewächshausprofil einfach dünner zu gestalten, ist jedoch selten die richtige Antwort. Entscheidend ist vielmehr, wo das Aluminium technisch tatsächlich benötigt wird.

Ein Profil in einem Gewächshausdach, einer Fassade, einem Lüftungsfenster oder einem internen Transportsystem ist spezifischen Belastungen und funktionalen Anforderungen ausgesetzt. Profilgeometrie, Legierung, Wandstärken und Verstärkungen müssen deshalb aufeinander abgestimmt werden. So kann an bestimmten Stellen Material reduziert werden, während an anderer Stelle eine Rippe, Kammer oder angepasste Geometrie erforderlich ist, um die notwendige Steifigkeit oder Funktionalität zu gewährleisten. Dieser Unterschied ist entscheidend.

Gutes Design bedeutet nicht, das niedrigstmögliche Gewicht anzustreben, sondern Material möglichst gezielt einzusetzen. Ein paar Gramm pro Meter mögen zunächst wenig erscheinen. Bei großen Produktionsmengen wiederholt sich dieselbe Designentscheidung jedoch tausendfach. Dann werden selbst kleine Optimierungen für Materialeinsatz, Gewicht, Logistik und Kosten relevant.

Auch beim Thema Licht ist eine technische Abwägung erforderlich

Im Gewächshausbau hat der Materialeinsatz noch eine weitere Dimension. Tageslicht ist ein wichtiger Faktor für die Funktion eines Gewächshauses, und die Konstruktion rund um die Pflanzen beeinflusst, wie viel davon sie tatsächlich erreicht.

Ein schlankeres Aluminiumprofil kann dazu beitragen, Verschattung zu reduzieren. Gleichzeitig muss das Profil weiterhin die Anforderungen des gesamten Gewächshaussystems erfüllen, beispielsweise hinsichtlich Wind- und Schneelasten, technischer Installationen und standortspezifischer Bedingungen. Auch hier lässt sich daher keine einzelne Designvariable isoliert betrachten.

Wandstärke, Profilhöhe, Geometrie, Legierung, Festigkeit, Extrudierbarkeit und Materialeinsatz beeinflussen sich gegenseitig. Eine Anpassung, die im Hinblick auf ein einzelnes Ziel

Wasser folgt der Geometrie, die wir gestalten

Das Gleiche gilt für das Wassermanagement. Regen- und Kondenswasser müssen kontrolliert aufgefangen und abgeleitet werden. Wie das geschieht, wird nicht allein durch die technischen Systeme rund um das Profil bestimmt. Die Geometrie von Gewächshaus- und Kondensatrinnen, Entwässerungskammern, Tropfkanten, Verbindungen und Anschlüssen beeinflusst, wo sich Wasser sammelt und welchen Weg es anschließend nimmt. Damit wird das Wassermanagement bereits bei der Profilentwicklung zu einem relevanten Thema.

Ein gut gewählter Profilquerschnitt kann zudem mehrere Funktionen miteinander kombinieren. Eine Entwässerungsfunktion, Befestigung oder ein Anschluss muss nicht immer durch ein separates Bauteil realisiert werden. Wenn sich Funktionen technisch sinnvoll in ein einziges Extrusionsprofil integrieren lassen, kann dies die Anzahl der Bauteile und Verbindungen reduzieren und die Montage vereinfachen.

Interessant ist daher nicht nur das Profil selbst, sondern auch die Frage, welche Funktionen es innerhalb des Gesamtsystems übernehmen kann.

Automatisierung macht Abweichungen sichtbarer

Dieser Systemgedanke wird noch wichtiger, wenn Aluminiumprofile Teil automatisierter Anbau- und Transportsysteme sind.

Ein Kulturtisch, Shuttle oder anderes bewegliches Bauteil muss nicht nur einmal die richtige Position erreichen, sondern immer wieder – über größere Entfernungen und nach zahlreichen Bewegungszyklen. Dann werden Maßhaltigkeit, Geradheit, Toleranzen, Verbindungen und Reproduzierbarkeit unmittelbar zu Faktoren für die Zuverlässigkeit des Systems.

Eine kleine Abweichung bei einem einzelnen Profil muss für sich betrachtet noch kein Problem darstellen. Setzt sich dieselbe Abweichung jedoch über mehrere Profile oder eine lange Anlage fort, kann ihre Auswirkung deutlich größer werden. Reproduzierbarkeit bedeutet deshalb mehr, als bei einem einzelnen Produkt die vorgegebenen Maße einzuhalten. Sie erfordert auch Aufmerksamkeit für Legierung, Wärmebehandlung, Extrusionsprozess, Sägelänge und gegebenenfalls mechanische Bearbeitungen.

Für eine automatisierte Anwendung reicht „ungefähr passend“ letztlich nicht aus.

Nachhaltigkeit beginnt nicht mit einer einzigen Materialentscheidung

Auch beim Thema Nachhaltigkeit liegt es nahe, zunächst auf eine einzelne Eigenschaft zu schauen: recyceltes Aluminium oder Low-Carbon-Aluminium. Die tatsächliche Materialwirkung eines Profils wird jedoch von mehreren Faktoren bestimmt.

Entscheidend ist unter anderem, wie viel Aluminium für das Design benötigt wird, woher das Material stammt, wie hoch der Recyclinganteil ist, welche Energie für die Primärproduktion eingesetzt wurde, welche Transportwege und Bearbeitungsschritte erforderlich sind, wie lange das Profil genutzt werden kann und welche Recyclingmöglichkeiten am Ende seiner Lebensdauer bestehen.

Gleichzeitig gewinnen Herkunft und CO₂e-Daten auch aus wirtschaftlicher Sicht an Bedeutung. Vorschriften wie CBAM und zunehmende Informationsanforderungen von Auftraggebern und Partnern innerhalb der Lieferkette machen es wichtiger, Materialentscheidungen nicht nur zu treffen, sondern sie bei Bedarf auch nachvollziehbar belegen zu können.

Mit BLUE by BOAL können wir unter anderem Aluminium mit einem Recyclinganteil von mindestens 65 % sowie eine Low-Carbon-Option mit einem CO₂e-Fußabdruck von maximal 4 kg pro Kilogramm Aluminium anbieten.

Aber auch hier gilt: Materialwahl und Profilentwicklung gehören zusammen. Low-Carbon-Aluminium einzusetzen ist sinnvoll. Ebenso sinnvoll ist es, Aluminium dort einzusparen, wo es im Profil keine technische Funktion erfüllt.

Die Matrize ist ein wichtiger Wendepunkt

Viele dieser Überlegungen kommen letztlich zu einem entscheidenden Zeitpunkt zusammen: bevor das Design endgültig festgelegt und die Matrize gefertigt wird. Wenn ein vollständig ausgearbeitetes Profil erst zu diesem Zeitpunkt beim Extrusionspartner ankommt, kann sich herausstellen, dass es sich hervorragend produzieren lässt. Es kann aber auch bedeuten, dass Optimierungsmöglichkeiten nicht mehr genutzt werden, weil andere Teile des Systems bereits auf diese Geometrie abgestimmt sind.

Eine frühzeitige technische Abstimmung bedeutet dabei nicht zwangsläufig, dass ein Design vollständig überarbeitet werden muss. Manchmal bestätigt die gemeinsame Prüfung einfach, dass die gewählte Lösung bereits gut ist. In anderen Fällen zeigt sich, dass eine Wand lokal dünner ausgeführt, eine kritische Toleranz anders betrachtet, mehrere Funktionen integriert oder die Geometrie angepasst werden kann, um das Profil besser und reproduzierbarer zu extrudieren.

Genau darin liegt der Wert von Co-Engineering: nicht für den Kunden zu entwickeln, sondern das technische Wissen über die Anwendung und das Know-how in der Aluminiumextrusion früh genug zusammenzubringen, um noch echte Wahlmöglichkeiten zu haben.

Vom Aluminiumprofil zur Systemfrage

Vielleicht ist genau das die wichtigste Schlussfolgerung. Die Frage lautet nicht nur: Können wir dieses Aluminiumprofil extrudieren?

Interessanter sind die Fragen, die davor kommen. Welche Funktion muss das Profil innerhalb des Systems erfüllen? Welchen Belastungen muss es standhalten? Wo wird Material tatsächlich benötigt? Welche Toleranzen sind funktional kritisch? Lassen sich Funktionen integrieren? Wie wird Wasser geführt? Welche Anforderungen stellt die Automatisierung? Welche Materialwahl passt zu den Nachhaltigkeitszielen? Und lässt sich das Design anschließend zuverlässig und reproduzierbar produzieren?

Um diese Fragen zu beantworten, sollten Ingenieure, Einkäufer, Systementwickler und Extrusionsspezialisten manchmal früher miteinander ins Gespräch kommen als üblich.

Liegt also ein neues Gewächshausprofil auf dem Zeichenbrett und ist die Zeichnung noch nicht endgültig?

Gut so.

Dann gibt es noch Raum, es gemeinsam zu betrachten.