Innovation

Zentrales Versuchslabor bringt STA-Strategie voran

Auf dem Prüfstand

Technologie wird komplexer. Kundenanforderungen und gesetzliche Vorgaben werden immer anspruchsvoller. Gleichzeitig verkürzen sich Innovationszyklen. Wie lassen sich Hightech-Komponenten dennoch schnell zur Marktreife bringen? Ein Blick auf das zentrale Versuchslabor von Thomas gibt Antworten auf diese Frage.

Bis aus einer Idee ein serienreifes Produkt geworden ist, hat es viele Evolutionsstufen hinter sich. Ein Schlüsselelement im Entwicklungsprozess ist das Testing: Hier werden Ausgangsmaterialien auf Eignung getestet und Prototypen auf Herz und Nieren geprüft. Alles, um sicherzustellen, dass das fertige Produkt die gültigen Industrienormen und die Herstellervorgaben in puncto Leistung und Qualität erfüllt.

Bei Thomas ist das die Aufgabe des zentralen Versuchslabors. 13 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter arbeiten hier. Seit der organisatorischen Transformation im Jahr 2020 ist die Abteilung an die hausinterne Qualitätssicherung angedockt und zu einem klassischen Querschnittsbereich geworden. Früher waren die Kolleginnen und Kollegen Teil des Zentralbereichs Technologie & Aktuatorik und somit in erster Linie Experten für die Produkte, die sie auf den Prüfstand stellten. Heute sind sie mehr als das: Sie sind Spezialisten für unterschiedlichste Prüfverfahren, die produktübergreifend zum Einsatz kommen. Sie bilden sich in diesen Verfahren stetig weiter und erfüllen ihre Aufgaben unabhängig von den Customer Units. Die Effizienz, Qualität und insbesondere auch Transparenz des Testings haben hiervon spürbar profitiert.

Früh an der Entwicklung beteiligt

Kamran Heupel, Leiter des Versuchslabors, erklärt: „Unser Team arbeitet eng mit den Kolleginnen und Kollegen in den Customer Units 1 und 2 zusammen. Wir werden bereits früh in den Entwicklungsprozess eingebunden, etwa, wenn es um die Auswahl von Materialien oder um die Prüfung von Entwicklungsmustern geht. Weil wir nicht selbst zu den Customer Units gehören, sind wir unabhängig und können die Produkte neutral begutachten – das ist aus Kundensicht ein erheblicher Vorteil und sorgt für mehr Glaubwürdigkeit.“

Die Prüfstände des Labors bieten umfassende Möglichkeiten zur Simulation von Umwelteinflüssen, wie sie zu einem typischen Produktlebenszyklus gehören. So können die Prüfspezialisten Temperaturschocks in einem Bereich von -40 bis +140 Grad Celsius erzeugen oder ein Produkt salzigem Sprühnebel, Kondenswasser und sogar massiven Vibrationen oder g-Kräften aussetzen, wie sie in einem Rennwagen auf der berüchtigten Nordschleife des Nürburgrings auftreten.

Smarte Produkte erfordern smarte Prüfungen

Wichtige Testverfahren, die schon lange in der Produktentwicklung Bestand haben, werden kontinuierlich um neue Tests und Fertigkeiten erweitert. Vor allem, weil der Trend zur Elektrifizierung und Digitalisierung von Komponenten und Fahrzeugen neue Herausforderungen mit sich bringt.

„Nehmen Sie etwa die akustische Prüfung“, führt Heupel aus, „früher hat man sich vor allem auf den Luftschall konzentriert – also auf Geräuschemissionen, die über die Luft übertragen werden. In den Innenräumen von Elektrofahrzeugen allerdings ist es wesentlich leiser als in Autos mit Verbrennungsmotor. Hier muss daher verstärkt der Körperschall einer Komponente gemessen werden, da er sich über die Karosserie in den Innenraum überträgt.“

Doch nicht nur auf dem Gebiet der Akustik ist neues Know-how gefragt. Zur Verwirklichung der STA-Strategie (Sense.Think.Act.) müssen Materialien, Mechanik, Elektronik und Sensorik optimal zusammenarbeiten – und zwar ein Produktleben lang. Schirmt die Ummantelung eines smarten Ventils dieses ausreichend vor Störeinflüssen ab? Bewahrt sie die Umwelt vor Störaussendungen der Komponente selbst? Sind Signalgeber durch die Konstruktion vor negativen Umwelteinflüssen geschützt? Dies sind nur drei Fragen von vielen, die sich bei STA-Produkten stellen. Und klar wird: Wer smarte Produkte entwickelt, muss über smarte Testverfahren verfügen.

Systemisch denken und prüfen

Aus diesem Grund investierte Thomas frühzeitig, um seine Kapazitäten zur Funktionsprüfung auszuweiten. Zu Elektromotorprüfständen und Apparaturen für Ventil-, Hydraulik- oder Magnetkennlinienprüfungen gesellten sich weitere Testverfahren hinzu, die für die zunehmend wichtigere Betrachtung von elektronischen Gesamtsystemen unverzichtbar sind.

„Unsere Kunden erwarten von uns, dass wir über eine lange Lebensdauer perfekte Funktion unter Einhaltung der elektromagnetischen Verträglichkeit und aller geltenden VDE- und VDA-Richtlinien gewährleisten“, so Heupel, „in unserem Testlabor verfügen wir über die Mittel, dies nachzuweisen. Lediglich bei Ressourcenengpässen sowohl menschlicher als auch maschineller Natur greifen wir auf externe Labore zurück.“

Neue Testing-Kompetenz schafft Kundennutzen

Wie wichtig die Weichen sind, die Thomas auf diese Weise gestellt hat, belegt die Praxis: Bei der Entwicklung eines elektromechanischen Aktuators (EMA) für einen Landmaschinenhersteller galt es kürzlich zu beweisen, dass die mit Keramikkondensatoren bestückte Leiterplatine den mechanischen Stress typischer Arbeitszustände aushält. Eine so genannte Strain-Rate-Prüfung der Platine war erforderlich. Die Spezialisten im Versuchslabor arbeiteten sich ein und entwarfen einen Versuchsaufbau, in dem die maximale Dehnungsrate der Leiterplatte anhand vorab definierter Messpunkte aufgezeichnet wurde. Es gelang ihnen nachzuweisen, dass das betreffende Produkt alle Vorgaben des Kunden erfüllte. Gleichzeitig sorgten sie dafür, dass ein für viele STA-Produkte relevantes Testverfahren nun auch weiteren Kunden zur Verfügung steht. Unter anderem kam es bereits in einem Projekt mit einem bedeutenden deutschen Automobilhersteller zum Einsatz. „Das ist nur ein Beispiel, das zeigt, dass wir mit unseren neuen Testing-Kompetenzen für STA-Produkte Kunden einen echten Mehrwert bieten. So stellen wir unseren Ruf als innovativer, vorausdenkender Entwicklungspartner unter Beweis“, fasst Heupel zusammen.

Unser Team arbeitet eng mit den Kolleginnen und Kollegen in den Customer Units 1 und 2 zusammen. Wir werden bereits früh in den Entwicklungsprozess eingebunden, etwa, wenn es um die Auswahl von Materialien oder um die Prüfung von Entwicklungsmustern geht. Weil wir nicht selbst zu den Customer Units gehören, sind wir unabhängig und können die Produkte neutral begutachten – das ist aus Kundensicht ein erheblicher Vorteil und sorgt für mehr Glaubwürdigkeit.

Kamran Heupel, Head of Testing Laboratory

Wie in einem Rennwagen auf der Nordschleife des Nürburgrings