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Vakuumgreifen ohne Pneumatik – für Yannik Goergen begann diese Idee lange vor der Gründung von nititec vacuum gripper. Volkswagen wurde 2018 auf die Technologie aufmerksam, später folgte ein Forschungsprojekt im Rahmen der „Fabrik der Zukunft“. Im Gespräch erzählt Goergen, warum der Weg zum elektrischen Vakuumgreifer schwieriger war als gedacht, wann ihm klar wurde, dass daraus ein Unternehmen entstehen kann und warum Vakuumgreifen für ihn nur der Anfang ist.

Herr Goergen, Sie sagen, beim Vakuumgreifen wird mit Druckluft Geld zum Fenster hinausgeblasen. Das klingt ziemlich provokant.

Ist es auch. Aber genau so empfinde ich es.

Was stört Sie daran?

Wir wissen seit Jahren, dass Druckluft eine sehr teure Energieform ist. Trotzdem wird sie beim Vakuumgreifen kaum hinterfragt. Da wird bei jedem Greifzyklus Druckluft durch einen Ejektor gejagt. Über Jahre.

Und gleichzeitig diskutiert der Einkauf an anderer Stelle über jeden einzelnen Euro. Das passt für mich nicht zusammen.

Warum hält sich die Pneumatik dann so hartnäckig?

Weil sie funktioniert und weil jeder sie kennt. Konstrukteure kennen sie, Maschinenbauer kennen sie, die Komponenten sind verfügbar. Das ist schon irgendwie nachvollziehbar.

Es gibt aber noch einen zweiten Punkt.

Welchen?

Viele haben elektrische Vakuumgreifer bereits gesehen oder ausprobiert. Und diese Systeme haben Einschränkungen, durch die sie für schnelle industrielle Anwendungen kaum interessant sind. Entweder sind die Systeme zu schwer, zu groß oder schlicht zu langsam im Greifen und Lösen des Werkstücks.

Dann entsteht sehr schnell das Urteil: Elektrisch kennen wir. Funktioniert nicht.

Das erleben Sie tatsächlich so?

Ja. Wir sprechen mit jemandem über pneumatikfreies Vakuumgreifen und bekommen als erste Antwort: „Kennen wir, funktioniert nicht.“

Dabei kennt derjenige unsere Technologie überhaupt nicht!

Das ist wahrscheinlich eine unserer größten Hürden. Eine bereits vorhandene Erfahrung wird auf eine völlig andere technische Lösung übertragen.

Wann haben Sie selbst angefangen, Vakuumgreifen anders zu betrachten?

Der Kontakt zu Volkswagen reicht bis 2018 zurück. Volkswagen hatte die Technologie damals auf der Hannover Messe erstmals gesehen.

Ein paar Jahre später entstand daraus ein gemeinsames Forschungsprojekt des ZEMA und Volkswagen im Rahmen der „Fabrik der Zukunft“.

Was sollte in diesem Projekt untersucht werden?

Das bistabile Konzept für das Vakuumgreifen sollte so weiterentwickelt werden, dass es den Anforderungen von Volkswagen entspricht.

Da ging es dann nicht mehr nur darum, ob ein physikalisches Prinzip funktioniert. Plötzlich hatten wir konkrete Anforderungen an Mechanik, Leckage, Sicherheit, Elektronik, Schnittstellen…

Und was kam am Ende dabei heraus?

Ein Greifsystem mit vier Greifern. Damit konnten wir eine Türaußenhaut greifen, verfahren und wieder ablegen. Rein elektrisch und mit ungefähr zehn Picks pro Minute.

Das war für uns der entscheidende Nachweis: Das Prinzip funktioniert nicht nur im Labor.

Welche Rolle hatten Sie damals?

Ich war Gruppenleiter am Lehrstuhl und habe das Projekt als Projektmanager begleitet.

Was war technisch die größte Schwierigkeit?

Die Bistabilität zuverlässig, robust und idealerweise toleranzunanfällig auszulegen.

Das hat uns wirklich beschäftigt. Wir haben viele Ansätze ausprobiert und wieder verworfen. Manche funktionierten grundsätzlich, waren aber nicht robust genug. Andere waren zu kompliziert.

Gab es irgendwann diesen einen Moment: Jetzt haben wir es?

Ja. Als wir die heutige technische Lösung für die Bistabilität gefunden hatten.

Warum gerade da?

Weil sie sich als robust und skalierbar erwiesen hat. Ab diesem Punkt war für mich klar: Darauf können wir tatsächlich ein Produkt aufbauen.

Wann wurde aus dieser technischen Überzeugung die Idee, ein Unternehmen zu gründen?

Da war Volkswagen für mich ein wichtiges Signal.

VW hat uns damals sehr intensiv bei der Suche nach Investoren unterstützt und uns auch bei Zulieferern begleitet. Wenn ein Industriepartner so viel Energie darauf verwendet, eine Technologie weiterzubringen, denkt man irgendwann anders darüber nach.

Da wurde mir klar: Dafür scheint ein Markt da zu sein.

Bis zur Gründung von nititec dauerte es trotzdem noch.

Natürlich. Zwischen einem erfolgreichen Forschungsprojekt und einem Unternehmen liegt einiges.

Mitte 2025 haben wir nititec vacuum gripper schließlich mit Unterstützung eines visionären Technologieinvestors ausgegründet. Das hat uns noch einmal ganz andere Möglichkeiten gegeben, die Technologie und die Produkte weiterzuentwickeln.

Wie viel hat der heutige Greifer noch mit dem damaligen System gemeinsam?

Das Grundprinzip ist geblieben. Konstruktiv hat sich einiges verändert.

Woran sieht man das?

Ein ganz einfaches Beispiel ist der Saugnapf. Beim damaligen Greifer war er fest in das System integriert.

Heute stellen wir am Greifer einen Anschluss bereit. Dort können marktübliche Saugnäpfe verwendet werden. Das klingt nach einem Detail, ist für die Anwendung aber ziemlich wichtig.

Warum?

Jede Oberfläche ist anders. Metall, Glas, Holz.  Glatt und sauber oder staubig, ölig. Der Kunde kann deshalb einen geeigneten Saugnapf frei auswählen und den Greifer sehr viel gezielter an seine Anwendung anpassen.

Jetzt mal konkret, wie erzeugt der G-VAC PS das Vakuum?

Beim Anheben des Bauteils.

PS steht für passive Ansaugung. Also kein aktives Ansaugen. Der Greifer sitzt auf dem Werkstück auf, verriegelt und schließt damit die kleine Menge verbleibende Luft im System ein. In dem Moment, in dem der Roboterarm das Bauteil anhebt, entsteht der Unterdruck. Ganz ohne Pumpe. Funktioniert bei glatten Oberflächen sehr gut.

Beim G-VAC AS gibt es demzufolge eine aktive Ansaugung?

Richtig. Wir haben dort eine lokale Pumpe integriert. Weil wir dort Anwendungen mit Leckage adressieren.

Wenn über das Werkstück Luft nachströmt, kann die Pumpe nachregeln und das Vakuum stabilisieren. Damit erschließen wir Anwendungen, für die das Prinzip des PS allein nicht geeignet wäre.

Wie wichtig ist Geschwindigkeit bei solchen elektrischen Greifern?

Sehr wichtig. Aber interessanterweise liegt das Problem nicht unbedingt dort, wo viele zuerst vermuten.

Aha, wo denn?

Beim Lösen.

Beim Aufsetzen kann die Luft aus dem Saugnapf relativ schnell entweichen. Der kritische Punkt bei elektrischen Lösungen kommt erst später, wenn das Bauteil wieder abgelegt werden soll.

Warum?

Weil die Luft wieder in das System hineinmuss.

Wenn dafür kein wirklich schneller Weg vorhanden ist, zieht im Grunde nur das Eigengewicht des Werkstücks gegen den Unterdruck. Dann kann es mehrere Sekunden dauern, bis das Bauteil tatsächlich frei ist.

In einer schnellen Automation sind mehrere Sekunden natürlich eine Ewigkeit.

Und bei Ihrem Greifer?

Sobald wir das System entriegeln, ist das Bauteil praktisch unmittelbar frei.

Genau das ermöglicht hohe Taktzahlen. Es geht nicht nur darum, schnell zu greifen. Man muss genauso schnell wieder loslassen können.

Wenn Sie einige Jahre nach vorne schauen: Was soll nititec vacuum gripper dann sein?

Unser Ziel ist nicht, einfach immer neue Vakuumgreifer zu bauen. Unser Ziel ist, Greifen neu zu denken und Dinge zu hinterfragen, die heute als gesetzt gelten.

Im Moment tun wir das beim Vakuumgreifen.

Sie sehen aber schon das nächste Thema?

Ja. Mit unseren Formgedächtnisantrieben können wir mehr als einen Vakuumsauger zu realisieren. Wir können damit auch einen Greifer öffnen und schließen. Ein Bereich ist das taktile Greifen.

Das hat mit Vakuum überhaupt nichts zu tun.

Was möchten Sie dort anders machen?

Zum einen lassen sich Parallel- oder Zangengreifer ebenso mit unserem Antrieb realisieren, statt mit herkömmlichen Motoren und Getrieben. Das spart Gewicht und reduziert verschleißanfällige Mechanik.

Ich möchte aber keinen Greifer, der blind zupackt. Ich möchte, dass er spürt, was zwischen seinen Fingern passiert. Wie fest halte ich das Bauteil? Beginnt es zu rutschen? Muss ich reagieren?

Mit der Sensorik, die wir innerhalb unserer Unternehmensgruppe zur Verfügung haben, lassen sich solche Informationen erfassen. Interessant wird es, wenn der Greifer daraus unmittelbar Konsequenzen ziehen kann.

Wo sehen Sie dafür Anwendungen?

Bin-Picking ist ein naheliegendes Beispiel. Dort hat man sehr unterschiedliche Greifsituationen und möchte trotzdem zuverlässig wissen, ob das Teil wirklich sicher gehalten wird.

Und langfristig denkt man natürlich auch über handähnliche Systeme nach.

Also Humanoide?

Das ist sicherlich ein Bereich, in dem solche Technologien irgendwann interessant werden können. Das Thema bekommt gerade enorm viel Aufmerksamkeit.

Wir stehen damit noch ganz am Anfang. Aber interessant ist, dass bereits einige einschlägige Player auf unsere Technologie aufmerksam geworden sind und den Kontakt zu uns gesucht haben.

Mehr würde ich daraus im Moment aber auch noch nicht machen.

Was würden Sie gerne in zwei oder drei Jahren verändert sehen?

Dass Greiftechnik nicht mehr einfach aus Gewohnheit ausgewählt wird.

Wenn Pneumatik für eine Aufgabe die beste Lösung ist, ist das völlig in Ordnung. Aber ich möchte, dass man vorher die Frage stellt, ob sie überhaupt notwendig ist.

Genau das meinen wir mit „Greifen neu gedacht“.

Beim ZVEI Electrifying Ideas Award 2026 schaffte es die voll-elektrische Greiftechnologie des ZeMA unter die drei Finalisten. Gewonnen hat sie nicht. Auf den ersten Blick wirkt ein kleiner Vakuumgreifer neben den großen Themen der industriellen Energieeffizienz ohnehin eher unscheinbar. Doch genau darin liegt seine Geschichte: Was an einer einzelnen Greifstelle kaum ins Gewicht zu fallen scheint, wird in automatisierten Anlagen millionenfach wiederholt. Und ausgerechnet eine seit Jahrzehnten selbstverständliche Energiequelle wird dabei selten grundsätzlich hinterfragt: Druckluft.

Die Finalteilnahme blieb nicht ohne Wirkung. Ein Unternehmen, das heute mit nititec vacuum gripper über eine konkrete Anwendung spricht, wurde erst durch den Award auf die Technologie aufmerksam. Es war nicht das erste Mal, dass jemand genauer hinsah. Acht Jahre zuvor geschah etwas Ähnliches auf der Hannover Messe.

Von intelligenten Drähten zum Vakuumgreifer

Am Anfang stand kein Greifer, sondern Forschung. Prof. Stefan Seelecke und Prof. Paul Motzki beschäftigten sich an der Universität des Saarlandes und im Umfeld des ZeMA mit Formgedächtnislegierungen und der Frage, wie sich deren besondere Eigenschaften für kompakte mechatronische Antriebe nutzen lassen.

Eine zentrale Rolle spielt Nickel-Titan. Wird ein dünner Draht aus dieser Legierung durch einen kurzen Stromimpuls erwärmt, verändert er seine innere Struktur und verkürzt sich. Dabei entwickelt er auf sehr kleinem Raum erstaunlich hohe Kräfte.

Aus dieser Forschung entstanden unterschiedliche Antriebsideen. Eine davon führte zum Vakuumgreifen.

Volkswagen sah den ersten Prototypen mit dieser Technologie 2018 auf der Hannover Messe und wurde darauf aufmerksam. Zu diesem Zeitpunkt war noch nicht absehbar, dass Jahre später daraus ein Unternehmen entstehen würde. Aber eine Frage war auf dem Tisch: Lässt sich aus dem Forschungsprinzip eine Greiftechnik entwickeln, die unter industriellen Bedingungen funktioniert?
Dabei ist die physikalische Grundidee erstaunlich alt.

Eigentlich kann das jeder Saugnapf

Einen Saugnapf an einer Glasscheibe muss niemand an eine Druckluftleitung anschließen. Man drückt ihn auf die Oberfläche, Luft entweicht, das Volumen wird geschlossen und der entstehende Druckunterschied hält ihn fest. Das Prinzip kennt jeder. Warum also wird beim automatisierten Vakuumgreifen seit Jahrzehnten dann  darüber nachgedacht, wie das Vakuum erzeugt wird? Meist mit Druckluft und einem Ejektor?

Die Antwort liegt weniger in der Physik als in der Automation. Ein Mensch drückt einen Saugnapf auf die Scheibe und zieht ihn später am Rand wieder ab. Ein Roboter kann das nicht. Er braucht einen reproduzierbaren technischen Ablauf. Beim Aufsetzen muss Luft möglichst schnell entweichen. Danach muss das System schließen und den Unterdruck während der Bewegung zuverlässig halten. Am Ablagepunkt muss ebenso schnell wieder Luft hinein, damit das Bauteil sofort freigegeben wird.

Und das Ganze nicht einmal. Sondern zehn-, zwanzig- oder dreißigmal pro Minute. Hier wurde aus einem einfachen physikalischen Prinzip eine Entwicklungsaufgabe.

Schalten. Und danach nichts mehr tun

Für den Schaltvorgang nutzten die Forscher den Nickel-Titan-Antrieb. Ein kurzer elektrischer Impuls erwärmt den Formgedächtnisdraht. Er verkürzt sich und erzeugt die Kraft, mit der das System seinen Zustand wechselt.

Die größere Herausforderung lag danach darin, diesen Zustand zu halten. Die Konstruktion musste zwei stabile Schaltzustände zuverlässig einnehmen können, ohne dafür permanent Energie zu benötigen. Die Entwickler sprechen von Bistabilität.

Viele Ansätze wurden ausprobiert und wieder verworfen. Manche funktionierten grundsätzlich, erwiesen sich aber als nicht robust genug. Andere waren zu kompliziert, um daraus später ein skalierbares Produkt zu entwickeln. Die Forschung musste an diesem Punkt etwas tun, das in Entwicklungsabteilungen zum Alltag gehört: Ideen loslassen, obwohl sie technisch interessant waren.

Dann fand das Team die Lösung, die sich als robust und skalierbar erwies. Damit war aus einer interessanten Eigenschaft eines intelligenten Materials noch kein industrieller Greifer geworden. Aber eine der entscheidenden Hürden war genommen.

Volkswagen macht aus Forschung eine Industrieaufgabe

Einige Jahre nach dem ersten Kontakt auf der Hannover Messe entstand im Rahmen der Volkswagen „Fabrik der Zukunft“ ein gemeinsames Forschungsprojekt des ZeMA Instituts in Saarbrücken und Volkswagen.

Jetzt wurde die Messlatte höher gelegt.

Es reichte nicht mehr zu zeigen, dass ein Greifprinzip im Labor funktioniert. Das bistabile Konzept musste auf konkrete Anforderungen eines Automobilherstellers ausgelegt werden: Mechanik, Leckage, Sicherheit, Elektronik und Schnittstellen gehörten ebenso dazu wie die Frage, ob sich daraus überhaupt ein reproduzierbarer Greifzyklus aufbauen lässt.

Yannik Goergen war damals Gruppenleiter am Lehrstuhl und begleitete das Projekt als Projektmanager. Am Ende stand ein Greifsystem mit vier Greifern. Es nahm eine Türaußenhaut auf, verfuhr sie und legte sie wieder ab. Rein elektrisch. Rund zehnmal pro Minute.

Das war noch kein Serienprodukt. Aber der Greifer hatte das Labor verlassen.

Das Projekt zeigte, dass sich das pneumatikfreie Prinzip auf eine reale industrielle Greifaufgabe übertragen ließ. Aus einer Forschungsfrage war ein funktionierendes Greifsystem geworden.

„Da scheint ein Markt da zu sein“

Technische Machbarkeit und ein tragfähiges Geschäftsmodell sind zwei verschiedene Dinge. Für Goergen kam deshalb das zweite wichtiges Signal erneut von Volkswagen. Der Automobilhersteller unterstützte das Team intensiv bei der Suche nach Investoren und stellte Kontakte zu Zulieferern her. Das veränderte den Blick auf die eigene Entwicklung. „Da scheint ein Markt da zu sein“, beschreibt Goergen den damaligen Moment heute.

Bis daraus tatsächlich ein Unternehmen wurde, war es trotzdem noch ein langer Weg. Mitte 2025 wurde nititec vacuum gripper ausgegründet, unterstützt von einem Technologieinvestor, um die Weiterentwicklung von Technologie und Produkten zu unterstützen.

Das Forschungsprojekt war abgeschlossen. Die Entwicklung des Greifers noch nicht.

Ohne Pumpe – oder mit Reserve

Aus dem damaligen Forschungsaufbau sind inzwischen zwei Greifer für unterschiedliche Anforderungen entstanden.

Der G-VAC PS ist für weitgehend dichte Oberflächen ausgelegt. PS steht für passive Ansaugung. Der Greifer setzt auf dem Werkstück auf und schließt die geringe verbleibende Luftmenge im System ein. Hebt der Roboter das Bauteil an, entsteht der Unterdruck. Eine Pumpe ist dafür nicht erforderlich.

Bei Glas, Blech, Kunststoffen und anderen weitgehend dichten Oberflächen kann dieses Prinzip ausreichen. Schwieriger wird es, wenn Luft nachströmt. Rohe oder poröse Materialien, flexible Oberflächen oder andere Leckagen verlangen nach einer Möglichkeit, Verluste auszugleichen.

Dafür wurde der G-VAC AS entwickelt. Hier ergänzt eine lokale elektrische Pumpe das Grundprinzip. Sinkt das Vakuum durch nachströmende Luft, kann die Pumpe nachregeln und den Unterdruck stabilisieren.

Damit verfolgt nititec vacuum gripper nicht die Idee eines Greifers, der alles können soll. Unterschiedliche Bauteile benötigen unterschiedliche Antworten.

Kleine Komponente, viele Millionen Zyklen

Warum ist das überhaupt relevant? Ein einzelner Ejektor an einer einzelnen Greifstelle wirkt zunächst kaum wie ein großes Energiethema. Er ist klein, funktioniert zuverlässig und verschwindet irgendwo zwischen Ventilen, Schläuchen und Saugnäpfen einer Anlage.

Nur bleibt es selten bei einem Zyklus. Aus einem Greifvorgang werden Millionen. Aus einer Greifstelle werden mehrere. Aus einer Anlage werden Linien, aus Linien ganze Werke.

Und jedes Mal muss die Druckluft vorher erzeugt werden. Erstaunlich ist, wie selten dieser Energieverbrauch bei der Auslegung einer Greiflösung überhaupt hinterfragt wird. Meist wird entschieden, was technisch funktioniert und seit Jahren bekannt ist. Was die Druckluft über die gesamte Betriebszeit kostet, spielt häufig erst spät eine Rolle, wenn überhaupt.

Noch weniger sichtbar ist eine zweite Dimension. Druckluft braucht elektrische Energie. Wird weniger davon erzeugt, sinkt deshalb nicht nur der laufende Energiebedarf. Abhängig von der Stromversorgung reduziert sich auch der damit verbundene CO₂-Ausstoß.

Ein einzelner Greifer wird damit nicht zum Klimaretter. Aber er kann Teil eines erheblich größeren Hebels werden. Gerade weil bei einer kleinen Greifstelle kaum jemand danach sucht.

Eine alte Frage neu gestellt

Dass die Technologie 2026 beim ZVEI Electrifying Ideas Award erneut Aufmerksamkeit bekam, führt die Geschichte zurück an ihren Ausgangspunkt. Schon 2018 war es ein genauerer Blick auf ein zunächst unscheinbares Greifprinzip, der das Volkswagen-Projekt ins Rollen brachte. Heute führt dieselbe Technologie dazu, eine seit Jahrzehnten etablierte Lösung noch einmal zu hinterfragen.

Vielleicht liegt genau darin ihre eigentliche Bedeutung. Nicht darin, Druckluft grundsätzlich aus der Fabrik verbannen zu wollen. Pneumatik ist etabliert, robust und für viele Anwendungen sinnvoll.

Aber eine über Jahrzehnte selbstverständliche Entscheidung bekommt eine glaubhafte Alternative. Und damit verändert sich die Reihenfolge der Fragen.

Bei einer neuen Vakuumgreifaufgabe sollte nicht zuerst gefragt werden: Wie erzeugen wir das Vakuum?

Davor gehört eine andere Frage: Brauchen wir dafür überhaupt Druckluft?

Mehr über die Technologie

Im Interview „Warum eigentlich noch Druckluft?“ spricht Yannik Goergen über die Entwicklung der Technologie, G-VAC PS und G-VAC AS, die Grenzen heutiger elektrischer Greifer und darüber, warum nititec künftig auch andere Greifprinzipien hinterfragen will.

Interview mit Yannik Goergen lesen

Kann Ihre Greifaufgabe ohne Druckluft funktionieren?

Bauteil, Oberfläche, Takt, Bewegung und Sicherheitsanforderungen entscheiden, welches Greifprinzip sinnvoll ist. Im Application Check prüft nititec die konkrete Anwendung am realen Bauteil und dokumentiert, was funktioniert – und wo die Grenzen liegen.