KunststoffXtra 9/2019

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OFFIZIELLES ORGAN VON SWISS PLASTICS

September 2019

KUNSTSTOFF XTRA

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR WERKSTOFFE – VERARBEITUNG – ANWENDUNG

KUNDENPORTAL

DIGITALISIERER ZUKUNFTSMACHER ZEITMASCHINE

arburgXworld NEUE WELT

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KUNSTSTOFF XTRA

EDITORIAL

Digitalwährung ist Energieschleuder Der Klimawandel ist Realität und geht uns alle an.

Politik, Industrie und Gesellschaft suchen nach

Die Schweizer Fachmesse für die Kunststoffindustrie

Lösungen, wie der drohende Klimakollaps aufgehalten oder zumindest verzögert werden kann. Jeder von uns ist angehalten, möglichst schonend mit den natürlichen Ressourcen umzugehen und einen möglichst kleinen CO²-Fussabdruck zu hinterlassen.

Es gibt unbestritten viele zielführende Lösungsan-

sätze – seien das gut rezyklierbare oder nachwachsende Materialien, Produkte, die bereits beim Design so konstruiert werden, dass sie am Ende ihres Lebenszyklus wieder in den Stoffkreislauf zurückgeführt werden können. Sortieranlagen und Wiederaufbereitungsanlagen sind heute auf einem Niveau, das Produkte entstehen lässt, die Eigenschaften von Neumaterial aufweisen. CO²-sparend ist die

Substitution von Metall durch Kunststoffe und der weite Bereich des Leichtbaus. Weniger Gewicht bedeutet einen geringeren Energieverbrauch. Die K 2019 ist eine gute Plattform, um sich ein Bild zu machen, was heute schon

21. bis 23. Januar 2020 Messe Luzern

technisch machbar ist und in wenigen Jahren möglich sein wird.

Während auf breiter Front grosse Anstrengungen unternommen werden, durch innovative Technologien und Verfahren Material und Energie einzusparen, zeigt sich ein Bereich, der bei vielen Menschen nur am Rande wahrgenommen wird, völlig unbeeindruckt davon. Im Juli machte die Meldung in den Medien die Runde, dass die Kryptowährung Bitcoin in einem Jahr mehr Strom verbraucht als die Schweiz im gleichen Zeitraum. Gemäss dem Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index sind dies rund 60 Terawattstunden Strom pro Jahr. Von den 219 der im CIA Factbook gelisteten Ländern verbrauchen nur 43 Länder mehr Strom als die Digitalwährung. Angeführt wird das Ranking (Stand 2016) von China (5920 TWh) und den USA (3900). Deutschland liegt mit 515 TWh auf Platz 7, die Schweiz mit 60 TWh auf Platz 44.

Wenn die ‘old school’ Technologie-Unternehmen alles daran setzen, die anspruchsvollen aber zwingend nötigen Umweltziele zu erreichen, muss sich auch die Krypto-Welt bewegen und ihren gigantischen Strombedarf aus erneuerbaren Quellen speisen.

ller Jetzt Ausste werden! swissplastics-expo.ch

Marianne Flury, Redaktorin m.flury@sigwerb.com 9/2019

Patronat

Veranstalterin

KUNSTSTOFF XTRA

INHALTSVERZEICHNIS

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FOKUS HighPerformance ist ein Leistungsversprechen

Die KraussMaffei Gruppe bündelt alle Geschäftsbereiche und die bisherigen Marken KraussMaffei, KraussMaffei Berstorff und Netstal unter dem Dach einer einzigen Marke: KraussMaffei. Was bedeutet diese Neuausrichtung für den Schweizer Maschinenhersteller? Renzo Davatz, CEO der umfirmierten KraussMaffei HighPerformance AG, gibt Antworten.

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VERARBEITUNG Optimierung des Entformungsvorgangs

Der Entformungsprozess kann bei einer unzureichenden Auslegung zu Bauteil- und Werkzeugbeschädigungen führen. Die Ursache für die Entformungsprobleme liegt meist in der Schwindung des Kunststoffs beim Abkühlen. Durch ein am IWK entwickeltes Werkzeug lassen sich die durch die Entformung entstehenden Kräfte messen und quantifizieren und der Entformungsvorgang optimieren.

IMPRESSUM

KUNSTSTOFF XTRA

Die Fachzeitschrift für Werkstoffe – Verarbeitung – Anwendung Erscheinungsweise 10 × jährlich Jahrgang 9. Jahrgang (2019) Druckauflage 5500 Exemplare WEMF / SW-Beglaubigung 2018 5104 Exemplare total verbreitete Auflage 1329 Exemplare davon verkauft ISSN-Nummer 1664-3933 Internet www.kunststoffxtra.com Geschäftsleiter Andreas A. Keller

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WERKZEUG-/ FORMENBAU Sauber, präzise und langlebig

Bewegliche Bauteile im Werkzeug- und Formenbau werden beschichtet, um vorzeitigen Verschleiss zu verhindern, Wartungsintervalle zu verlängern und Kosten zu reduzieren.

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WERKSTOFFE Das programmierte Material

Lassen sich Eigenschaften von Komposit-Materialien vorausberechnen? Empa-Spezialisten beherrschen das und helfen damit, Forschungsziele schneller zu erreichen.

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SOFTWARE Mit Big Test Data zum Entwicklungsvorteil

Komplexer werdende Fahrzeuge in Gegenwart und Zukunft erfordern intensive und vielseitige Tests in der Entwicklungsphase. Dabei fallen grosse Mengen an Daten an, die zielgerichtet ausgewertet werden müssen.

Herausgeber/Verlag SIGWERB GmbH Unter Altstadt 10, Postfach CH-6302 Zug Telefon +41 41 711 61 11 info@sigwerb.com www.sigwerb.com

Vorstufe Triner Media + Print Schmiedgasse 7 CH-6431 Schwyz Telefon +41 41 819 08 10 beratung@triner.ch www.triner.ch

Anzeigenverkaufsleitung Thomas Füglistaler

Abonnemente Telefon +41 41 711 61 11 info@sigwerb.com www.kunststoffxtra.com

Anzeigenverkauf SIGImedia AG Jörg Signer Alte Bahnhofstrasse 9a CH-5610 Wohlen Telefon +41 56 619 52 52 Telefax +41 56 619 52 50 info@sigimedia.ch Chefredaktion Marianne Flury St. Niklausstrasse 55 CH-4500 Solothurn Telefon +41 32 623 90 17 m.flury@sigwerb.com www.kunststoffxtra.com

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Jahresabonnement Schweiz: CHF 38.00 (inkl. Porto/MwSt.) Jahresabonnement Ausland: CHF 58.00 (inkl. Porto)

Copyright Zur Veröffentlichung angenommene Originalartikel gehen in das ausschliessliche Verlagsrecht der SIGWERB GmbH über.

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Copyright 2019 by SIGWERB GmbH, CH-6302 Zug

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INHALTSVERZEICHNIS

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CLUSTER

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FÜGETECHNIK Die Wahl des richtigen Verfahrens

Die Verbindungstechnik bildet ein zentrales Element bei der Montage von Baugruppen. Einen wesentlichen Stellenwert hat dabei das Schweissen von Kunststoffen. Die Wahl der geeigneten Technologie hat dabei einen entscheidenden Einfluss auf diverse wichtige Faktoren.

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FORSCHUNG/ ENTWICKLUNG

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WIRTSCHAFT

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NEWS

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VERANSTALTUNGEN

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PRODUKTE

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LIEFERANTEN­ VERZEICHNIS

CIRCULAR ECONOMY Mit gutem Beispiel vorangehen

In unserer VDMA-Interview-Serie zum Thema Kreislaufwirtschaft plädiert Dr. Christoph Steger, CSO Engel Austria GmbH, dazu, dass Europa mit gutem Beispiel vorangeht.

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ARBURG auf der K 2019 Auf der Weltleitmesse K 2019 zeigt ­ARBURG in Sachen Digitalisierung Neuheiten und Weiterentwicklungen. Die Idee der «arburgXworld» steht dabei für sehr viel mehr als das gleichnamige Kundenportal. Neu im digitalen Produkt- und Service-Spektrum sind z.

B. der Füll­ assistent und der Plastifizierassistent ­sowie die erweiterte Connectivity der Allrounder. Zudem gibt es auch für das Kundenportal weitere Apps und Funktio­ nalitäten. Der ARBURG Messeauftritt steht jedoch nicht nur im Zeichen der Digitalisierung. Auch das Thema Circular Economy spielt eine zentrale Rolle. Mit

September 2019

ZUM TITELBILD

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR WERKSTOFFE – VERARBEITUNG – ANWENDUNG

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DIGITALISIERER ZEITMASCHINE

ZUKUNFTSMACHER

arburgXworld NEUE WELT

«arburg­Xworld» und «arburgGREENworld» erleben die Fachbesucher in Halle 13, Stand A13, dass ARBURG sich als Vorreiter intensiv mit wichtigen Zukunftsthemen auseinandersetzt, Antworten auf aktuelle Fragen hat und konkrete Lösungen für die Praxis anbietet.

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Fokus

Interview mit Renzo Davatz

HighPerformance ist ein Leistungsversprechen

Marianne Flury Herr Davatz, seit Juni 2019 firmiert die Netstal Maschinen AG unter dem Firmennamen KraussMaffei HighPerformance AG. Was bedeutet dieser Namenswechsel für Sie? Renzo Davatz: Das war ein Prozess, der über viele Monate gelaufen ist. Da ich in diesen Vorgang miteinbezogen war, kam der Entscheid der Umfirmierung nicht überraschend. Wir konnten den Prozess auch mitgestalten. Der neue Name KraussMaffei HighPerformance ist auch ein Leistungsversprechen. Für mich persönlich ist aber auch wichtig, dass auf dem Produkt die Marke Netstal weiter besteht.

Dasselbe gilt für unsere Baureihennamen Elion, Elios und PET-Line. Angedacht ist aber, dass in naher Zukunft das Design der Maschinen überarbeitet wird.

Wie kam der Namenswechsel bei den Mitarbeitern an?

Davatz: Wir informierten das Kader bereits Ende 2018 und anfangs dieses Jahres die ganze Belegschaft über den geplanten Namenswechsel. Auch für die Mitarbeiter war ein wichtiger Punkt, dass der Name Netstal auf dem Produkt bleibt. Wir versuchen, den Produktnamen noch stärker zu positionieren. Ich bin in der glücklichen Lage, Mitarbeiter zu haben, die sehr loyal sind und sich mit dem Produkt identifizieren. Die Kundenbeziehung, die für uns extrem wertvoll ist, bleibt unverändert bestehen.

KraussMaffei, Ihr Mutterkonzern, stellt die Neuausrichtung unter das Motto: Pioneering Plastics. Welchen Teil trägt KraussMaffei HighPerformance dazu bei?

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Bild: KraussMaf fei

Seit dem 24. Juni 2019 gibt es den Firmennamen Netstal Maschinen AG nicht mehr. Die KraussMaffei Gruppe, zu der Netstal gehört, bündelt alle Geschäftsbereiche und die bisherigen Marken KraussMaffei, KraussMaffei Berstorff und Netstal unter dem Dach einer einzigen Marke: KraussMaffei. Was bedeutet diese Neuausrichtung für den Schweizer Maschinenhersteller? Renzo Davatz, CEO der umfirmierten KraussMaffei HighPerformance AG, gibt Antworten.

neuen PET-System werden wir in der Getränkeverpackung auch weiterhin eine führende Rolle spielen und so positionieren wir auch unsere weiteren Entwicklungen.

Wird die neue PET-Line auf der K zu sehen sein?

Davatz: Nein. Der offizielle Verkaufsstart wird – nach einem Feldtest bei ausgewählten Kunden – im 4. Quartal 2020 erfolgen.

Renzo Davatz: Wir konnten den Prozess mitgestalten.

Davatz: Netstal war immer schon ein Pionier, das ist bekannt: So waren wir zum Beispiel die ersten, die eine geregelte Spritzgiessmaschine auf den Markt gebracht hatten, wir zählen zu den ersten, die die ICM-Technologie so gut reproduzierbar auf den Markt brachten. Diesen Pioneer Spirit, den unsere Mitarbeiter in den Genen haben, den möchten wir weiterführen. Das kann ich an einem konkreten Beispiel veranschaulichen. Grosse Themen sind heute ja die Kreislaufwirtschaft und generell mehr Nachhaltigkeit im Umgang mit Kunststoffen. Unsere Antwort darauf ist die Investition in eine neue Baureihe im PET-Bereich. Mit dem neuen System können unsere Kunden problemlos Preforms aus 100 % rPET herstellen. Dies zu geringsten Stückkosten aufgrund bester Energieeffizienz und im Vergleich zum Vorgängermodell nochmals gesteigerter Verfügbarkeit und Produktivität. Mit unserem

2013 war ein einschneidendes Jahr für Netstal. Damals wurde die Fertigung der Netstal-Maschinen nach Deutschland und in die Slowakei ausgelagert. Was ist in einer Netstal-Maschine noch an Swissness drin?

Davatz: Seit der Verlagerung 2012/2013 wurde weiter nichts mehr geändert. Wir bauen in Näfels den Formschluss zusammen, wir machen die komplette Montage und die Abnahmeprozedur hier im Werk.

Auch die Entwicklung aller Netstal-Baureihen erfolgt hier, inklusive Steuerung, Software, Regelung, Anwendungstechnik und natürlich Verkauf und Service. Alle diese Kernkompetenzen sind nach wie vor am Standort Näfels. Was wir nicht mehr machen – und das ist aus heutiger Sicht auch sinnvoll – ist die spanabhebende Fertigung. Die erfolgt zentral in der Gruppe.

KraussMaffei und Netstal – zwei Spritzgiessmaschinenhersteller im Wettbewerb.

Wie ist das Verhältnis heute zwischen Mutter und Tochter?

Davatz: Das anwendungstechnische Know-how, das wir kombiniert mit dem anwendungstechnischen Know-how von KraussMaffei München haben, hat zu sehr positiven Resultaten geführt. Beispiel: Die Plastifizierung der neuen PET-Line-Gene9/2019

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ration, die nächstes Jahr auf den Markt kommt, ist auch dank der Mithilfe und Erfahrung von KraussMaffei-Mitarbeitern entstanden. Wir sind heute so weit, dass wir überzeugt sind, gemeinsam stärker zu sein – wir können gegenseitig voneinander profitieren. Hilfreich ist natürlich, dass wir uns im Portfolio ergänzen. Wir werden keine Maschinen für den Bereich Automotive fertigen, keine ganz grossen Maschinen bauen mit z.B. 3000 t Schliesskraft.

Umgekehrt wird KraussMaffei keine Verpackungsmaschine herstellen, die mit einer Zykluszeit von 2 Sekunden fährt.

Wie sieht das Produktportfolio heute aus?

Davatz: Wir fokussieren in München und in Näfels auf Anwendungsgebiete. In Näfels sind dies PET-Preforms, schnelllaufende Verschlüsse und Dünnwandverpackungen. Nur den Medicalbereich bearbeiten wir gemeinsam. Aber auch dort überschneidet sich die Tätigkeit nur wenig.

Netstal deckt die schnelllaufenden Anwendungen ab. Zusätzlich gibt es einen Bereich, der im Wesentlichen in die Kompetenz von KraussMaffei fällt: der ganze Automotive und technische Teile-Markt. So haben wir ein Portfolio, das sich ergänzt und wenig bis gar nicht konkurrenziert.

Maschinenseitig haben wir die PET-Line, die Elion- und die Elios-Baureihe. Die Elion gibt es als elektrische oder hybride Ausführung. Die grossen Elios-Maschinen mit Schliesskräften von 4500 bis 7500 kN verfügen über den patentierten Formschluss, bei dem mittels sogenanntem hybriden Konzept die Formen elektrisch auf- und zufahren und elektrisch/hydraulisch kombiniert verriegelt werden. Das ist ein Patent und passt zum Slogan «Pioneering Plastics».

Die Netstal-Maschinen sind HightechMaschinen und im oberen Preissegment angesiedelt. Wie erklären Sie den höheren Preis einem Kunden? Was bietet eine Netstal-Maschine an Mehrwert?

Davatz: Bei einer Stückkostenbetrachtung lässt sich der höhere Preis einer Maschine durchaus erklären. Der Kunde erhält bei einer Massenproduktion einen höheren Ausstoss pro Zeiteinheit, höchste Verfügbarkeit und tiefe Wartungskosten oder auch tiefere Energiekosten. Unter dem Strich ergeben sich die tiefsten Preise pro 9/2019

Fokus

produziertes Teil. Netstal ist immer dann gut, wenn es darum geht, viele qualitativ anspruchsvolle Teile pro Zeiteinheit zu fertigen.

In welchem Umfang wird in Näfels investiert und wohin fliessen die Investitionen?

Davatz: Netstal hatte in den letzten 4 bis 5 Jahren die Chance, das ganze Produktportfolio zu überarbeiten. Wir haben die Elios-Baureihe mit dem erwähnten patentierten Formschluss erstmals auf der K2016 vorgestellt. Nun sind wir mit der neuen PET-Plattform an einem der grös­sten Entwicklungsprojekte der Firmengeschichte. Zudem werden wir nächstes Jahr in ein Kompetenzzentrum investieren, ein Kundenzentrum, wo Kunden ihre Werkzeuge bringen und vergleichen können, wie die Leistungsfähigkeit unserer Maschinen ist. Wir werden voraussichtlich auch die Kundenschulung in diesem Kompetenzzentrum durchführen. So werden die Kunden durch eine grosszügige Glasfront Sicht auf die Glarner Berge haben.

Der Firmenname soll nicht nur KraussMaffei HighPerformance sein, wir möchten uns als Belegschaft auch dahin entwickeln und ebenso soll der Kunde High Performance erleben, wenn er zu uns nach Näfels kommt.

«Wir werden mehrere Millionen Franken in die Infrastruktur, aber auch baulich investieren.»

Was zeigt KraussMaffei HighPerformance auf der K 2019 Neues?

Davatz: Die KraussMaffei Gruppe legt einen der Schwerpunkte auf Circular Economy. Wir sind das einzige Unternehmen weltweit, das mit seinem Angebot aus Spritzguss und Extrusion aus einer Hand führende Technologie für die Wiederaufbereitung und Weiterverarbeitung von Kunststoffen liefern kann. Indem wir das Material aus der Verarbeitung wieder zurückführen, wird Kreislaufwirtschaft auf unserem Messestand praxisnah vorgeführt. Zudem demonstrieren eine Elios 4500 und eine Elion im Medicalbereich, was mit schnell laufenden Maschinen und Dünnwandigkeit heute

KraussMaffei positioniert die eigene Marke Der Münchener Maschinenbaukonzern KraussMaffei stellt sich neu auf.

KraussMaffei, weltweit einziger Anbieter von schlüsselfertigen Anlagen für Spritzgiess-, Extrusions- und Reaktionstechnik bündelt ab sofort alle Geschäftsbereiche sowie die bisherigen Marken KraussMaffei, KraussMaffei Berstorff und Netstal unter dem Dach einer einzigen Marke: KraussMaffei.

KraussMaffei Berstorff heisst neu KraussMaffei Extrusion. Die NetstalMaschinen AG in Näfels (CH) tritt in Zukunf t unter dem Namen «KraussMaffei High Performance AG» auf. «Ihre Hochleistungs-Spritzgiessmaschinen werden unter der etablierten Produktmarke Netstal in das Portfolio von KraussMaffei integriert.

Damit bleibt Netstal als Produktname auf der Maschine bestehen», so das Versprechen von Dr. Frank Stieler, CEO von KraussMaffei. Die Bündelung der Marken spiegelt für ihn das Selbstverständnis des Unternehmens wider: «KraussMaffei ist ein technologischer Pionier der Kunststoffbranche, der seine Kunden über alle Bereiche hinweg mit innovativen und passgenauen Lösungen beliefert – getreu unserem neuen Motto: Pioneering Plastics.»

Optisches Signal für die Umstrukturierung ist ein konzernweit neues Corporate Design, das im Rahmen der K 2019 erstmals einem breiten Publikum präsentiert wird.

alles machbar ist. Auf der Elios werden wir beispielsweise einen Dünnwandcontainer aus einem zertifizieren, erneuerbaren Polypropylen herstellen. Damit präsentieren wir eine leistungsstarke Verpackungsanwendung, die hervorragend zu den Nachhaltigkeitszielen der Lebensmittelindustrie passt.

Kontakt KraussMaffei HighPerformance AG Tschachenstrasse 1 CH-8752 Näfels +41 55 618 61 11 info@kraussmaffei.com www.kraussmaffei.com

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KUNSTSTOFF XTRA

Verarbeitung

Bestimmen der Entformungskraft beim Spritzgiessen

Optimierung des Entformungsvorgangs Den Abschluss des Spritzgiessprozesses bildet das Auswerfen des Bauteils aus dem Werkzeug (Entformen).

Dieser Entformungsprozess kann bei einer unzureichenden Auslegung zu Bauteil- und Werkzeugbeschädigungen führen. Die Ursache für die Entformungsprobleme liegt meist in der Schwindung des Kunststoffs beim Abkühlen.

Durch ein am IWK entwickeltes Werkzeug lassen sich die durch die Entformung entstehenden Kräfte messen und quantifizieren. Systematisch können verschiedene Einflüsse untersucht und der Entformungsvorgang optimiert werden.

Prof. Dr. Frank Ehrig, Ramon Iten,

Entschärfung der Geometrie, spezielle Kühlungen, Beschichtungen, zusätzliche Werkzeugwechseleinsätze oder längere Zykluszeiten.

Thomas Duss, Manuel Suarez 1 Die Entformung des Bauteils ist der letzte Arbeitsschritt im zyklischen Spritzgiessprozess. Dieser Entformungsprozess darf bei der Bauteil- und Werkzeugauslegung nicht vernachlässigt werden, da im schlimmsten Fall das Bauteil zerstört (Oberflächenriefen, Risse, Bauteilbruch, Bauteil wird vom Auswerfer durchstossen, Bauteilverzug, …) oder das Werkzeug beschädigt wird (Auswerfer bricht, Auswerfer verkantet, nicht ausgestossene Teile zerstören die Trennebene). Die Ursache für die Entformungsprobleme liegt meist in der Volumenverkleinerung des Kunststoffs durch die Abkühlung, wodurch das Bauteil oder nur ein Bauteilbereich auf Werkzeugkerne, Prof. Dr. Frank Ehrig, Leiter des IWK an der HSR, BSc. Ramon Iten, BSc. Thomas Duss, Manuel Suarez, alle am IWK

Bild 2: Typischer Verlauf der Entformungskraft mit Berücksichtigung der mechanischen Grundreibung.

Rippenstrukturen, Oberflächenstrukturen etc. aufschwindet. Je nach Materialpaarung (Kunststoff/Metall), Oberflächentextur des Werkzeugs und den gewählten Prozessparametern ist nun mehr oder weniger Kraft notwendig, um den Kunststoff von diesen Werkzeugstrukturen abzulösen.

Treten bei einem Bauteil Entformungsschwierigkeiten auf, so werden in der Regel individuelle Lösungen gesucht, wie die

Bilder: IWK

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Spitzgiesswerkzeug zur Messung der Entformungskraft

Bild 1: Spritzgiesswerkzeug mit integrierter Entformungskraft- und Wegmessung.

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Am IWK wurde ein Spritzgiesswerkzeug mit Einsätzen für drei unterschiedliche Formteile entwickelt. Dieses kann mit einer integrierten Kraftmessung die Entformungskräfte messen (Bild 1) und die Einflüsse von Bauteilgeometrie (z. B. Entformungsschrägen, Rippenhöhe, …), Oberflächentextur, Oberflächenbeschichtung und Materialpaarung quantifizieren.

Dabei wurden die Einsätze so aufgebaut, dass betroffene Formpartien schnell und verhältnismässig kostengünstig ausgetauscht werden können.

Für die Auswertung der Druck-, Weg- und Kraftsignale wurde eine Messkette aufgebaut. Diese beinhaltet die Sensorik und den Aufbau einer computerunterstützen Auswertung der gewonnenen Daten. Dabei werden die Sensoren über Mess- oder Ladungsverstärker mit einem DAQ-Gerät (Data Acquisition) in einem LabView Programm ausgewertet. Aufgezeichnet werden Kraft- und Druckverläufe über dem Weg. Ein integrierter Werkzeuginnendrucksensor ermöglicht die Berechnung des Reibungskoeffizienten. Das ganze System des Auswerferpaketes weist eine mechanische Grundreibung auf, was den Kraftaufwand vom Entformungsvorgang für das jeweilige Formteil verfälscht. Daher wurde beim Erstellen der Messkette definiert, dass nach dem Entformungsvorgang noch ein Leerhub gefahren werden muss, bei 9/2019

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Verarbeitung

Bild 3: Auswertung Entformungskraft an einem quaderförmigen Bauteil aus ABS.

welchem auch diese Daten aufgezeichnet werden. Damit kann über die Differenz der beiden Datenverläufe der wahre Kraftaufwand berechnet werden. Mit diesem Vorgehen können auch Änderungen am Zustand des Werkzeuges berücksichtigt und herausgefiltert werden (Bild 2).

Im Rahmen einer experimentellen Arbeit sind die vorgängig entwickelten Werkzeuge in Betrieb genommen worden. Mit verschiedenen Materialien und Prozessparametern wurde deren Auswirkung auf die Entformungskraft untersucht. Als Testmaterial wurden PP Purell HP570R, ABS Terluran GP-22 und POM Hostaform C13021 ausgewählt. Jedes Material wurde auf allen drei Werkzeugen bei verschiedenen Parametereinstellungen getestet und ausgewertet. Bei den Parametern wurden die Massen- und Werkzeugtemperatur, die Restkühlzeit und die Nachdruckhöhe vari-

iert. Mithilfe der Anwendung der statistischen Versuchsplanung wurden jeweils Versuchsreihen erstellt. Die Auswertung für beispielsweise ABS zeigte, dass rein durch Ändern der Parametereinstellungen die Entformungskraft zum Teil deutlich beeinflusst wird (Bild 3). Den grössten Einfluss hat dabei die Erhöhung der Werkzeugtemperatur. Die restlichen Parameter teilen sich einen kleineren Einfluss. Bei jedem Material und getesteten Formteil sind die prozentualen Einflüsse jedoch wieder anders verteilt. Eine generelle Aussage lässt sich daher aktuell noch nicht machen.

Entformungssimulation Neben den rein experimentellen Untersuchungen wurden am IWK auch Untersuchungen in Bezug auf die Simulation des Entformungsvorganges und somit auch zur

Bild 4: Entformungssimulation eines Spielbausteins vom Kern (Darstellung: maximale positive Hauptdehnungen).

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Bestimmung der Entformungskraft durchgeführt. Aktuell handelt es sich hierbei um einen Ansatz, welcher Teile einer Kopplung von rheologischer und struktureller Simulation beinhaltet. Eine solche Kopplung wurde bereits in einem einfachen Rahmen auf kleine Bauteile angewendet, so beispielsweise auf einen Spielbaustein (Bild 4). In einem ersten Ansatz wurden hier die Flächenpressungen mithilfe der Schwindungsdeformationen aufgebracht und mit passenden Reibungskoeffizienten der Entformungsvorgang nachgestellt. In weiteren Schritten sollen weitere relevante Einflüsse ermittelt und ebenfalls berücksichtigt werden. Dies beinhaltet unter anderem auch thermische Aspekte und Eigenspannungen. Eine grosse Schwierigkeit der korrekten Abbildung des Entformungsvorganges liegt aber hauptsächlich in den vorliegenden Reibungsverhältnissen, welche genau beschrieben werden müssen. Hierzu sind am IWK zurzeit weitere Untersuchungen zur praxisnahen Bestimmung des Reibungskoeffizienten vorgesehen.

Ausblick Aktuell ist am IWK ein weiteres Projekt geplant, in welchem die Einflüsse der verschiedenen Parameter, Oberflächen und Materialkombinationen genauer untersucht werden sollen. Ein Ziel davon ist, die Zusammenhänge der verschiedenen Einflussgrössen auf den Entformungsprozess besser zu verstehen und beschreiben zu können, um jeweils optimale Lösungen bereitstellen zu können. Ebenfalls geplant ist die genauere rechnergestützte Abbildung des gesamten Entformungsvorganges, um in der Lage zu sein, bereits lange vor einer Werkzeugfertigung problematische Bereiche quantitativ zu beurteilen und entsprechend frühzeitig passende Massnahmen zu ergreifen Kontakt IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung Prof. Dr. Frank Ehrig Oberseestrasse 10 CH-8640 Rapperswil +41 55 222 4905 frank.ehrig@hsr.ch www.iwk.hsr.ch

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Verarbeitung

Die Ausbildung ist gefordert

Spritzgiesstechnik erfordert breites Fachwissen Kunststoff-Formteile zu produzieren ist weitaus komplexer, als es auf den ersten Blick scheint. Der Ingenieur und Konstruktionsspezialist für Kunststoffe, Steffen Ritter, kennt die Fehlerquellen und betont, wie wichtig die Materialkenntnisse, das Prozesswissen und die Kommunikation unter den Fachleuten ist.

Ein Architekt, der ein Haus zeichnet, aber die Möglichkeiten der Konstruktion nicht kennt, scheitert häufig an der Umsetzung seiner Ideen. Ähnlich verhält es sich bei Kunststoffteilen. Auch hier lassen sich ohne fundierte Kenntnisse von Material, Formenbau und Spritzgiesstechnik kaum Ideen in ausreichender Qualität verwirklichen. Das klingt einleuchtend. Doch in der Praxis beobachtet der Reutlinger Professor und Dozent eines Weiterbildungskurses der Schweizerischen Normen-Vereinigung (SNV) zur Fertigung von Kunststoff-Formteilen, Steffen Ritter, dass dies längst nicht allen bewusst ist und dieser Zusammenhang gerade bei fehlerhaften Teilen oder bei mangelnder Produktqualität oft nicht erkannt wird. Ritter betont, dass für die Bearbeitung von thermoplastischem Kunststoff weit mehr Prozess- und Materialkenntnisse vorhanden sein müssen als beispielsweise für die Metallverarbeitung.

Mehrere Produktionsschritte sind nötig Um Kunststoff-Formteile herzustellen, braucht es mehrere Arbeitsschritte: Die Entwicklung und Gestaltung des Objekts, die Gussform- oder Werkzeugherstellung und schliesslich den Spritzguss. Für jeden dieser Bereiche ist umfangreiches Fachwissen erforderlich. Die für die Entwicklung zuständige Person erstellt heute, in Ablösung zur früheren technischen Zeichnung, mittels CAD-Technik ein dreidimensionales Modell mit allen notwendigen Spezifikationen. Auf dieser Basis werden die Spritzgiessformen hergestellt. Ob nun Susanne Brenner ist freie Wissenschaftsjournalistin

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Bild: Hochschule Reutlingen

Susanne Brenner1

Der handliche Polyman ist ein Lernbauteil mit einer «Gutteilseite» in Blau und einer «Schlechtteilseite» in Orange.

eine Form mittels Fräsen oder Erodieren hergestellt wird, am Schluss innen matt oder glänzend sein muss, ist abhängig von den Anforderungen an das Kunststoffteil.

Im Spritzgiessprozess wird die warme zähflüssige Kunststoffmasse in die Form eingespritzt. Die auf diese Weise geformte Masse wird dann über ein ins Werkzeug integriertes Kühlsystem gekühlt und schliesslich im erstarrten Zustand herausgelöst.

Fehler können sich einschleichen Der lediglich vereinfacht beschriebene Herstellungsprozess lässt erahnen, welches Fachwissen für ein gutes Resultat notwendig ist. Oft ist es nötig, dass sich die Fachleute der einzelnen Fertigungsschritte untereinander austauschen. Und weil die Kommunikation sehr wichtig ist, rät Steffen Ritter dezidiert vom zunehmend verbreiterten globalen «Einkaufstourismus» ab. Er meint damit, dass Teile des

Prozesses beispielsweise nach China ausgelagert werden, um die Produktionskosten zu senken. Dadurch wird die Verständigung im komplexen Herstellungsprozess schwieriger. Denn trotz genauester zeichnerisch und schriftlich festgehaltener technischer Vorgaben passieren Fehler, was oft teuer zu stehen kommt. Ritter beobachtet

Tipp Die Schweizerische Normen-Vereinigung (SNV) bietet am 14. und 15. November 2019 den Kurs «KunststoffFormteile fehlerfrei entwickeln und tolerieren» in Winterthur an. Prof. Dr.Ing. Steffen Ritter zeigt praxisnah auf, wie Kunststoff-Formteile werkstoffund spritzgiessgerecht konstruiert und Entwicklungs- und Fertigungskosten sowie Entwicklungszeiten reduziert werden können. Auch die neue Norm DIN ISO 20457 (2019-03-00) wird angewendet.

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Verarbeitung

aber selbst in Unternehmen, die alle Produktionsprozesse inhouse abwickeln, dass sich Fachleute nicht genügend absprechen.

Gut und schlecht im Lernbauteil Polyman visualisiert Für eine spritzgiessgerechte Bauteilkons­ truktion gibt es wichtige Regeln. Ritter hat zusammen mit den Maschinenbau-Studenten Patrick Wiest und Christoph Stehle in über 1000 Arbeitsstunden den sogenannten Polyman entwickelt. Das handliche Stück Kunststoff ist ein Lernbauteil mit einer «Gutteilseite» in Blau und einer «Schlechtteilseite» in Orange. Der Polyman zeigt auf einen Blick, wie mit einer durchdachten Bauteilkonstruktion die Qualität des zu fertigenden Bauteils optimiert sowie Material und Geld gespart werden kann. Der Polyman ist wie eine dreidimensionale Checkliste zu gebrauchen.

Ein Gespräch führt zum besten Kompromiss In der Praxis können trotzdem nicht alle Regeln hundertprozentig eingehalten werden. Auch bei der Konstruktion eines Kunststoffteils werden immer wieder Kompromisse nötig. Eine Regel besagt bei-

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spielsweise, dass die Wanddicken konstant gehalten werden müssen. Das ist aber nicht in jedem Falle möglich, so beispielsweise, wenn ein Bauteil mit einem anderen verbunden werden muss, wie bei einem Gehäuse. Die Konstrukteurin oder der Konstrukteur müssen überlegen, wie sie diesen Übergang zum dünneren Bereich gestalten können, damit dieser passt, von der Stabilität her noch hält und in der Produktion aus der Form herausgelöst werden kann. Ein gutes, produktionsfähiges und praxistaugliches Gehäuse entsteht, wenn die Fachspezialisten die Grundregeln kennen, und wenn diese nicht umsetzbar sind, die besten Kompromisse treffen. Es gilt abzuwägen und zu entscheiden, welche Regel von mehreren zugunsten des Ergebnisses verletzt respektive in welcher Form diese angepasst wird. Da hilft das Gespräch mit den Fachleuten aus der Werkzeugherstellung und der Produktion. Diese können Vorschläge fachgerecht hinterfragen oder Kompromisse beurteilen. Auch wenn ein Teil plötzlich fehlerhaft ist, obwohl es vorher gepasst hat, ist Fachwissen erforderlich. So kann ein falsch angeschlossener Kühlschlauch oder verkalkte Röhren zu abweichenden Massen am Kunststoffteil führen. Oder anstatt zuerst einen Messfehler in der Konstruktionszeichnung zu suchen, sollte über-

prüft werden, ob beispielsweise falsche Masse darauf zurückzuführen sind, dass das Teil gemessen wurde, bevor die Nachschwindung und Verdichtung des Materials erfolgt ist.

Die Ausbildung hinkt der Realität hintennach Mit Kunststoff wird heute weit häufiger gearbeitet als früher, und dank vielen technischen Neuerungen sind Bauteile und Konstruktionen möglich, die vor zwanzig Jahren noch undenkbar gewesen wären.

Ritter stellt aber fest, dass das entsprechende Fachwissen in den ingenieurtechnischen Ausbildungen noch kaum gelehrt wird, und es offenbar einen grossen Nachholbedarf in der Ausbildung gibt. Im Weiterbildungskurs der Schweizerischen Normenvereinigung (SNV) vermittelt Steffen Ritter darum wichtige Grundlagen zum Spritzgiessprozess.

Kontakt Schweizerische Normen-Vereinigung SNV Sulzerallee 70, Postfach CH-8404 Winterthur +41 52 224 54 54 info@snv.ch www.snv.ch n

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Wyssmattstrasse 5 CH - 6010 Kriens info@thomatech.ch www.thomatech.ch

Spritzgiessautomaten BOY 35 E

Weltweit präsent seit über 50 Jahren

BOY 50 – 60 E

BOY 35 E VV

BOY 80 – 100 E BOY 35 E HV

BOY 125 E BOY 35 E VH

Schließkraft

16. - 23. Oktober Halle 13 Stand A 43

BOY 55 E VV

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KUNSTSTOFF XTRA

Verarbeitung

Reine Luft in der Kunststoffproduktion

Eine massgeschneiderte Lösung Kunststoff ist der Tausendsassa unter den Werkstoffen. Heute hat die Nutzung des neutralen Materials jedoch ein «Geschmäckle», wie die Schwaben sagen würden. Die Branche benötigt neue Nachhaltigkeitskonzepte. Die Aurora Kunststoffe GmbH aus Neuenstein (D) liefert Lösungen: Der Hersteller von Recompounds macht aus einem staubigen Geschäft eine saubere Sache.

Das Unternehmen bietet sogenannte Recompounds an, recyceltes Kunststoffgranulat in einer Qualität, die neuer Ware entspricht. «Bei der Herstellung von Kunststoffteilen entsteht etwa fünf Prozent Ausschuss. Wir kaufen diese Produktionsabfälle auf und verwandeln sie in neuen hochwertigen Rohstoff», sagt Alexander Schweinle, Produktionsleiter bei Aurora Kunststoffe.

Die Aurora Fachleute untersuchen ihr Ausgangsmaterial zunächst mittels Spektralanalyse im Labor, um die Zusammensetzung genau zu kennen. Anschliessend zermahlen sie die Kunststoffteile in kleine Stücke. Ein Teil des Mahlguts wird direkt verkauft, der Grossteil allerdings durch Zugabe von Additiven in einem erneuten Extrusionsprozess zu erstklassigem Recompound verarbeitet, aus dem sich neue Produkte herstellen lassen. «Wir besitzen das nötige Fachwissen und die Erfahrung, um diesen Prozess zu beherrschen», berichtet Schweinle. «In unserem Labor entstehen immer wieder neue Recyclingkunststoff-Rezepturen für die unterschiedlichsten Anwendungsfelder. Mit unserer eigenen Spritzgiessmaschine testen wir sie direkt.»

Produktion vergrössert Auf seine Compoundierungsanlage ist Alexander Schweinle besonders stolz. «2017 brannte unser altes Gebäude ab und wir errichteten eine neue, grössere Halle», sagt der Produktionsleiter. «Im Februar 2019 gingen dort – statt vormals drei – fünf Extruder in Betrieb. Komplett ausge10

Bilder: Keller Luf ttechnik

Recompound-Herstellung erfordert Spezialwissen

«Absauganlagen von Keller Lufttechnik sorgen für reine Luft. Die Halle sieht dank Cleacom tipptopp aus», lautet das Fazit von Aurora-Produktionsleiter Alexander Schweinle.

baut fasst die Halle sieben Linien. Derzeit produzieren wir über 50 Tonnen Compounds pro Tag.» Für die Zukunft rechnet Aurora mit steigender Nachfrage. «Ich bin mir sicher, dass es über kurz oder lang eine gesetzlich vorgeschriebene Recy­ clingquote geben wird», sagt Schweinle.

Investition in reine Luft Mit der neuen Halle investierte Aurora auch in High-Tech-Maschinen. «Wer das Recyclen von thermoplastischen Kunststoffen kennt, weiss: Es ist ein anspruchsvolles und staubiges Geschäft», sagt Schweinle. Umso erstaunter seien Besucher, wenn sie die Fertigung bei Aurora sähen. Dort sorgen Absauganlagen von Keller Lufttechnik für reine Luft. Die Halle sieht tipptopp aus. Nach umfangreichen Marktrecherchen im Vorfeld der Investition

endete die Suche bei Cleacom (Clean Compounding). Keller Lufttechnik entwickelte dieses Abscheidekonzept speziell für Kunststoffhersteller. Es verbindet die Trockenabscheidung, die beim Wiegen und Mischen der Rohstoffe zum Einsatz kommt, mit einem Nassabscheidesystem für den Extrusionsprozess.

Trockenabscheider für Dosierwaagen Thomas Nägele, Projektverantwortlicher bei Keller Lufttechnik, passte die CleacomTechnik gemeinsam mit dem Produktionsleiter an die spezifischen Anforderungen bei Aurora an. Er berichtet: «An den Dosierwaagen, auf der die Zuschlagstoffe gewogen und zudosiert werden, entstehen Stäube, die teilweise hoch reaktiv und explosiv sind. Wir haben unseren Trockenab9/2019

KUNSTSTOFF XTRA

scheider Vario, mit dem alle fünf Linien verbunden sind, daher mit dem konstruktiven Explosionsschutz ‚ProVent‘ ausgestattet, ein System zur flammenlosen Druck­entlastung in Gebäuden.» Die Absauganlage ist bereits auf einen künftigen Ausbau ausgelegt. Ein integrierter Frequenzumrichter passt die Leistung des Entstaubers automatisch dem Bedarf an und reduziert damit den Stromverbrauch.

Kommen weitere Dosierstationen hinzu, ergänzen die Fachleute lediglich die Erfassungseinheiten.

Sind die Filterelemente in der zentralen Anlage staubbelastet und ein bestimmter Differenzdruck erreicht, sorgt ein Druckluft­impuls für eine automatische Abreinigung. Ein Filterwechsel ist erst nach 15 000 bis 20 000 Betriebsstunden fällig.

«Wir wechseln bei Bedarf lediglich die Bigbags, in die die Stäube fallen», berichtet Schweinle. Einmal im Jahr kommen KellerFachleute und warten die Anlage.

Nassabscheider für Extrusionsprozess Die kniffligere Luftreinigungsaufgabe löst der Nassabscheider VDN-TA, der für gute Luft an den Extrudern sorgt. Die Extruder stellen aus dem vorher zusammengestellten Materialgemisch unter hohen Temperaturen eine homogene, zähe Kunststoffmasse her, die sie durch feine Öffnungen pressen. Es entstehen spaghettiartige Endlosfäden, die mit Wasser abgekühlt und dann in kleine Stücke geschnitten werden.

Auf einer Rüttelspirale «beruhigt» sich das Material, bevor das fertige Granulat in einen Auffangbehälter fällt. An den Extrudern entweichen neben Stäuben auch klebrige Dämpfe. Mit einer trockenen Abscheidung ist diesen Emissionen nicht beizukommen. Alexander Schweinle bestätigt das. «Das Ergebnis der Trockenabscheidung in der alten Produktionshalle war katastrophal. Die klebrigen Stäube setzten sich in jede Spalte des Abscheiders sowie im Extruder und in der Halle ab. Nur wenige Stunden nach einem Putzprozess bildete sich wieder Staub», erinnert er sich.

Durch das nasse Abscheideverfahren spielen Reinigungsarbeiten heute eine untergeordnete Rolle und die Aurora-Mitarbeiter haben mehr Zeit, sich ihrem Kerngeschäft und der Qualitätskontrolle zu widmen.

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Verarbeitung

An den Extrudern entweichen neben Stäuben auch klebrige Dämpfe. Diese Luftreinigungsaufgabe löst der Nassabscheider VDN-TA, der für gute Luft an den Extrudern und in der Halle sorgt.

Wassernebel nehmen klebrige Stäube auf «Um die Rohrleitungen frei zu halten, benetzen wir die klebrigen Partikel bereits bei ihrem Eintritt ins Rohrleitungssystem mit Wasser. Wir nutzen das Venturi-Prinzip, um dafür einen gleichmässigen Nebel zu erzeugen», sagt Thomas Nägele. Tritt das Rohgas schliesslich in den Abscheider ein, wird es dort durch eine weitere VenturiDüse benetzt. Mittels Fliehkraft trennt die Anlage anschliessend die feinen fremdstoffbeladenen Wasserpartikel vom Luftstrom. Bei grossen Anlagen, wie der von Aurora, gelangt das Wasser anschliessend in eine riesige Wanne. Dort setzen sich die Fremdstoffe nach einiger Zeit ab. Ein Schlammräumer klärt das Wasser, das dann erneut nutzbar ist.

«Was den korrekten Umgang mit dem Wasser angeht, verwies uns Keller Lufttechnik an ihren Partner hebro chemie.

Das Unternehmen beriet uns, was zu tun ist, um dem Wachstum von Mikroorganismen vorzubeugen und die Fremdstoffe zuverlässig zu binden. Dadurch ist das Wasser, das wir in den Kreislauf zurückführen, sehr sauber», sagt Schweinle. «Zurück bleibt etwa eine Gitterbox Schlamm pro Monat, die wir einem spezialisierten Entsorger übergeben.»

Passgenaue, individuelle Lösungen Dass es in der neuen Aurora-Produktionshalle so sauber zugeht, ist auch auf die

gute Zusammenarbeit zwischen Aurora und Keller Lufttechnik zurückzuführen.

«Wir haben die Anlage gemeinsam entwickelt und für einige spezielle Herausforderungen besondere Lösungen gefunden», bestätigt Schweinle. Zum Beispiel gab es eine Dichtung am Extruder, die sich an der Kupplung zwischen Eingebläse und Materialförder-Schnecke befand. «Obwohl wir die Dichtung regelmässig nachziehen, tritt dort immer wieder feines Pulver aus. Früher bekamen es unsere Beschäftigten direkt ab. Ausserdem backte es an der warmen Oberfläche des Extruders fest», erklärt der Kunststofffachmann. «Heute haben wir an dieser Stelle eine Erfassung, die den Staub sofort absaugt. Das funktioniert hervorragend.»

Alles läuft reibungslos Sechs Tage in der Woche arbeiten die Beschäftigten bei Aurora im Dreischichtbetrieb. Damit die Produktion nicht stillsteht, ist das Unternehmen auf eine funktionierende Absaugung angewiesen. «Wir pflegen die Abscheider daher sehr gewissenhaft», sagt Schweinle. Samstags sei Putztag, damit am Montag alles wieder reibungslos laufe. Der Ventilator des Nass­ abscheiders ist mit einem Schwingungssensor ausgestattet. Dieser meldet, wenn das Gebläse unrund läuft und das Ventilatorlaufrad bald ausgetauscht oder gereinigt werden muss. «Auf diese Weise hat Aurora ausreichend Vorlauf und kann den Stillstand für den Ersatzteilwechsel so planen, dass er mit der Produktion gut vereinbar ist», erläutert Thomas Nägele.

Alexander Schweinle ist sehr zufrieden mit seiner Entscheidung für Cleacom. «Wir haben das hauptsächlich für die Mitarbeiter gemacht», sagt er. «Ich merke jedoch, wie sehr die saubere Produktion bei Aurora Kunststoffe auch dem Ansehen unseres Unternehmens bei Kunden, Lieferanten und in der Öffentlichkeit zugute kommt.»

Kontakt Keller Lufttechnik AG Walenbüchelstrasse 1 CH-9000 St. Gallen +41 71 274 00 00 info@keller-lufttechnik.ch www.keller-lufttechnik.ch

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KUNSTSTOFF XTRA

Werkzeug-/Formenbau

DLC-beschichtete Komponenten erhöhen die Produktivität

Sauber, präzise und langlebig Bewegliche Bauteile im Werkzeug- und Formenbau werden heute zunehmend beschichtet, um vorzeitigen Verschleiss zu verhindern, Wartungsintervalle zu verlängern und somit Kosten zu reduzieren. Gerade bei hochbeanspruchten beweglichen Komponenten können mangelnde tribologische Eigenschaften neben Verschleisserscheinungen zu Werkzeugbruch, Passungsrost und Festfressen der bewegten Bauteile im Werkzeug führen.

Hasco setzt hier als Vorreiter seit vielen Jahren auf DLC-Beschichtung. Die «Diamond-Like-Carbon»-Beschichtung ist eine metallfreie und – wie der Name schon sagt – diamantähnliche Hartstoffbeschichtung. Diese ermöglicht aufgrund der Struktur und der sehr guten tribologischen Eigenschaften, wie optimaler Trockenlauf und gleichzeitig hoher Verschleissschutz, eine sehr lange Lebensdauer der beschichteten Komponenten. DLC wird mittels eines PACVD (Plasma-Assisted Chemical Vapour Deposition) -Verfahrens aufgebracht, in der Regel eine 1 µm dicke Schicht bei Temperaturen unter 180 °C. So ist ein Verzug oder Härteverlust des beschichteten Bauteils ausgeschlossen. Mit einer Temperaturbeständigkeit von rund 350 °C ist die DLC-Beschichtung für den Werkzeug- und Formenbau ausreichend wärmestabil. Durch den Schichtauftrag wird die Qualität der Bauteiloberflächen nicht verändert, so dass Oberflächenstrukturen 1:1 abgebildet werden.

Mit diesen Eigenschaften bieten DLCSchichten für bewegliche Werkzeugkomponenten wie Kerne, Schieber, Auswerfer, Führungs- und Zentrierelemente und vieles mehr erhebliche Produktivitätsvorteile.

So ermöglichen die hohe Schichthärte und niedrige Reibwerte deutlich höhere Standzeiten gegenüber unbeschichteten oder anders behandelten Oberflächen. Dies führt auch ohne Schmierung zu enormen Produktivitätssteigerungen, wodurch höhere Schusszahlen möglich werden, was für viele Anwendungen eine entscheidende Bedeutung hat. Auch im echten TrockenDr. Michael Thielen ist freier Redakteur

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Bilder: Hasco

Michael Thielen 1

Flachzentrierung

Etagenwerkzeug Komponenten

lauf wird ein Fressen (Kaltverschweissen) der Werkzeugteile wirkungsvoll vermieden.

Durch den Wegfall einer Schmierung sind DLC-beschichtete Komponenten ideal für den Einsatz in Reinraumumgebungen und der Lebensmittelindustrie geeignet.

Bereits vor vielen Jahren hat Hasco diese Vorteile erkannt und das umfangreiche Normalienprogramm mit über 100 000 Produkten sukzessive um eine Vielzahl standardisierter DLC-beschichteter Komponenten erweitert.

renden seitlichen Einbau kann die Flachzentrierung einfach von der Werkzeugseite aus montiert werden.

Flachzentrierung Für besonders hohe Anforderungen an die Präzision von Spritzgussteilen stellt die neue Hasco Flachzentrierung Z 086/… eine gute Ergänzung zu standardmässig eingesetzten Führungsbolzen und -buchsen dar. Das enge Passungsspiel ermöglicht eine zuverlässige und hochpräzise Zentrierung von Spritz- und Druckgusswerkzeugen, insbesondere bei flachen Spritzgiessapplikationen mit kleinen Öffnungswegen. Durch die DLC-Beschichtung erhält die Flachzentrierung hervorragende Gleiteigenschaften, die Reibung und Verschleiss und in der Folge den Wartungsaufwand minimieren. Durch den platzspa-

Etagenwerkzeug Komponenten Etagenwerkzeuge bieten die doppelte Zahl an Kavitäten und damit auch doppelte Ausbringung bei gleicher Schliesskraft und somit eine effektivere Maschinenauslastung. Alternativ ermöglicht die gleiche Kavitätenzahl eine Halbierung der Schliesskraft und damit verbunden einen geringeren Invest- und Platzbedarf.

Die Hasco Komponenten Getriebegehäuse Z1545/… und Zahnstangeneinheit Z1547/…, lieferbar als Module 2,5 und 5,0 ermöglichen eine einfache und wiederholgenaue Realisierung solcher Etagenwerkzeuge. Die Beschichtung sämtlicher Gleitführungen mit DLC reduziert die Reibwerte und erlaubt auch ohne separate Schmierung deutlich höhere Standzeiten bzw. längere Wartungsintervalle.

Zweistufenauswerfer Zweistufenauswerfer werden vorzugsweise eingesetzt, um präzise geteilte Auswer9/2019

KUNSTSTOFF XTRA

ferbewegungen zu realisieren. Im Gegensatz zu Klinkenzügen, die die Bewegungen der Formplatten durch Auffahren des Werkzeugs zuverlässig steuern, kontrollieren Zweistufenauswerter die Ablauffolge der Auswerferei durch Unterteilung der Ausstossbewegung. Dabei ermöglichen automatische und präzise Halte- und Öffnungsmechanismen eine abhängige Bewegung zwischen zwei Platten.

Alle Hasco Zweistufenauswerfer verfügen standardmässig über DLC beschichtete Funktionsflächen. Aufgrund der schmiermittelfreien Funktionsflächen ergeben sich längere Wartungsintervalle. Anwendungen in der Medizin- und Lebensmitteltechnik sowie Teile, die später lackiert werden müssen, sind so einfach realisierbar.

Klinkenzüge Klinkenzüge kommen vorzugsweise bei mehrstufigen Trennungsöffnungen in Spritzgiesswerkzeugen zum Einsatz. Je nach Formteilabmessung und Werkzeuggrösse sind diese besonders hohen Belastungen ausgesetzt.

Zweistufenauswerfer

Alles aus einer Hand

Die Hasco-Klinkenzüge mit DLC beschichteten Funktionsflächen bieten beste Vo­ raussetzungen hinsichtlich Minimierung von Reibung, Verschleiss und maximalem Korrosionsschutz. Sie eignen sich speziell für den Einsatz im Lebensmittel- und Medizinbereich, da die Produktion ohne Schmierung auskommt und dadurch eine Reinraumtauglichkeit ermöglicht.

Zu weiteren Beispielen DLC-beschichteter Standard-Komponenten aus dem HascoProgramm gehören Auswerfer- und Entformungselemente wie Auswerferstifte und -hülsen oder auch Führungselemente wie Führungssäulen, Rechteckführungen, Zentriereinheiten und vieles mehr.

Fazit

Pleating

Hasco bietet eine ganze Reihe von standardisierten Komponenten mit DLC-Beschichtung, die eine Kombination von hoher Verschleissfestigkeit und hervorragenden Reibungseigenschaften mit sich bringen.

DLC ist ein idealer Oberflächenschutz für hochbeanspruchte Normalien im Werkzeug- und Formenbau.

Die Beschichtung vereint eine sehr hohe Härte mit besten tribologischen Eigenschaften bezüglich Reibung, Verschleiss und Schmierung, welche gerade im Bereich der schmiermittelfreien Fertigung, z.B. im Reinraum immer wichtiger werden.

Die gute Bioverträglichkeit ermöglicht einen Einsatz in der Lebensmittelindustrie und der Medizintechnik. Aufgrund der schmiermittelfreien Fertigung ergeben sich für den Anwender längere Wartungsintervalle, erhöhte Standzeiten der eingesetzten Bauteile und dadurch eine deutliche Produktivitätssteigerung.

Neben all diesen technischen Vorteilen schätzen Kunden unter anderem auch, dass sie standardisierte Komponenten bei Hasco ab Lager bestellen können. Auch das spart Zeit und Geld.

Side Seam Sealing

Frame Sealing

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Gemeinsamer Auftritt von Henkel und Sonderhoff auf der FILTECH 2019 Wir bieten ein breites Spektrum an Lösungen für die Produktion von Filtern. Das Angebot umfasst Hotmelts für die Pleatfixierung sowie 2-Komponenten Polyurethanklebstoffe und Silikonprodukte, die in der Verklebung von Filterpapieren zum Rahmen oder als Schaumdichtung zum Einsatz kommen.

Darüber hinaus produzieren wir Dosieranlagen und Automationskonzepte, die genau auf Ihre Anforderungen zugeschnitten sind, oder übernehmen Ihre Produktion als Lohndienstleister.

Wir präsentieren den geschäumten Filterkleber FERMADUR®, der dank geringerer Dichte bis zu 50% weniger Kleber pro Filter verbraucht.

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Kontakt Hasco Hasenclever GmbH+Co KG Römerweg 4 D-58513 Lüdenscheid +49 2351 957-0 pmast@hasco.com www.hasco.com

www.sonderhoff.com

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KUNSTSTOFF XTRA

Bild: Adobe Stock

Werkstoffe

Fasern sind Erfahrungssache. Die Eigenschaften lassen sich berechnen.

Die Eigenschaften von Werkstoffen voraussagen

Das programmierte Material Lassen sich Eigenschaften von Komposit-Materialien vorausberechnen? Empa-Spezialisten beherrschen das und helfen damit, Forschungsziele schneller zu erreichen. Dies führt zum Beispiel zu besseren Recyclingverfahren und elektrisch leitenden Kunststoffen für die Solarindustrie.

Rainer Klose1 Ali Gooneie simuliert am Computer, was die Welt im Innersten zusammenhält, Atome, Moleküle, Molekülketten und -bündel, sowie Klumpen und Fasern, die aus diesen Bündeln entstehen. Mit seinen Berechnungen kann der Empa-Forscher Eigenschaften erklären, die wir mit unseren Fingerspitzen auch fühlen können: Glattes und Raues, biegsame und steife Materialien, Wärme leitende Stoffe und Isolatoren.

Viele dieser Eigenschaften sind bereits im Inneren der Materialien angelegt. Metall oder Holz, Kunststoff oder Keramik, Stein oder Gel – all das ist oft schon durchleuchtet worden. Doch wie verhält es sich mit Komposit-Materialien? Wie entstehen die Eigenschaften solcher Verbundwerkstoffe, und wie lassen sie sich gezielt verändern? Stilles Experimentieren im Labor reicht in der Forschungswelt nicht mehr; heute braucht es Vorausberechnungen, um schnell entscheiden zu können, welchen experimentellen Weg man einschlagen muss.

Gooneie ist einer von zahlreichen Spezialisten für Computersimulation, die an der 1

Rainer Klose, Kommunikation, Empa

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Empa in verschiedenen Forschungsabteilungen arbeiten. Er studierte Kunststofftechnik an der Amirkabir University of Technology in Teheran und promovierte an der Montanuniversität Leoben in Österreich. «Obwohl ich nach meinem Ingenieursstudium immer tiefer in die Formelwelt der Physik eingetaucht bin, ist mir der Kontakt zur realen Welt immer geblieben», sagt Gooneie. «Simulationen sind für mich kein Selbstzweck. Ich benutze sie, um zu erklären, welche Effekte wir in Materialien beobachten können.»

Wie fühlt sich Haar an?

Und warum?

Um zu verstehen, was Gooneie da berechnet, lohnt es sich, einen biologischen Polymer-Komposit-Faserwerkstoff zu betrachten, den wir alle gut kennen: Haar.

Frisch gewaschen, fühlen sie sich weich und biegsam an. Wenn sie trocken sind, knistern sie elektrisch, und wenn sie nass sind, quietschen sie wie Gummi. Wir können sie zerschneiden und abreissen, versengen und in Dauerwellen legen, bleichen und zur Föhnfrisur türmen. Doch woher kommen all die Eigenschaften?

Haar besteht aus einzelnen Aminosäuren,

die sich zu langkettigen Eiweissen verbinden, sogenannten Keratinen. Diese langen Keratinmoleküle lagern sich zu Fäden und Faserbündeln aneinander. Ein Komplex aus Zellmembranen verkittet die Faserbündel miteinander. Umhüllt sind diese lebenden Faserbündel von mehreren Schichten aus abgestorbenen Hornschuppen, die – ähnlich wie die Schuppen von Tannenzapfen – versetzt übereinander liegen. Die Eigenschaften von Haar wären nicht erklärbar, wenn man nur die chemischen Grundbausteine – die Aminosäuren – in Betracht ziehen würde. Das Verständnis der übergeordneten Struktur ist entscheidend.

Wir zoomen also gedanklich heraus aus der chemischen Struktur und sehen die Moleküle nur noch als Kügelchen, die wie an einer Perlenkette zusammenhängen.

Nun bestimmt nicht mehr die Chemie, sondern die Kollisionen und Reibungseffekte dieser Perlenketten das Bild. Fachleute nutzen zur Berechnung grobkörnige mathematische Modelle.

Schliesslich kommen wir in eine Dimension, die wir sehen und fühlen können: den Millimeterbereich. Hier wird das Haar als homogen aufgebautes Material betrachtet – die Feinstruktur fällt nun gar nicht mehr ins Gewicht. Die makroskopischen Eigen9/2019

KUNSTSTOFF XTRA

Werkstoffe

schaften lassen sich mit der Finite-Elemente-Methode beschreiben und vorausberechnen.

Eine derart mehrdimensionale Betrachtung gab es bis vor wenigen Jahren im Bereich der Polymer-Verbundwerkstoffe nicht. Ali Gooneie hatte mit seiner Arbeit an der Montanuniversität Leoben diese Betrachtungsweise weiterentwickelt. Das machte ihn für die Empa interessant. Der Simula­ tionsexperte zog nach St. Gallen und forscht nun in der Abteilung «Advanced Fibers» unter der Leitung von Manfred Heuberger.

Eines der Forschungsziele Heubergers ist die Weiterentwicklung synthetischer Fasern – ein wirtschaftlich gewichtiges Thema: Rund zwei Drittel aller weltweit verwendeten Fasern werden heute synthetisch erzeugt. Eine synthetische Faser ist deutlich mehr als ein feines Kunststofffilament. Sie wird erst zur «Faser», wenn die molekulare Struktur, bestehend aus kleinen Kristallen und ausgerichteten Molekülen, auf die gewünschten Eigenschaften – etwa Flexibilität oder Zugfestigkeit – abgestimmt ist. Nur wenn die Faserstruktur von der Nanometer- bis zur Mikrometerskala bekannt ist, lassen sich die Eigenschaften des Produkts während der Verarbeitung gezielt einstellen.

Leitfähige PolymerVerbundwerkstoffe Mehrere Projekte hat Gooneie bereits begleitet. So ging es zum Beispiel darum, Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT) in eine Polyamid-Matrix einzubetten. CNT können in der richtigen Dosierung einem Kunststoff elektrische Leitfähigkeit verleihen – was dieses Material zum Beispiel für die Fotovoltaikindustrie interessant macht.

Doch wie findet sich die optimale Menge beizumischender Nanoröhrchen? Sollten alle Röhrchen die gleiche Länge haben, oder wäre eine Mischung verschiedener Längen besser?

Bislang war es unter Komposit-Forschern üblich, das Problem mit einer Reihe chemischer Versuche einzugrenzen und zu lösen. Ali Gooneie ging die Aufgabe dagegen von der theoretischen Seite her an 9/2019

Bild: Empa

Detailliertes Verständnis von Fasern

In der Hand hält Ali Gooneie Proben seines letzten Projekts: elektrisch leitfähigen Kunststoff.

und nutzte seine mehrdimensionale Simulationsmethode. Als Lösung ergab sich: Eine Mischung von CNT unterschiedlicher Längen erzeugt am schnellsten eine elektrische Leitfähigkeit. Schliesslich gelang es ihm auch vorauszuberechnen, in welcher Weise sich die Nanoröhrchen im Polymer anordnen werden – abhängig davon, ob die Verarbeitung schneller oder langsamer geschieht.

Gleichzeitig mit den Berechnungen schritten die Forscher zur Tat: Im Extruder, bei 245 Grad Celsius, wurden die Nanoröhrchen in veränderlichen Anteilen in die Polyamid-Matrix gemischt. Die anschlies­ sende Untersuchung zeigte, dass eine Beimischung von 0,15 Gewichtsprozent im Hinblick auf elektrische Leitfähigkeit die besten Ergebnisse brachte. Hand in Hand mit den Laborversuchen hatte angewandte Mathematik das Problem auf elegante Weise gelöst.

Ein Zusatzstoff namens DOPO-PEPA könnte das ändern. Eigentlich ist das Material ein Flammschutzmittel, das von EmpaForscher Sabyasachi Gaan, ebenfalls in der Abteilung «Advanced Fibers», entwickelt wurde. Nun wollten die Forscher ausprobieren, ob es auch als Schmier- und Schutzmittel für das PET-Recycling dienen kann. Wieder kam Gooneie zum Einsatz.

Zunächst schätzte er ab, ob sich DOPOPEPA bei der angestrebten Temperatur überhaupt ins PET hineinmischen lässt.

Dann berechnete er, wie sich die Perlenkette von PET-Molekülen in der Schmelze bewegt, wie sich die DOPO-PEPA-Moleküle dazwischenlegen und wann sich ein Gleichgewicht im Stoffgemisch einstellt.

Ergebnis: Schon eine Beimischung von wenigen Prozent DOPO-PEPA genügt, um rezykliertes PET gut fliessen zu lassen. Dank höherer Mathematik an der Empa läuft also bald auch Recycling wie geschmiert.

Schonendes PET-Recycling

Literatur

Auch bei Recyclingprojekten kann Simulationsrechnung viel bewirken. In der Schweiz wurden 2018 fast 48 000 Tonnen PET-Flaschen gsammelt. Daraus gewann die Industrie 35 000 Tonnen rezykliertes PET. Der Kunststoff ist begehrt, denn er ist mechanisch belastbar, luft- und gasdicht und kann hohe Temperaturen aushalten.

Doch auch PET ist nicht beliebig oft rezyklierbar. Wird das Material allzu oft umgeschmolzen, laufen im Inneren chemische Reaktionen ab: Die Moleküle oxidieren, vernetzen sich, bilden Klumpen, das Material wird zäh und glasig.

Hufenus, M P.Heuberger; Enhanced PET proces-

A Gooneie, P Simonetti, K A Salmeia, S Gaan, R sing with organophosphorus additive: Flame retardant products with added-value for recy­ cling; Polymer Degradation and Stability 2019; doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2018.12.028

Kontakt Empa Dr. Ali Gooneie, Advanced Fibers Überlandstrasse 129 CH-8600 Dübendorf +41 58 765 74 11 ali.gooneie@empa.ch www.empa.ch

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KUNSTSTOFF XTRA

Bild: Arburg

Werkstoffe

ProLemo-Rotor

Magnetischer Kunststoff

Weniger Gewicht, schneller auf Touren Bei der Langzeitvalidierung eines neuen, leichten und effektiven Elektromotors, dessen Entwicklung Arburg, Lossburg, in Zusammenarbeit mit weiteren Partnern ins Leben gerufen und erfolgreich abgeschlossen hat, zeigt unter anderem auch der hochspezialisierte Spritzgiesswerkstoff Kebablend/MW 53.2000 PPS von Barlog Plastics seine Leistungsfähigkeit.

sen Ergebnis Arburg bereits 2017 vorgestellt hatte. Ein wichtiger Aspekt des Vorhabens war die Reduzierung des Motorgewichts, «denn je schwerer dessen Komponenten Bild: Barlog

Obwohl Barlog nicht an der Entwicklung des Motors beteiligt war, konnte dieser weichmagnetische und Magnetfeld-leitende Werkstoff aus der Kebablend/MW-Familie von Barlog sich einen Platz im Kreis der Werkstoffe erobern, die den Rotor künftig weiter verbessern sollen. Ausschlaggebend für die Wahl der Arburg-Ingenieure waren unter anderem die massgeschneiderte magnetische Permeabilität und Sättigungsflussdichte des Werkstoffs – bei überzeugenden mechanischen Kennwerten.

Dank Kunststoff bis zu 24 % leichter bei gleicher Leistung Elektromotoren mit Hilfe von Kunststoffen leichter und damit effizienter zu machen: Das war das Ziel des Projekts «Produktionstechnologien für effiziente Leichtbaumotoren für Elektrofahrzeuge» (ProLemo), des16

Kebablend/MW – magnetisierbare und weichmagnetische Compounds von Barlog.

sind, desto höher auch ihr Trägheitsmoment; leichtere Motoren müssen also weniger Energie in die Überwindung ihrer eigenen Massenträgheit stecken», erläutert Robert Konnerth von Barlog. «So erreichen sie ihre Spitzenleistung schneller – ideal zum Beispiel für Servomotoren.» Dank vieler neuer Konzepte konnte beim ProLemoMotor im Vergleich zu klassischen Servomotoren eine Gewichtseinsparung von insgesamt bis zu 24 % realisiert werden – bei gleicher Leistung wohlgemerkt. Derzeit befindet sich der neue E-Motor im Langzeittest, unter anderem in der Spritzeinheit einer Arburg Spritzgiessmaschine.

Eine der zentralen Innovationen des ProLemo-E-Motors: An Stelle eines einzigen kompakten Rotors finden sich hier acht segmentierte Rotorscheiben, für die die Entwickler auf eine leichte, spritzgiessgerechte 2K-Konstruktion mit einer speziell angepassten Aussenkontur und einem 9/2019

KUNSTSTOFF XTRA

Kern aus einem glasfaserverstärkten und wärmebeständigen Kunststoff zur Anbindung an die Rotorwelle setzten. Diese durchdachte Konstruktion löst den klassischen Aufbau aus schweren Blechpaketen ab. Zur Fertigung des äusseren Rings des Rotors, der kraftschlüssig mit dem Inneren verbunden ist und über Nuten für das nachträgliche Einstecken von Permanentmagneten versehen ist, testen seine Erfinder nun auch Kebablend/ MW 53.2000 PPS. Dabei handelt es sich um einen weichmagnetischen PPS-Compound zur Magnetflussführung.

Werkstoffe

dungen geeignet, die eine ständige Ummagnetisierung erfordern. Dafür ‹verstärken› oder führen sie äussere Magnetfelder, je nach Werkstoffpermeabilität. Sie helfen also, Magnetfeldlinien auszurichten», so Konnerth.

Das ist auch die Aufgabe des Kebablend/ MW-Compounds im ProLemo-Rotor. Andere Anwendungen, bei denen diese Eigenschaft wichtig ist, sind das induktive Laden bzw. die kontakt- oder berührungslose Energieübertragung, etwa in Handyladegeräten sowie die effektive Abschir-

mung von elektromagnetischen Feldern ohne schwere metallische Einleger – Stichwort «EMV-gerechte Bauteilauslegung».

Kontakt Barlog Plastics GmbH Am Weidenbach 8-10 D-51491 Overath +49 2206 90851-100 kontakt@barlog.de www.barlog.de

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Vorteile (weich-) magnetischer Kunststoffe Die Mitglieder der Kebablend/MW-Familie lassen sich nicht nur hervorragend im wirtschaftlichen Spritzgiessverfahren verarbeiten: Sie zeichnen sich vor allem durch eine kundenspezifisch massgeschneiderte magnetische Permeabilität und Sättigungsflussdichte aus. Zudem überzeugen kunststoffgebundene Weichmagnete aus Kebablend/MW-Compounds mit ihren mechanischen Eigenschaften: Gute Zähigkeit und eine gleichzeitig hohe Festigkeit lassen unter anderem auch eine nachträgliche mechanische Bearbeitung der Spritzgiessbauteile zu. Gesinterten Ferritmagneten sind sie nicht nur mit Blick auf ihre mechanischen Eigenschaften weit überlegen; im Vergleich zu diesen überzeugen sie auch durch eine höhere Gestaltungsfreiheit – im konkreten Fall u.a. bei der Ausgestaltung feiner Nuten zur spielfreien Aufnahme weiterer Motorkomponenten.

«Dieses Projekt ist ein hervorragendes Beispiel für das, was wir unseren Kunden mit unseren magnetisierbaren oder weichmagnetischen Kebablend/MW-Werkstoffen anbieten können», erläutert Konnerth: «Die Wirtschaftlichkeit und Gestaltungsfreiheit des Spritzgusses unter anderem in der Sensor- und Aktuator-Technologie nutzen, um innovative Produkte zu schaffen.

Weichmagnetische Werkstoffe, auch SMC genannt für softmagnetic compounds, sind durch kleine Koerzitivfeldstärken und Remanenzen gekennzeichnet. Einfach ausgedrückt, besitzen weichmagnetische Werkstoffe keine permanente magnetische Kraft wie Dauer- oder Hartmagnete.

Sie sind daher besonders gut für Anwen9/2019

WITTMANN TEMPRO

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KUNSTSTOFF XTRA

Werkstoffe

Lebensmittelverpackung aus 100 Prozent recyceltem Material

Nachhaltige Mehrschichtverpackungen Mehrschichtverpackungen gelten als nur eingeschränkt recyclingfähig, da mechanische Recyclingverfahren nicht für Verbundmaterialien geeignet sind. Nun hat BASF erstmals mit Partnern zusammen eine Prototypenverpackung aus chemisch recyceltem Polyamid und Polyethylen hergestellt.

Mehrschichtverpackungen sichern dank ihrer Produkteigenschaften zuverlässig Qualität und Frische von Lebensmitteln.

Sie bieten Produktschutz und Hygiene und verlängern damit die Haltbarkeit von Lebensmitteln. Dies ist auch vor dem Hintergrund der Welternährung bedeutsam: Denn ein Drittel der weltweiten Lebensmittel verderben, bevor sie den Konsumenten erreichen. Mit intelligenten Verpackungslösungen durch Mehrschichtverpackungen kann diese unnötige Verschwendung eingedämmt werden.

Mehrschichtverpackungen sind ein Hightech-Produkt und kommen mit wenig Material aus und lassen sich jetzt aus chemisch recyceltem Material herstellen.

«Moderne Folienverpackungen bestehen aus mehreren Materialien und Schichten mit verschiedenen Eigenschaften, wie zum Beispiel eine Sauerstoffbarriere. Und durch den optimierten Materialeinsatz konnten wir das Volumen der Verpackungen auf ein Mindestmass reduzieren», so Johannes Remmele, Geschäftsführer von Südpack.

Mehrschichtverpackungen bestehen aus bis zu elf einzelnen sehr dünnen Schichten. Dadurch sind sie deutlich leichter und dünner als vergleichbare Verpackungen.

Das spart nicht nur eingesetzte Rohstoffe, sondern trägt auch zu erheblichen Einsparungen von CO2-Emissionen beim Transport bei. Mehrschichtverpackungen sind dadurch deutlich ressourceneffizienter als ihre Alternativen.

Mehrschichtverpackungen gelten allerdings nur als eingeschränkt recyclingfähig, da mechanische Recyclingverfahren nicht für Verbundmaterialien geeignet sind. «Im Rahmen des Projektes ‹ChemCycling› arbeiten wir bei BASF darum daran, das chemische Recycling von Kunststoffabfällen voranzubringen, da über diesen Prozess 18

bisher nicht rezyklierbare Kunststoffe, wie etwa Mischkunststoffe, wiederverwertet werden können. Nun haben wir erstmals mit Partnern eine Prototypenverpackung aus chemisch recyceltem Polyamid und Polyethylen hergestellt. Damit haben wir gezeigt, dass der Kreislauf auch für Mehrschichtverpackungen schon bald geschlossen werden könnte», erklärt Christoph Gahn, zuständig für das Polyamidgeschäft bei BASF.

Partner-Pilotprojekt könnte Schule machen Möglich wurde dieses Pilotprojekt durch die Zusammenarbeit der vier Partner BASF, Borealis, Südpack und Zott: BASF lieferte chemisch recyceltes Polyamid, Borealis stellte nachhaltig produziertes Polyethylen zur Verfügung. Südpack, ein führender Produzent von Folienverpackungen für Lebensmittel in Europa, stellte aus diesen Materialien eine Mehrschichtfolie her, die zu einer speziell versiegelten MozzarellaVerpackung für die Molkerei Zott verarbeitet wurde.

Die Vorzüge dieser neuen Mehrschichtfolie weiss man in Mertingen zu schätzen.

«In unserer Molkerei prüfen wir kontinuierlich entlang der gesamten Wertschöpfungskette, wo wir noch nachhaltiger sein können und wie wir unsere Nachhaltigkeitsstandards sinnvoll ausbauen. Zudem erwarten die Verbraucher heute mehr denn je, dass hochwertige und nachhaltig produzierte Lebensmittel auch möglichst ressourcenschonend verpackt sind. Uns war es daher wichtig, bei diesem Pilotprojekt von Anfang an dabei zu sein und unsere Erfahrungen wie auch unsere hohen Anforderungen an Verpackungen und deren Barrierefunktion einzubringen und an einer funktionell identischen, aber ökolo-

gisch vorteilhafteren Lösung mitzuwirken.

Wir sind positiv eingestellt und hoffen, dass dieses Projekt zur Serienreife gelangt», erklärt Andreas Strunk, Leiter Produktion Technik & Supply Chain Management bei Zott.

«Das Besondere am Pilotprojekt ist, dass beide Bestandteile der Verpackung – also Polyamid und Polyethylen – aus chemisch recyceltem Material bestehen», erklärt Maurits van Tol, Borealis Senior Vice President Innovation, Technology & Circular Economy Solutions. «Diese innovative Lösung wurde durch die Auswahl der speziellen Polymere möglich. Zusätzlich konnte mit der Kooperation erstmals Schritt für Schritt durchgängig vom Rohstoff bis hin zur Verpackung zertifiziert werden.»

Für das Polyamid und das Polyethylen wurden die Rohstoffe im Rahmen des Projekts «ChemCycling» in Kleinstmengen hergestellt. Dabei wurde von einem Partner zugeliefertes, aus Kunststoffabfällen gewonnenes Pyrolyseöl in der Verbundproduktion der BASF in Ludwigshafen als Rohstoff eingesetzt. Beiden Kunststoffen wurde der 100-prozentige Rezyklatanteil über das zertifizierte Massenbilanzverfahren rechnerisch zugeordnet.

Kontakte BASF www.basf.com Borealis www.borealisgroup.com Südpack www.suedpack.com Genuss-Molkerei Zott www.zott-dairy.com

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KUNSTSTOFF XTRA

Werkstoffe

Leichter als Aluminium und stabiler als Stahl

Materialien mit Carbonfasern aus Algen Im Verbund mit heimischem Granit oder anderen Hartgesteinen ermöglichen Carbonfasern völlig neue Kons­ truktionsmaterialien und Baustoffe. Theoretische Berechnungen zeigen: Werden die Carbonfasern aus Algenöl hergestellt, entzieht die Herstellung der innovativen Materialien der Atmosphäre mehr Kohlendioxid als dabei freigesetzt wird. Ein von der Technischen Universität München (TUM) angeführtes Forschungsprojekt soll diese Technologien nun weiter voranbringen.

Herstellungsverfahren, die mehr Kohlendioxid (CO2) verbrauchen als sie selbst freisetzen, stuft der aktuellste Weltklimareport (IPCC Special Report on Global Warming of 1.5 °C) als wichtige Option ein, den Klimawandel doch noch in den Griff zu bekommen.

Ziel des anfangs Juli gestarteten Projekts mit dem Titel «Green Carbon» ist es, auf Algenbasis Herstellungsverfahren für Polymere und carbonfaserbasierte Leichtbaumaterialien zu entwickeln, die beispielsweise in der Flug- und Automobilindustrie eingesetzt werden können.

Begleitet wird die Entwicklung der unterschiedlichen Prozesse von technologischen, ökonomischen und Nachhaltigkeitsanalysen. Die Forschungsarbeiten der TU München fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 6,5 Mio. Euro.

Mikroalgen binden Kohlendioxid Durch ihr schnelles Wachstum können Mikroalgen, wie sie im weltweit einzigartigen Algentechnikum auf dem Ludwig Bölkow Campus der TU München kultiviert werden, das Treibhausgas CO2 aktiv in Form von Biomasse speichern. Das CO2 wird unter anderem in Form von Zucker und Algenöl gebunden. Aus diesen können mit chemischen und biotechnologischen Prozessen Ausgangsstoffe für verschiedenste industrielle Prozesse gewonnen werden. Ölbildende Hefen erzeugen beispielsweise Dr. Ulrich Marsch, Corporate Communications Center, TU München

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Bild: TU München

Ulrich Marsch1

Pariya Shaigani, Doktorandin am Werner Siemens-Lehrstuhl für Synthetische Biotechnologie, auf einem e-Scooter mit Trittbrett aus einem Verbund von Granit und Carbonfasern aus Algen.

aus den Algenzuckern Hefeöl, ein Ausgangsstoff für nachhaltige Kunststoffe.

Ausserdem lässt sich das Hefeöl enzymatisch in Glycerin und freie Fettsäuren spalten. Die freien Fettsäuren sind Ausgangsmaterial für weitere Produkte, unter anderem hochwertige Additive für Schmierstoffe; das Glycerin lässt sich in Carbonfasern umwandeln.

Nachhaltige Produktion von Carbonfasern Im weiteren Verlauf des Projekts werden die Kunststoffe mit den Carbonfasern zu entsprechenden Verbundmaterialien zusammengeführt. «Die aus Algen hergestellten Carbonfasern sind absolut identisch mit den derzeit in der Industrie eingesetzten Fasern», sagt Projektleiter Thomas Brück, Professor für Synthetische

Biotechnologie an der TU München. «Sie können daher für alle Standardprozesse im Flugzeug- und Automobilbau genutzt werden.»

Darüber hinaus lassen sich aus Carbonfasern und Hartstein mit einem Verfahren des Industriepartners TechnoCarbon Technologies neuartige Konstruktionsmaterialien herstellen. Sie haben nicht nur eine negative CO2-Bilanz, sondern sind leichter als Aluminium und stabiler als Stahl.

Originalpublikation Carbon Capture and Sustainable Utilization by Algal Polyacrylonitrile Fiber Production: Process Design, Techno-Economic Analysis, and Climate Related Aspects.

Uwe Arnold, Thomas Brück, Andreas De Palmenaer und Kolja Kuse, Industrial & Engineering Chemistry Research 2018 57 (23), 7922-7933, DOI: 10.1021/acs. iecr.7b04828 Energy-Efficient Carbon Fiber Production with Concentrated Solar Power: Process Design and Techno-economic Analysis.

Uwe Arnold, Andreas De Palmenaer, Thomas Brück und Kolja Kuse. Industrial & Engineering Chemistry Research 2018 57 (23), 7934-7945, DOI: 10.1021/acs. iecr.7b04841 Kontakt Prof. Dr. Thomas Brück Technische Universität München Werner Siemens Lehrstuhl für Synthetische Biotechnologie Lichtenbergstrasse 4 D-85748 Garching +49 89 289 13253 brueck@tum.de www.wssb.ch.tum.de

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KUNSTSTOFF XTRA

Software

Effiziente Datenauswertung

Mit Big Test Data zum Entwicklungsvorteil

Was im Consumerbereich bis hin zum Privatleben bereits Gewohnheit ist, steht in der industriellen Produktion noch aus: Der Wandel vom reinen Hardwareprodukt zum wesentlich von Software getriebenen, flexiblen Ökosystem – und damit die wachsende Bedeutung von Programmen und Apps, die Daten sammeln, interpretieren und dabei mit dem Nutzer interagieren.

Auch im Bereich Messtechnik liegt der Fokus nach wie vor auf Sensoren und Messwertaufnehmern – und damit der Datenerzeugung und -akquisition.

In der Folge steigt die Menge der erhobenen Messdaten mehr und mehr an: Moderne Fahrzeuge werden durch Elektrifi­ zierung und Automatisierung stetig komplexer, ohne dass entsprechende Kapazitäten bei der Auswertung und Nutzung von Daten vorhanden sind. Ein Umdenken hat jedoch bereits eingesetzt: Gerade «Big Test Data» – also grosse Mengen noch uninterpretierter Messdaten zu analysieren – bietet einzigartige Chancen, um Entwicklungszeiten zu verkürzen und Innovation durch gezielte Optimierung zu schaffen.

Dreistufige Werkzeugkette macht Synergien möglich Um für seine Kunden aus dem Automobilbereich diese Potenziale nutzbar zu machen, hat AMS – ein Unternehmen der Kistler Group – eine dreistufige Werkzeugkette entwickelt. Mit ihrer Hilfe lassen sich beispielsweise Messdaten aus den Bereichen Antriebsstranganalyse und CrashTesting effizient auswerten und verwalten.

Darüber hinaus ist es möglich, gezielt nach Korrelationen zu suchen und auf diese Weise verborgene Zusammenhänge und Kausalitäten aufzudecken.

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Bilder: Kistler

Komplexer werdende Fahrzeuge in Gegenwart und Zukunft erfordern intensive und vielseitige Tests in der Entwicklungsphase. Dabei fallen grosse Mengen an Daten an, die zielgerichtet ausgewertet werden müssen. Mit den richtigen Tools lassen sich aus diesen Rohdaten mehr wertvolle Informationen gewinnen – sogar bei lange zurückliegenden Tests.

Intelligentes Post-Processing von Ingenieuren für Ingenieure: jBeam unterstützt die Fahrzeug­ entwicklung in Bereichen wie Antriebsstrang, NVH und Crash-Test mit speziellen Datenanalysen und umfassendem Reporting.

«Für diese Aufgaben reichen herkömmliche, zum Beispiel aus dem Silicon Valley stammende Algorithmen, nicht aus. Da braucht es einen ingenieursmässigen Zugang, um die Besonderheit der Messdaten richtig zu erfassen», sagt Dr. Bernhard Sünder, Gründer und Geschäftsführer von AMS. «Wir haben in den vergangenen 25 Jahren das Know-how aufgebaut, das man braucht, um auf diesem Feld erfolgreich zu

sein – die Zusammenarbeit mit OEMs der Automobilbranche gibt uns recht.»

Die zentrale Anwendung von AMS heisst jBeam. Sie analysiert und visualisiert nahezu beliebige Sets von Daten, die in über 100 verschiedenen Dateiformaten eingelesen werden können. Mit Hilfe mathematischer Algorithmen werden die Daten analysiert und entsprechend aufbereitet, zum Beispiel als grafischer, editierbarer

AMS-Team

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KUNSTSTOFF XTRA

Software

Bericht. Darüber hinaus enthält jBeam umfangreiche Funktionen für die Bereiche Video/Audio- sowie Positionsdaten (z. B. GPS).

«Besonderer Wert wurde auf die Offenheit und Flexibilität des Systems gelegt: jBeam ist komplett in Java programmiert und damit plattform- und betriebssystemunab­ hängig nutzbar. Zudem können Anwender eigene, z. B. in MatLab programmierte Algorithmen nutzen sowie weitere Komponenten hinzufügen», ergänzt Sünder. Komplettiert wird das Portfolio von AMS durch das Messdaten-Management-System MaDaM und die Anwendung jBeam Cluster für projektübergreifende, tiefgehende Datenanalysen – das sogenannte Data Mining.

Antriebsstrang, NVH und Crash-Tests sicher im Griff

Mit MaDaM von AMS lassen sich grosse Mengen von Messdaten effizient übertragen, verwalten und kategorisieren sowie für eine umfassende statistische Analyse aufbereiten.

AMS entwickelt unter anderen für drei zentrale Anwendungsfelder: Antriebsstranganalyse, NVH (Noise, Vibration & Harshness) und Crash-Testing – Applikationen, in denen auch Kistler stark ist. «Nehmen wir das Beispiel Crash-Test: Kistler bietet heute ein komplettes Paket aus ThorDummy (Test device for human occupant restraint), plus spezialisierter Sensorik, aus­serdem Crash-Wände zur Erfassung der Kräfte beim Aufprall des Fahrzeugs.

Nun kommen wir hinzu und vervollständigen mit unserer Software die bestehende Messkette. Der Kunde bekommt somit eine noch umfassendere Lösung und kann Synergien aus Datenerfassung und PostProcessing abschöpfen», erläutert Sünder.

Mit jBeam können Videosequenzen und numerische Daten einfach kombiniert werden. Der «Crash Assistant» unterstützt den Anwender bei der Erstellung von Berichten, gleicht die Ergebnisse mit Normen wie NCAP ab und weist auf Lücken und mögliche Fehler hin. Testergebnisse, Videos und Bilder können einfach miteinander verglichen und mit wenigen Klicks

umfassend analysiert werden. Besonderer Wert wurde auch hier auf Nutzerfreundlichkeit und Anpassbarkeit der Software gelegt.

Data Mining: Zusammen­ hänge entdecken und nutzen Um tiefergehende, vergleichende Analysen vieler Tests vorzunehmen, müssen die anfallenden Datenmengen zunächst effizient verwaltet werden. Hier kommt MaDaM ins Spiel, die AMS-Lösung für das Messdatenmanagement. Sünder erklärt: «Weltweit sind bereits über 30 MaDaM-Systeme im Einsatz. Sie organisieren die laufend anfallenden Daten auf eine Weise, dass sie flexibel ausgewählt und für spätere Vergleiche und Analysen herangezogen werden können. Und dank der neuen Elasticsearch-Technologie ist MaDaM noch schneller – kein Test bleibt unauffindbar.»

Damit ist zugleich die Voraussetzung für das eigentliche Data Mining geschaffen.

Bei Messdaten handelt es sich hier um einen zweistufigen Prozess. Im ersten Schritt

werden die Messdateien analysiert und Ereignisse sowie statistische Grössen ermittelt. jBeam-Cluster parallelisiert diese Analysen von Tausenden von Messda­ teien. Diese Zwischenergebnisse werden dann in einem zweiten Schritt mit DataMining-Algorithmen wie Pattern Recogni­ tion oder Reducing Dimensions of Relation untersucht, um Korrelationen zu finden.

«Natürlich ist nicht jede Korrelation auch eine Kausalität. Für diese Unterscheidung braucht es nach wie vor den erfahrenen Entwicklungsingenieur. Mit unserem intelligenten Post-Processing von Messdaten bieten wir ihm jedoch die Möglichkeit, auch bestehende Datenvorräte intelligent zu untersuchen.»

Kontakt Kistler Instrumente AG Eulachstrasse 22 CH-8408 Winterthur +41 52 224 11 11 info@kistler.com www.kistler.com

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Unser Ziel?

Realisierung Ihrer Projekte!

Von der Planung bis zur Inbetriebnahme.

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HATAG Handel und Technik AG

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CH-3065 Bolligen

Telefon +41 (0)31 924 39 39

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www.hatag.ch

KUNSTSTOFF XTRA

Software

Wann sich der Einsatz einer serviceorientierten Middleware lohnt

Der beste Weg, Systeme zu verbinden

Automatisierung, Vernetzung, Digitalisierung: Wie auch immer die Bezeichnung lautet. Kein Unternehmen kann es sich noch leisten, eine Ansammlung isolierter Anwendungen zu betreiben. Zu gross ist der Druck, kundenorientiert und effizient zu arbeiten und so steht die Frage nach dem idealen Weg zum Datenaustausch im Raum.

Dabei stehen zwei fundamental unterschiedliche Ansätze zur Disposition: Schnittstelle oder Integrationsplattform.

Bei ersterem wird zwischen jedem Anwendungspaar eine direkte – allerdings vielfach starre – Eins-zu-Eins-Verbindung geschaffen. Eine beliebte, weil schnelle, einfache Lösung. Beim Einsatz einer Integrationsplattform hingegen wird eine Middleware etabliert. Auf einem sogenannten Enterprise Service Bus (ESB) stellen die angebundenen IT-Systeme ihre Daten zum Austausch bereit. Im Gegenzug holt sich jedes System wiederum die Daten, die es benötigt. Der ESB ist dabei nicht nur Datenjongleur, sondern auch Übersetzer, der selbst mit fehlerhaften Daten umgehen kann. Denn er transformiert die Formate der Daten so, wie sie ein Zielsystem benötigt.

Für solche Integrationsplattformen gibt es zahlreiche lohnende Einsatzfelder:

1. In der Supply Chain Nur noch die wenigsten Unternehmen fertigen alle Komponenten ihrer Produkte selbst. Damit die Produktivitätsgewinne einer Spezialisierung auch greifen, müssen Prozesse mit Lieferpartnern genauso nahtlos laufen wie die unternehmensinternen.

Systembrüche entlang der vertikalen Supply Chain wirken wie ein Bremsklotz. Inte22

Bild: AdobeStock

Die Zeiten monolithischer Softwareanwendungen sind vorbei. Ohne Vernetzung kommt heute kein Unternehmensbereich mehr aus. Während die einen auf starre Schnittstellen setzen, schwören andere auf den Einsatz von Integrationsplattformen. Deren Einsatz ist jedoch nicht uneingeschränkt empfehlenswert. Der ERP-Hersteller proAlpha hat verschiedene Einsatzfelder bewertet.

Der ESB ist nicht nur Datenjongleur, sondern auch Übersetzer.

grationsplattformen helfen, angrenzende Technologien lückenlos zu vernetzen.

2. In der Logistik Lagerverwaltung, Intralogistik, Versand und Zollabwicklung: In diesen operativen Bereichen arbeiten viele Unternehmen mit Spezialanwendungen. Für nahtlose Material- und Warenflüsse müssen diese mit dem ERP-System Hand in Hand arbeiten.

Um manuelle Doppeleingaben zu vermeiden, lohnt sich hier der Einsatz einer Integrationsplattform. Denn sie standardisiert die Daten und stellt diese unmittelbar den anderen Anwendungen bereit.

3. In der Fertigung Daten aus der Produktion werden in zahlreichen anderen Arbeitsschritten benötigt, etwa in der Qualitätssicherung. Hier ist häufig Spezialsoftware im Einsatz. Anstelle einer eigens programmierten Schnittstelle lässt sich auch diese mittels ESB anbinden. Alle nötigen Teilestammdaten wer-

den dann über diese Datendrehscheibe einfach repliziert, also verteilt. Denn die Teilestammdaten sind vielfach der eindeutige Schlüssel, über den alle Beteiligten wissen, dass sie über dasselbe reden.

4. In der Smart Factory Viele der inzwischen gängigen Industrie 4.0-Szenarien basieren auf Sensor- und Maschinendaten. Sie vernetzen Werkstücke, Maschinen und Produktionssysteme.

Eine Integrationsplattform verknüpft nicht nur alle modernen Systeme. Sie schlägt auch dort Brücken, wo es älteren Anlagen noch an geeigneten Anschlussmöglichkeiten fehlt. So gelangen Fertigungsbefehle aus der Produktionsplanung des ERPSystems direkt zu einer Maschine. Im Gegenzug stellt diese Statusinformationen direkt vom Shopfloor für die Produktionsüberwachung und nachfolgende Arbeitsschritte bereit. Das ERP übernimmt in der Smarten Fabrik die Aufgabe einer Steuerungszen­trale für die gesamte Produktion.

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5. International Wer im Ausland produziert, unterhält in der Regel mehrere Mandanten eines oder mehrerer ERP-Systeme. Die Pflege einheitlicher Stammdaten und der Zugriff auf Zeichnungen oder Stücklisten gestaltet sich da schwierig, Stichwort: Mastermandantenkonzept. Eine Integrationsplattform ermöglicht einen durchgängigen Daten- und Belegaustausch zwischen den Auslandstöchtern und der Zentrale.

Ein möglicher Hebel, um die Kosten für die Wartung von Schnittstellen und andere Integrationsmassnahmen zu senken.

Ideal für Produktionsinseln!

6. Im E-Commerce Kunde und Lieferant nutzen selten dasselbe IT-System. Und selbst wenn, sind die Systeme nie identisch konfiguriert oder auf dem gleichen Release-Stand. In der Auftragsannahme müssen Bestellinformationen daher stets neu eingegeben werden. Eine Integrationsplattform agiert hier wie ein Dolmetscher: Sie leitet nicht nur die Order aus dem Kundensystem an das ERP des Lieferanten weiter. Wer will, kann seinen Kunden über diesen Weg auch Einsicht in den Lagerbestand gewähren. Technische Grosshändler profitieren davon ebenso wie Zulieferbetriebe für die Industrie.

7. Bei der Konsolidierung im Rechnungswesen Ein Mittelständler wird schneller zum Konzern als oft vermutet.

Da genügt schon eine Niederlassung im Ausland. Um die jeweiligen Rechnungslegungen zu konsolidieren, reichen für viele Unternehmen Basisfunktionen aus. Wenn es aber komplexer wird, ist Spezialsoftware gefragt. Anstatt Daten aufwändig über eine Schnittstelle zu schieben, ist es effizienter, die Datenbereitstellung zu automatisieren und der Konsolidierungslösung quasi direkten Zugriff auf die aktuellsten Geschäftszahlen zu gewähren.

Einsatz mit Augenmass Bei allen Vorteilen, die ein Enterprise Service Bus bietet: Das Einrichten einer serviceorientierten Architektur ist aufwändiger als die Programmierung einer einzelnen Schnittstelle und benötigt anderes Wissen. Geht es um einen punktuellen Austausch von Informationen zwischen stabilen Systemen kann eine einfache Schnittstelle ausreichend sein. Werden Daten jedoch zwischen verschiedenen Anwendungen ausgetauscht, möglicherweise in unterschiedlicher Form, ist ein ESB das Mittel der Wahl. Es gilt, die eigenen Anforderungen genau zu betrachten und dann die individuell richtige Entscheidung zu treffen.

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Cluster

L’économie circulaire en application au Swiss Plastics Cluster

Ensemble pour relever les défis du futur L’industrie de la plasturgie n’a pas forcément bonne presse ces dernières années.

Pollution des océans, 7ème continent, trafic de déchets, pollution par les microplastiques, la liste est longue des divers maux dont est accablée cette industrie. Pourtant, l’utilisation de ces matières permet aussi une formabilité infinie, des qualités de résistance, étanchéité, neutralité de goût et d’odeur, légèreté des pièces entre autres.

portunités de réseautage et d’affaires entre les membres et l’offre de services à haute valeur ajoutée pour les membres», mais avec une touche d’économie circulaire.

Voici comment retrouver ce fils rouge contenu dans les 4 piliers du Swiss Plastics Cluster.

L’innovation

Aurélie Auffret Comment se passer du plastique aujourd’hui alors que, par exemple, grâce aux pièces en matières synthétiques contenues dans les voitures modernes, on réduit la consommation de carburant (voir image 1)?

Alors oui, il est vrai que trop de déchets plastiques se retrouvent hors des filières de collecte.

L’identification de ce problème au cœur des préoccupations pour l’avenir de la planète et de la santé publique nous impose de trouver des solutions.

Le Swiss Plastics Cluster souhaite aider ses membres à prendre conscience que cette mauvaise presse leur nuit aussi, même si leurs produits ne sont pas tous destinés à la consommation courante et ne sont pas ceux imagés dans la presse. Des projets fleurissent en Europe et dans le monde pour trouver des réponses: Eco-conception, nouveaux matériaux biosourcés, réflexions sur la fin de vie des produits (réutilisation, recyclage, valorisation). L’économie circulaire semble pour le moment être la piste à suivre pour s’attaquer à cette réalité.

La mission à laquelle souhaite répondre le Swiss Plastics Cluster ces prochaines années demeure «l’amélioration de la compétitivité et la productivité de ses membres par la promotion active des technologies de la plasturgie, le soutien aux partenariats public-privé, l’accès à une formation continue adaptée au personnel, la création d’op24

Les projets de recherche et innovation sur les nouveaux matériaux à l’aide du Plastics Innovation Competence Center. Comment utiliser les ressources de notre territoire pour produire de nouvelles richesses. Les résultats du projet européen S3-4AlpClusters auquel le Swiss Plastics Cluster a participé mettent en lumière la stratégie de spécialisation intelligente (source https:// www.alpine-space.eu/projects/s3-4alpclusters/en/home). Accentuons nos forces en les mettant en commun. Utiliser la biomasse agricole, les déchets et les coproduits pour en faire une nouvelle matière

biosourcée. C’est le projet qui est à l’étude actuellement entre le Swiss Plastics Cluster, le Cluster Food and Nutrition et plusieurs partenaires de la recherche. Utiliser les réseaux d’entreprises déjà actifs, mobiliser et développer les compétences académiques, s’appuyer sur nos compétences clefs.

Mais ce n’est pas suffisant. Il faut également s’attaquer au problème de la gestion des déchets industriels. Ce fut par exemple le cas dans un projet, mené par le PICC et 3 entreprises, visant à guider les industries vers une utilisation plus durable des ressources tout en répondant aux normes de production et en réduisant la quantité de déchets plastiques. Les analyses réalisées avaient pour objectif de connaître les caractéristiques matières après plusieurs cycles de recyclage et donc de favoriser leur réutilisation dans les meilleures conditions.

Les forces sont déjà en présence, le challenge aussi. Nous ne sommes pas les seuls à nous lancer ce défi. Agitons les neurones académiques afin de proposer des pistes de solutions aux industriels afin qu’ils puissent répondre ou anticiper les demandes de leurs clients.

La mise en réseau Le Swiss Plastics Cluster est aussi présent pour faire une veille sur les nouveautés du marché et les rendre accessibles à ses membres. Nous nous efforçons de détec-

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Cluster

Information en avant-première: le thème fil rouge de notre prochaine Journée Technologique sera l’économie circulaire. Mais sous différentes formes et surtout, appliquée à la plasturgie et ses besoins spécifiques. Réserver la date du 7 mai 2020 et rendez-vous bientôt sur le site internet dédié à cet évènement pour avoir d’avantage d’informations. www.swissplastics-cluster-event.ch ter les pépites et de les faire connaitre à nos membres. Les plateformes de réseautage innovation@petit-déjeuner ont été créées dans ce but. Alterner entre des thématiques industrielles, par exemple de l’industrie connectée, et les thématiques de l’économie circulaire, comme le recyclage, sont les pistes suivies pour développer ce concept.

Evènements à venir 28 août 2019 Session information: European R&I Funding Opportunities in Advanced Materials and Plastics according to European Strategy for Plastics in the Circular Economy 12 septembre 2019 Formation Silicone 24 et 25 octobre 2019 Workshop la robotique au service de l’injection 7 novembre 2019 Formation: Professionnalisez votre présence digitale 28 novembre 2019 Workshop Robots collaboratifs

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La formation

Le Swiss Plastics Cluster propose un panel de formations ciblées comme générales, du domaine des matières synthétiques propres à garantir un transfert de savoir et de technologies efficaces, répondant aux besoins de ses membres et de leurs collaborateurs. Dans le cadre de son orientation à guider ses membres dans l’implémentation des principes de l’économie circulaire en industrie, le Swiss Plastics Cluster souhaite s’entourer de professionnels de la formation et ainsi élargir son offre. Les thématiques de l’Eco-Design, des nouvelles matières, du recyclage,, seront ainsi proposées aux côtés de concepts comme l’application des normes environnementales, le 5S ou la fabrication additive par exemple.

Les relations commerciales Quoi de mieux qu’une foire pour soigner ses relations commerciales? Le Swiss Plas-

tics Cluster organise pour la 3ème fois un stand commun avec plusieurs de ses membres sur la Swiss Plastics Expo à Lucerne du 21 au 23 janvier 2020. Il est à noter que le Forum Shift Switzerland, plateforme dédiée aux échanges pour la promotion de l’économie circulaire se tiendra au même moment dans une halle voisine.

Nul doute que les échanges sont prometteurs entre ces deux mondes. Le Swiss Plastics Cluster invite ses membres à en profiter.

Loin de nous de penser que cela sera tâche facile mais le Swiss Plastics Cluster est là pour supporter le travail collaboratif des entreprises suisses qui veulent un avenir plus propre pour les générations futures, mais aussi développer leur portefeuille de produits, proposer à leurs clients des solutions renouvelables, rester ou devenir leader sur le marché en proposant des alternatives circulaires. La Suisse se doit de rester une terre d’innovation pour garder son industrie, utilisez les forces du Swiss Plastics Cluster pour votre compétitivité!

Contact Swiss Plastics Cluster Aurélie Auffret, Cluster Manager Passage du Cardinal 1 CH-1700 Fribourg +41 026 429 67 72 aurelie.auffret@swissplastics-cluster.ch www.swissplastics-cluster.ch n

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KUNSTSTOFF XTRA

Fügetechnik

Schweissen von Thermoplasten

Die Wahl des richtigen Verfahrens Die Verbindungstechnik bildet ein zentrales Element bei der Montage von Baugruppen. Einen wesentlichen Stellenwert hat dabei das Schweissen von Kunststoffen. Die Wahl der geeigneten Technologie hat dabei einen entscheidenden Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit, die Schweissnahtgestaltung, die Wahl des Werkstoffes sowie auf die Ausprägung und mechanische Festigkeit der Schweissnaht.

Unter Schweissen werden all jene Verbindungstechniken zusammengefasst, die unter Zuführung von Wärme in die gewünschten Kontaktzonen stattfinden und anschliessend unlösbar gefügt werden.

Die Art der Wärmezufuhr hängt von der eingesetzten Technologie ab. Heizelementschweissen beruht auf der Wärmeleitfähigkeit, beim Vibrations-, Rotationsund Ulltraschallschweissen erfolgt der Wärmeeintrag über Reibung, das Laserund Infrarotschweissen basiert auf dem Wärmeeintrag mittels Wärmestrahlung.

Am Beispiel des Heizelementschweissens lassen sich prinzipielle Vorgänge in der Fügefläche einfach aufzeigen. Aus dem Querschnitt einer Schweissnaht, hergestellt durch das Heizelementschweissen, lassen sich in Bild 1 drei unterschiedliche Gefügezonen erkennen: 1. Grundwerkstoff. Dieser ist während des Schweissprozesses nie über den Kristallitschmelzpunkt erwärmt worden und bleibt fest.

2. Die deformierten Sphärolithe zwischen Grundwerkstoff und rekristallisiertem Werkstoff sind nicht vollständig aufgeschmolzen. Während des Fügevorganges wurde diese Zone stark geschert.

3. Der rekristallisierte Werkstoff (Schmelze) war vollständig während des Schweissprozesses aufgeschmolzen und ist nach dem Fliessen wieder rekristallisiert. Der rekristallisierte Werkstoff weist keine polarisationsoptisch erkennbaren Orientierungen auf. In dieser Zone können sich Fabian Meier, Ausbildungsleiter, KATZ Kunststoff-Ausbildungs- und Technologie-Zentrum, Aarau.

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Bild: K ATZ

Fabian Meier 1

Bild 1: Heizelementschweissnaht aus Polypropylen: Dünnschliffpräparat unter Durchlichtpolarisationsoptik (links). Skizze Heizelementschweissnaht (rechts).

während der Abkühlphase Lunker oder Mikroporen bilden.

Bedingung für eine funktionierende Baugruppe Voraussetzung für einen störungsfreien Betrieb verschiedener Baugruppen ist die sichere und ausreichend feste Verbindung während des gesamten Produktelebenszyklus. Der Entwicklungsphase fällt dabei eine wichtige Bedeutung zu. Hier wird der Entscheid für die Materialwahl sowie für den Einsatz der geeigneten Schweisstechnologie gefällt. Dabei stellen sich verschiedene Herausforderungen. Die Schweissnaht kann nicht mit jeder Technologie in beliebiger Grösse und Form hergestellt werden. Zudem muss sie den geforderten mechanischen Belastungen standhalten.

Dabei ist zu beachten, dass im realen Lastfall nicht nur statische Belastungen auftreten. Häufig kommen auch dynamische, thermische oder allenfalls Belastungen durch Druckstösse vor. Medien können den Werkstoff chemisch oder physikalisch verändern. Weiter können

Seminar: Innovationen in der Verbindungstechnik 19. November 2019 Schweissen von Thermoplasten und mechanische Verbindungstechniken für die Praxis. Gemeinschaftsseminar mit Swiss Engineering STV, Fachgruppe Kunststofftechnik Sonderausstellung Verbindungstechnik 4. November – 13. Dezember 2019 Auf Voranmeldung während den normalen Öffnungszeiten Ort: KATZ, CH-5000 Aarau Weitere Infos: http://www.katz.ch/ausbildung-weiterbildung/seminare/adp1_modernekunststoffentwicklungen.php

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KUNSTSTOFF XTRA

Fügetechnik

Schweissverfahren

Vorteile

Nachteile

Heizelementschweissen

hohe Prozesssicherheit bei minimaler Fehlermöglichkeit, umfangreiche Kenntnisse vor­ handen (Rohre), sehr gute Kurz- und Langzeiteigenschaften

eingeschränkte Werkstoffpalette durch Haftung an Heizelementen, lange Zykluszeiten, hoher Energiebedarf, ausgeprägte Wulstbildung

Infrarotschweissen

keine Probleme mit dem Haften der Schmelze an Heizelement, da berührungslos

Anwärmzeit abhängig vom Absorbtionsver­ halten des Werkstoffes, sehr hohe Strahlertemperaturen notwendig, hoher Energiebedarf, ausgeprägte Wulstbildung

Laserschweissen

kaum mechanische Belastungen, keine ­Partikelbildung, komplexe 3D-Konturen schweissbar, örtlich begrenzte Wärmezufuhr

Bauteile müssen unterschiedliche Absorbtionseigenschaften aufweisen (Transparenz im Wellenbereich des Lasers), Gasbildung bei zu hoher Energiedichte

Ultraschallschweissen

sehr kurze Zykluszeiten, gut automatisierbar, gute Prozesskontrolle möglich, energieeffizient

spezielle Schweissnahtkonstruktion erforderlich, Arbeitssicherheit: Schallschutz beachten, Partikelbildung möglich

Rotationsschweissen

kurze Zykluszeit, Schweissvorrichtung improvisierbar (Drehbank)

rotationssymmetrische Naht erforderlich, Partikelbildung möglich

Vibrationsschweissen

kurze Zykluszeit, geeignet für grosse Teile, energieeffizient

Partikelbildung möglich, gute mechanische Festigkeit

Tabelle: Bewertung ausgewählter industrieller Schweissverfahren [1]

spezifische Anforderungen an die Schweissnahtgeome­trie gestellt werden: Ein sichtbarer Schweisswulst darf nicht vorkommen, eine Schweisswulst darf keine Kerbwirkung begünstigen oder der Schweissprozess darf auf keinen Fall Partikelbildung zur Folge haben, der die Umgebung kontaminieren könnte. Dieser Punkt ist insbesondere im Umfeld der Medizintechnik zu beachten. Verschiedene Anwendungen erfordern die vollständige Rückverfolgbarkeit innerhalb der gesamten Prozesskette. Hier kommen automatisierbare Technologien zum Einsatz, die ebenfalls die Prozessstabilität überwachen. Abschliessend muss ebenfalls die

Wirtschaftlichkeit beachtet werden: Neben dem Initialaufwand, der finanziell und «in die Erarbeitung» der Technologie investiert wird, muss der Zy­k luszeit sowie allenfalls dem Energieaufwand Aufmerksamkeit geschenkt werden.

das Verständnis von Stärken und Schwächen der einzelnen Technologien.

Literatur [1] Ehrenstein, G.: Handbuch Kunststoff-Verbindungstechnik. Carl Hanser Verlag. München 2004.

Gesamtbetrachtung Die Wahl des geeigneten Schweissverfahrens bei Kunststoffen ist keineswegs ein Kaffeepausenentscheid. Eine Vielzahl von Randbedingungen müssen berücksichtigt und gewichtet werden. Grundvoraussetzung ist ein grundlegendes Verständnis des Schweissprozesses und insbesondere

Kontakt KATZ Schachenallee 29 CH-5000 Aarau +41 62 836 95 36 info@katz.ch www.katz.ch

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HAUG BIEL AG Johann-Renfer-Str. 60 Postfach CH-2500 Biel/Bienne 6 Tel.: +41 (0) 32 344 96 96 Fax: +41 (0) 32 344 96 97

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KUNSTSTOFF XTRA

Fügetechnik

Ultraschallschweissen für die Materialien von morgen

Fügetechnik für den automobilen Leichtbau Leichtbau ist ein wichtiger Trend in der Automobilindustrie. Neben der Gewichtsreduzierung sind dadurch auch signifikante Kosteneinsparungen möglich. Traditionelle Schweiss- und Klebeverfahren stossen allerdings bei Wandstärken unter 3 mm und der Forderung nach hochwertigen Oberflächen an ihre Grenzen. Als technisch und wirtschaftlich überzeugendes Fügeverfahren setzt sich deshalb immer öfters die Ultraschalltechnologie durch.

«Das Ultraschall-Kunststoffschweissen kann bei praktisch allen thermoplastischen Kunststoffen eingesetzt werden. Neben dem bewährten longitudinalen Schweissverfahren bietet Telsonic das torsionale Ultraschallschweissen mit Soniqtwist, das sich durch geringe Bauteilbelastung auszeichnet», erläutert Claus Regenberg, Geschäftsführer bei Telsonic Deutschland.

Seine Leistungsfähigkeit hat das von Telsonic entwickelte und patentierte Verfahren in zahlreichen Anwendungen bewiesen, zum Beispiel bei Fahrzeugstossfängern aus Polypropylen (PP). «Hier ermöglicht das torsionale Ultraschallschweissen die Wandstärke signifikant auf weniger als 2,5 mm zu reduzieren», ergänzt Regenberg. Magna Exteriors beispielsweise, ein global agierender Tier-1-Zulieferer von Verkleidungskomponenten und -systemen, setzt das Verfahren seit 2017 im Produktionsprozess ein und wurde im Folgejahr dafür mit dem Automobil SPE und ACE Innovation Award ausgezeichnet (Platz 1: Kategorie «Enabler Technology»).

Wohin geht die Reise?

Gewichts- und Kostenreduzierung bei gleichzeitig mehr Funktionen, die es in die Fahrzeuge zu integrieren gilt, werden den Leichtbau im Automobilbau weiter vorantreiben. Dabei spielen Themen wie autonomes Fahren und alternative Antriebskonzepte eine wichtige Rolle. «Stossfänger Ellen-Christine Reiff, M.A. und Dipl.- Wirt. Ing. (FH) Alex Homburg, beide Redaktionsbüro Stutensee, www.rbsonline.de 1

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Bild: Volkswagen AG

Ellen-Christine Reiff, Alex Homburg 1

Der ID.Roomzz soll 2021 als Elektro-SUV auf den Markt kommen.

sind heute weit mehr als eine Verkleidung», betont Dr. Joseph Laux, Technologieexperte und ehemals Global Director of Material Science bei Magna Exteriors. «Es wird z.B. immer mehr Sensorik integriert; gleichzeitig steigen die Anforderungen an das Design, wobei heutige und zukünftige Leichtbaumaterialien viel gestalterische Freiheit bieten. Dabei sind auch ästhetische Merkmale für das Gesamtfahrzeug von zentraler Bedeutung, z.B. eine bündige Aussenhaut und mit geringeren Spaltmassen.»

Intelligente Stossfänger und Seitenschweller «Aufgrund einiger der neuen Fahrzeugdesigns, die von den Erstausrüstern eingeführt wurden, stellen wir eine grosse Veränderung bei der Entwicklung von

Frontstossstange und Grill fest», fährt Laux fort. «Die neuen Designs deuten auf eine Konvergenz hin, bei der die Stossfänger grösser und die Grills in Sensorhalter verwandelt werden. Die Menge der auf der Rückseite der Stossfänger angebrachten Bauteile wird zunehmen, um die innovativen Technologien mit Bezug auf Sicherheit und Komfort zu unterstützen.»

Auch bei Seitenschwellern gibt es neue Trends. Während sie bei Limousinen und Coupés nie ein Hingucker waren hat sich dies mit dem Siegeszug der SUVs verändert. Die Seitenschweller (Rocker-Panels) sind heute ein wichtiges Stilelement. «Sie sind zu einem Design Statement geworden und nicht nur ein Schutz für das Metall darunter», ergänzt Laux. «Es ist weitaus billiger, eine beschädigte Kunststoffverkleidung zu ersetzen, als eine beschädigte Metallkarosserie zu reparieren.» Auch hier 9/2019

KUNSTSTOFF XTRA

Fügetechnik Made in Switzerland

Bild: Telsonic

Druckwassergerät

Torsionales Ultraschallschweissen – eine industriell bewährte Technologie für lackierte, dünnwandige Stossfänger mit Klasse A Oberflächen.

spielt zukünftig ein funktionsintegrierendes Design eine grössere Rolle und benötigt robuste und preiswerte Befestigungen, z.B. für Halter und Clips für Sensoren oder Beleuchtungen, die mit Ultra­ schallschweis­sen einfach zu industrialisieren sind.

Heckklappen und Kotflügel aus Kunststoff Heckklappen sind aktuell das mit Abstand am schnellsten wachsende Segment für Kunststoffaussenverkleidungen, insbesondere für SUVs. Hier stehen Materialvalidierung mit Soniqtwist und tiefere Unter­ suchungen aktueller Prozesse an, z. B. Flammenbehandlung, Haftgrundierung, 2K-Polyurethanklebstoff. Claus Regenberg berichtet: «Unser Ziel ist es, die benötigten Halterungen sowohl auf der Innen- als auch auf der Aussenseite der Heckklappe mit unseren Ultraschall-Systemen verlässlich und preiswert zu schweissen».

Aber auch bei Kotflügeln zeichnet sich eine Wende ab. Heute werden vordere und hintere Kotflügel aus gestanztem Metall hergestellt und durch die OEM-Lackiererei geführt. Dieses Fertigungskonzept verändert sich jetzt durch den Trend zu globalen System-Plattformen, die an mehreren Standorten weltweit hergestellt werden. «Solche neuen OEM-Presswerke und Lackierereien sind die heute wichtigen Investitionsgüter mit Gewinnschwellen in der Grössenordnung von 10 bis 15 Jahren», weiss Dr. Laux. In Verbindung mit den neuen Autodesigns sind damit Kunststoffkotflügel ein interessantes Wertversprechen.

9/2019

Neue Materialien fordern alternative Fügetechnik Mit dem Trend zu leichteren Materialien werden OEMs und Systemlieferanten ständig aufgefordert, diese neuen Materialien zu testen, zu validieren und in ihre Autos und Autokomponenten umzusetzen. Dies – gepaart mit grossen Investitionen der Materiallieferanten, um eine tragfähige Kreislaufwirtschaft aufzubauen – hat zu einem erhöhten Bewusstsein geführt, mehr über diese neuen Materialien und die zu ihrer Kommerzialisierung erforderlichen Prozesse (z. B. Formen, Lackieren, Fügen) zu erfahren.

«Der Leichtbau ist ein weites Feld, in dem sich die Ultraschall-Fügetechnik auch zukünftig beweisen wird», fährt Laux fort. «Es gilt also alle neuen Materialien – z.B. mit Nanopartikel-, Glasfaser- oder recyclebarer Carbonverstärkung – zu testen. Dabei müssen auch neue Verfahren miteinbezogen werden wie 3D-Druck und Compound-Techniken für Werkstoffe «nach Mass», die sich hier immer stärker etablieren werden.» Als Pionier in der Ultraschalltechnologie ist Telsonic gut aufgestellt, um auch für zukünftige Anwendungsfälle serientaugliche Ultraschalllösungen zu entwickeln. Erste Tests mit neuen Leichtbaumaterialien verliefen bereits erfolgreich.

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Circular Economy

VDMA-Interview-Serie

Mit gutem Beispiel vorangehen

Die EU geht daran, die Kreislaufwirtschaft zu implementieren und Recycling voranzutreiben. Anderswo in der Welt ist das nicht so. Macht es da Sinn, in Europa in diesem Tempo voranzuschreiten?

Dr. Christoph Steger: Das macht auf jeden Fall Sinn. Wenn niemand beginnt, wird niemand folgen. Wir Europäer sollten mit gutem Beispiel vorangehen. Die Unternehmen in unserer Industrie sind heute weltweit vernetzt. Das ist eine Riesenchance, von Europa aus dazu beizutragen, die Situation in anderen Regionen wie Asien zu verbessern. Zum Beispiel indem dort Sammelsysteme nach europäischem Vorbild aufgebaut werden. Als einzelnes Unternehmen haben wir ja nur begrenzt Einfluss. Genau deshalb haben wir uns auch der New Plastics Economy-Initiative der Ellen Mac Arthur Foundation angeschlossen. Auch sie vernetzt die weltweiten Akteure und verschafft unserem gemeinsamen Anliegen mehr Gehör. Es ist aber auch so, dass wir in Europa noch viel Optimierungspotenzial haben. Noch immer werden in vielen Ländern Europas Kunststoffabfälle deponiert. Das ist eine enorme Verschwendung von wertvollen Rohstoffen.

Was sehen Sie als grösste Herausforderung?

Steger: Um die Kreislaufwirtschaft wirklich voranzutreiben, brauchen wir ein sortenreines Sammelsystem. Das haben wir heute noch nicht. Es reicht nicht, einfach alle Kunststoffabfälle in den Gelben Sack zu stecken. Die Vorschriften darüber, was hineingehört und was nicht, sind von Kommune zu Kommune verschieden. Da kommen Kunststoffe zusammen, die man aufgrund ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften gar nicht miteinander 30

Bild: Engel

Bilder von verschmutzten Stränden, Gewässern und Meeren gehen einem nicht mehr aus dem Kopf. In unserer VDMA-Interview-Serie kommen verschiedene Marktplayer zu Wort. Dr. Christoph Steger, CSO Engel Austria GmbH, plädiert dazu, dass Europa mit gutem Beispiel vorangeht. Der österreichische Maschinenbauer machte selber einen ersten Schritt, indem er sich der New Plastics Economy-Initiative der Ellen Mac Arthur Foundation angeschlossen hat.

Dr. Christoph Steger: Noch immer werden in vielen Ländern Europas Kunststoffabfälle deponiert. Das ist eine enorme Verschwendung von wertvollen Rohstoffen.

verwerten kann und dann ist das Resultat oft ist ein minderwertiges Produkt. Um hochwertige Produkte herzustellen, und das muss das Ziel im Sinne des Ressourcenschutzes sein, müssen gleichartige Kunststoffe verwertet werden und dazu müssen sie von vornherein getrennt gesammelt werden.

«Industrie 4.0 ist ein wichtiger Wegbereiter der Kreislaufwirtschaft.»

Was halten Sie von chemischem Recycling?

Steger: Chemisches Recycling steckt in den Kinderschuhen. Es gibt erste Ansätze und erste Anlagen, die in Betrieb genommen wurden. Da sind vor allem die Rohmaterialienhersteller gefragt. Aber auch dort wird man eine gewisse Vortrennung benötigen, um vernünftig chemisch recyceln zu können.

Ist die Kreislaufwirtschaft ein Innovationstreiber?

Steger: Sie ist ein starker Innovationstreiber und eine Chance für europäische Unternehmen, hier als Vorreiter auch die Technologieführerschaft weiter zu behaupten. So ist zum Beispiel Industrie 4.0 ein wichtiger Wegbereiter der Kreislaufwirtschaft. Wir werden auf der K zeigen, wie sich bei der Verarbeitung von Rezyklat mit Hilfe intelligenter Assistenz Schwankungen im Rohmaterial zuverlässig ausgleichen lassen. Diese Innovation macht es möglich, Rezyklate breiter und eben auch für höherwertige Anwendungen einzusetzen. Ein weiteres Beispiel ist der thermoplastbasierte Composite-Leichtbau, den sowohl die Automobilhersteller als auch die Flugzeugbauer verstärkt nachfragen, weil damit zukünftig auch Faserverbundbauteile recyclebar sein werden. Auch hierzu präsentieren wir auf der K eine Anwendung. In erster Linie ist die Kreislaufwirtschaft aber eine Verpflichtung, wertvolle Ressourcen zu schonen und zu verhindern, dass Kunststoffe in die Umwelt entsorgt werden. Dafür brauchen wir innovative Ideen und Lösungen, und es ist wichtig, dass alle an einem Strang ziehen. Ich setze auf das Schneeballprinzip.

Ist die K eine gute Plattform, um diesen Schneeball ins Rollen zu bringen?

Steger: Die K ist auf jeden Fall eine gute Plattform, um zu zeigen, was heute schon technisch geht und was in wenigen Jahren möglich sein wird. Am Ende des Tages darf man aber nicht vergessen, dass die K eine Fachmesse ist und die Unternehmen der Kunststoffindustrie allein einen Kreislauf nicht in Gang setzen können. Wichtig ist, dass wir unter anderem auch die Entsorger und vor allem die Konsumenten mitnehmen.

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KUNSTSTOFF XTRA

Verpackungen machen als Gruppe den grössten Teil des Kunststoffmülls aus. Haben wir zu viele Verpackungen? Gibt es Alternativen?

Steger: Verpackungen dienen dazu, das Produkt so zu schützen, dass es auf dem Weg vom Hersteller über den Handel bis zum Konsumenten nicht kaputt geht. In der Praxis spielen aber auch andere Faktoren eine Rolle, wie Marketing und Logistik.

Zahnpastatuben sind beispielsweise in Kartons leichter zu stapeln. Die Notwendigkeit dieser Umverpackungen gilt es tatsächlich strenger zu hinterfragen. Wie es das Beispiel Zahnpasta zeigt, betrifft dies allerdings nicht nur Umverpackungen aus Kunststoff-, sondern auch zum Beispiel aus Karton. Was Alternativen, also alternative Verpackungsmaterialien, betrifft, muss genau abgewogen werden. Gerade im Lebensmittelbereich sind Kunststoffverpackungen meistens am effizientesten – in der Energie- und Materialbilanz, bei der Herstellung und beim Transport. Die Umkehr vieler Verbraucher zu Glasverpackungen derzeit bewirkt gerade das Gegenteil dessen, was eigentlich angestrebt wird.

Welche Rolle kommt der Politik bei der Durchsetzung der Kreislaufwirtschaft in Europa zu?

Steger: Der Politik kommt eine entscheidende Rolle zu. Bislang nimmt sie sie aber nicht gut wahr. Kunststoffprodukte zu verbieten, ist keine Unterstützung der Kreislaufwirtschaft. Wenn man Strohhalme aus Kunststoff verbietet, kommen welche aus Papier auf den Markt, die mit vielen chemischen Additiven versetzt sind und zudem eine schlechtere CO2-Bilanz aufweisen. Das ist ja genau das, was Kreislaufwirtschaft nicht will. Ausserdem trägt die Politik mit Produktverboten zur weiteren Emotionalisierung des Kunststoffthemas bei, anstatt sich intensiver an der Aufklärung der Verbraucher zu beteiligen.

Und was wünschen Sie sich konkret?

Steger: Ganz konkret wünschen wir uns Massnahmen, die besser auf die Situation in unserem Land zugeschnitten sind. Zu den vorrangigen Themen hier in Österreich oder auch in Deutschland gehört, dass wir die Recyclingkapazitäten aufstocken und dafür sorgen, dass Rezyklate breiter eingesetzt werden können. Dafür 9/2019

Circular Economy

Interview-Serie

Kreislaufwirtschaft Bereits erschienen: – KX7-8/2019: Geschlossene Kreisläufe lösen Müllproblem, Thorsten Kühmann, VDMA, Frankfurt a. M. (D) ist es zudem wichtig, die Vorgaben, für welche Produkte aufbereitete Kunststoff­ abfälle eingesetzt werden dürfen und für welche nicht, neu zu definieren. Für Lebensmittelverpackungen oder in der Me-

dizintechnik haben Rezyklatverbote ihren Sinn, bei Mülltonnen beispielsweise aber nicht. Darüber hinaus müssen wir daran arbeiten, dass die Verbrennung von Kunststoffabfällen zur Energie- und Wärmeerzeugung ihr schlechtes Image verliert.

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Bei parallelen Kreisläufen besteht die Gefahr, dass Veränderungen im Durchfluss unerkannt bleiben, da sich der Medienstrom auf die übrigen Kanäle aufteilt. Die externen Durchflussmesser Flow-5 überwachen parallel geschaltete Medienkreisläufe und erkennen Veränderungen frühzeitig, bevor Ausschuss entsteht.

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Circular Economy

VDMA-Interview-Serie

Kreislaufwirtschaft bringt Wettbewerbsvorteil

Alle Player entlang der Kunststoff-Wertschöpfungskette schliessen sich in Europa zusammen, um einen funktionierenden Kreislauf in Gang zu setzen. Anderswo gibt es diese Initiative nicht. Hat Europa bald einen Wettbewerbsnachteil?

Thomas Herrmann: Ein funktionierender Kreislauf für Kunststoffe ist eng verbunden mit dem Streben nach Nachhaltigkeit, reduziertem Ressourceneinsatz und stofflicher Wiederverwertung. Das Wissen um diese Prozesse und die Entwicklung der erforderlichen Technologien wird Europa eher einen Wettbewerbsvorteil bringen, da sich auch andere Regionen künftig mit diesen Themen auseinandersetzen müssen und somit die europäische Industrie und Forschungslandschaft neue Exportfelder besetzen kann. Das gilt für Maschinen und Anlagen genauso wie für die Prozesstechnik.

Was kann Herrmann Ultraschall als Glied in der Wertschöpfungskette tun? Auf wen oder was haben Sie Einfluss?

Herrmann: Die von uns entwickelten Maschinen und Komponenten zur Verbindung von Kunststoffen kommen ohne Zusatzstoffe wie Klebstoff oder zusätzliche Elemente wie Schrauben aus und tragen allein dadurch zur Vermeidung von unnötigem Materialeinsatz und Mischmaterialverbunden bei. Dazu ist das Ultraschallschweissen im Vergleich zu anderen Fügeverfahren sehr energieeffizient, das heisst, beim Schweissvorgang wird nur wenig Energie zugeführt. Ressourcen werden also geschont. Ultraschall-Fügetechnik funktioniert auch mit Bauteilen aus recycelten Granulaten und auch verschiedenen Bio-Kunststoffen.

Kunststoffverpackungen, die als Plastikteppiche auf den Weltmeeren von der Öf32

Bild: Herrmann

Ein weiterer Marktplayer der Wertschöpfungskette innerhalb der Kreislaufwirtschaft ist die Herrmann Ultraschalltechnik GmbH & Co. KG. CEO Thomas Herrmann sagt in der Interview-Serie, wie sein Unternehmen mit der Thematik umgeht und welche Rolle Biokunststoffe spielen.

Eine EU-Verordnung würde sicherlich helfen, die Verwendung von Bio- oder recycelten Kunststoffen zu steigern.

fentlichkeit wahrgenommen werden, sind zur Zielscheibe der Kritik geworden. Wie gehen Sie mit dieser Kritik um?

Herrmann: Natürlich ist die Verschmutzung der Meere mit Kunststoffabfällen tragisch und nicht akzeptabel, resultiert aber aus dem falschen Umgang mit dem Abfall und nicht aus dem Produkt Kunststoffverpackung selbst. Kunststoffverpackungen stellen einen wichtigen Beitrag zur Sicher-

«Ultraschall-Fügetechnik funktioniert auch mit Bauteilen aus recycelten Granulaten und Bio-Kunststoffen.» stellung der Ernährung einer schnell wachsenden Weltbevölkerung dar und reduzieren dabei den Einsatz natürlicher Ressourcen. Ungefähr ein Drittel aller erzeugten Lebensmittel verdirbt auf dem Weg von der Erzeugung bis hin zur Verar-

beitung, das heisst bevor sie überhaupt verpackt werden können. Die richtige Kunststoffverpackung, deren Gewicht und CO2-Fussabdruck nur einen Bruchteil des zu schützenden Lebensmittels ausmacht, hilft dabei, diese Verschwendung zu vermeiden. Aber es gibt auch bei uns noch Verbesserungspotenzial. Die Zahl der unnötigen Einwegverpackungen muss reduziert werden und auch so manche Sekundärverpackung muss auf den Prüfstand.

Können Bio-Kunststoffe der Rohstoff der Zukunft sein?

Herrmann: Wir denken, dass Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen zukünftig an Bedeutung gewinnen werden. Sie müssen neben verfahrenstechnischen und hygienischen auch ethischen Anforderungen genügen. Es muss überlegt werden, ob sie nicht auf Flächen erzeugt werden, die dann der Produktion von Lebensmitteln fehlen. Allerdings werden diese Materialien das Thema Umweltverschmutzung nicht lösen, da sie nicht vollständig unter natürlichen Bedingungen abgebaut werden können.

Welche wirtschaftlichen Vorteile bietet die Kreislaufwirtschaft?

Herrmann: Das absehbare Ende der Verfügbarkeit fossiler Energieträger wird zu einem deutlichen Anstieg der Kosten für die Förderung führen. Der klimaschädliche Einfluss ist schon heute spürbar und birgt grosse wirtschaftliche Risiken. Aus diesen Gründen kann eine Kreislaufwirtschaft nur wirtschaftliche Vorteile bringen, da insbesondere Aufwände für Förderung und Herstellung, aber auch für die Behebung von Schäden und zur Renaturierung sinken. Es ist eine Situation, in der alle nur gewinnen können, die Wirtschaft, die Umwelt und die ganze Menschheit. Aktuell ist es so, 9/2019

KUNSTSTOFF XTRA

Circular Economy

dass aufbereitetes Granulat teurer ist als Neuware. Die Motivation aus wirtschaftlicher Sicht ist also eher gering, dieses zu verwenden. Erlaubt unsere Technologie entscheidende Vorteile gegenüber anderen Fügeverfahren, wird es natürlich spannend. Eine EU-Verordnung würde sicherlich helfen, die Verwendung von Bio- oder recycelten Kunststoffen zu motivieren und zu steigern.

Interview-Serie

Kreislaufwirtschaft Bereits erschienen: – KX7-8/2019: Geschlossene Kreisläufe lösen Müllproblem, Thorsten Kühmann, VDMA, Frankfurt a. M. (D) Acht nehmen. Nicht zuletzt sind einheitliche europäische Standards erforderlich, um als europäischer Lebens- und Wirtschaftsraum der Kreislaufwirtschaft den Weg in eine erfolgreiche Zukunft zu ermöglichen.

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Was sollte die Politik zur Förderung der Kreislaufwirtschaft noch tun?

Herrmann: Die Rolle der Politik besteht darin, Rahmenbedingungen unter Berücksichtigung des globalen Wettbewerbs bereitzustellen. Wir brauchen Regulierung, denn die Erfahrung zeigt, dass Reaktionen des Marktes am ehesten durch gesetzliche Vorgaben zu erreichen sind. Allerdings muss man sich vor Überregulierung in

Energiekosten Energiekosten

Inwieweit begünstigt die Digitalisierung die Durchsetzung der Kreislaufwirtschaft?

Herrmann: Die Digitalisierung ist dafür die Voraussetzung. Kunststoffe, die in einem Kreislauf zirkulieren, werden keine konstanten, immer gleichbleibenden Ei-

genschaften aufweisen. Je besser die digitale Signatur des Roh- oder Werkstoffes ist und je mehr Daten aus den einzelnen Verarbeitungsschritten verwendet werden können, desto besser funktionieren Rezyklierungsschritte. Mit anderen Worten, entlang der Wertschöpfungskette müssen durchgängig alle Informationen vorhanden sein, dann werden die richtigen zusätzlichen Prozessschritte zur Kreisschliessung überhaupt erst möglich.

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Circular Economy

Kreislaufwirtschaft stabilisieren

Potenziale ausschöpfen durch digitale Lösungen

Die Wiederaufbereitung von Kunststoffen ist in den letzten Jahren technisch immer weiter fortgeschritten. Dennoch liegt der Anteil von Rezyklaten in Deutschland nur bei 12,3 % der verarbeiteten Kunststoffmenge. In der Schweiz sind es laut der jüngsten Erhebung durch den Verband Swiss Plastics 13 %. Grosse Probleme bestehen momentan noch bei der Rückführung geeigneter Kunststoffabfälle und bei der Verfügbarkeit qualitativ hochwertiger Rezyklate. «Die zu entwickelnde digitale Anwendung soll Wiederaufbereitern von Kunststoffabfällen und Kunststoffverarbeitern ermöglichen, für ihre Anforderungen geeignete Sekundärkunststoffquellen zu identifizieren und langfristige Liefersicherheiten zu erzielen. Hierfür müssen zuverlässige Informationen zu Mengen-, Qualitätsdaten und Verfügbarkeitszeitpunkten zusammenfliessen und adressatenspezifisch aufbereitet werden», erläutert SKZ Wissenschaftler Dr. Hermann Achenbach.

Prozessintegrierte Qualitätssicherungsmethoden Im Projekt sollen zudem prozessintegrierte Qualitätssicherungsmethoden für die Herstellung von Regranulaten weiterentwickelt werden. Hierdurch erhalten Wiederaufbereiter zusätzlich zu ihren Laborprüfungen die Möglichkeit, die Qualität ihrer späteren Produkte bereits im Prozess durchgehend zu überwachen.

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Bild: SK Z

In einem im Juni 2019 gestarteten Kooperationsprojekt arbeitet das SKZ mit Partnern an einer digitalen Anwendung, um den Abfall- und Rezyklatmarkt im Sinne einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft zu stabilisieren.

Die angestrebte Systemlösung soll den Akteuren der Branche zur Verfügung gestellt werden, um vertrauensvolle Wertschöpfungsnetzwerke bilden zu können.

Eine digitale Anwendung soll dabei helfen, den Abfall- und Rezyklatmarkt im Sinne einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft zu stabilisieren.

Das SKZ ist Mitglied der Zuse-Gemeinschaft. Diese ist ein Verbund unabhängiger, industrienaher Forschungseinrichtungen, die das Ziel verfolgen, die Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der Industrie, insbesondere des Mittelstandes, durch Innova­tion und Vernetzung zu verbessern.

Neben der Projektleitung durch das Wuppertal Institut sind das SKZ sowie die ITExperten Infosim, das Forschungsinstitut für Rationalisierung (FiR) sowie die Kunststoffwiederaufbereiter Hoffmann & Voss GmbH und MKV GmbH am Projekt beteiligt.

Das Projekt «Di-Link: Digitale Lösungen für industrielle Kunststoffkreisläufe» wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Projektverbunds «Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Innovative Produktkreisläufe» gefördert.

Kontakt FSKZ e. V. Dr. Hermann Achenbach Frankfurter Straße 15-17 D-97082 Würzburg +49 931 4104-266 h.achenbach@skz.de, www.skz.de

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KUNSTSTOFF XTRA

Forschung/Entwicklung

Energiespeicher

Kabelloser Mikromotor aus verdrillter Faser

Torsten Fischer1 Der «Trick» der Forscher, um eine hohe Energiedichte bei der Speicherung zu erreichen, besteht hauptsächlich darin, den Kunststoff mit winzigen Blättchen aus Graphenoxid zu versteifen. Hauptautor Jinkai Yuan, der an der Université de Bordeaux forscht, erklärt: «In den Experimenten zeigte sich, dass Graphenoxid den KohlenstoffNanoröhrchen überlegen ist.» Durch die günstige Orientierung der Nanoblättchen zur Deformationsrichtung der Faser und deren eigener Verformung wird mit Graphenoxid ein höheres Drehmoment erreicht.

Professor Andreas Lendlein, Mitautor des «Science»-Artikels und Leiter des HZG-Instituts für Biomaterialforschung in Teltow, erläutert: «Die Anzahl der Drehungen, die der Mikro-Fasermotor ausführen kann, und der Temperaturbereich, in dem diese Bewegung ausgelöst wird, können vorbestimmt werden». Die sogenannte Schalttemperatur, bis zu der die Drehspannung bewahrt wird, kann in weiten Grenzen Dr. Torsten Fischer, Leiter Presseund Öffentlichkeitsarbeit, HelmholtzZentrum Geesthacht

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Schematische Darstellung: HZG/Oliver Gould

Einen hocheffizienten Mikromotor und zugleich Energiespeicher haben Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Université de Bordeaux im Fachmagazin «Science» vorgestellt. Der Mikromotor besteht aus einer Kunststoff-Mikrofaser, die bei Raumtemperatur steif ist. Erwärmt wird die Faser elastisch und kann verdrillt werden – wie bei einem Modellflugzeug mit Gummiband. Wieder abgekühlt behält die Faser aber anders als Gummi ihren verdrillten Zustand bei; so lange, bis man sie am Einsatzort erneut erwärmt. Die Drehspannung kehrt zurück, das bewegliche Ende beginnt sich zu drehen und der «Mikrofaser-Motor» kann als Antrieb dienen.

In der Polyvinylalkohol-Mikrofaser sind Graphenoxidblättchen eingelagert. Diese versteifen die Faser in der Bewegungsrichtung und sorgen so für einen Energiespeicher.

über die Temperatur festlegt werden, bei der die Faser zuvor verdrillt wurde. Bei dem untersuchten Fasermaterial, dem Polyvinylalkohol, hat sich eine Programmiertemperatur von 80 Grad Celsius als besonders günstig erwiesen. Hier können 80 % der durch die Verdrillung der Faser programmierten Drehungen wieder abgerufen werden. Für künftige medizinische Anwendungen kann man aber auch mit

einem Kunststoff arbeiten, der bei Körpertemperatur schaltet.

«Dieses Ergebnis ist ein wichtiger Schritt hin zu vielen Anwendungen – wie Mikro­ roboter oder gar autonome Systeme, bei denen die Programmierung beispielsweise mit Windkraft erfolgen könnte», so Andreas Lendlein.

Mit ihrem einfach aufgebauten Motor füllen die beiden beteiligten Forschergruppen in Bordeaux und in Teltow bei Berlin in der Tat eine Marktlücke. Denn für viele Zwecke ist ein Elektromotor zu schwach, zu gross, zu wenig robust – und er benötigt Strom- und Steuerungskabel. Bei den bisherigen Versuchen mit Fasern waren wiederum Rotationsgeschwindigkeit, Drehmoment und Rotationswinkel zu klein. Vor allem aber liess die gewichtsbezogene Energiedichte zu wünschen übrig. Beim Mikrofaser-Motor ist sie 60-mal höher als bei natürlichen Skelettmuskeln.

Kontakt Institut für Biomaterialforschung Helmholtz-Zentrum Geesthacht Prof. Andreas Lendlein +49 3328 352-450 andreas.lendlein@hzg.de www.hzg.de

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35 DIE EINHEIT FÜR IHREN ERFOLG

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Wirtschaft

Studie: Hohe Lagerbestände wirken sich auf Schweizer Export aus

Höchste Lagerbestände seit 2012 Seit Mitte 2018 horten europäische Unternehmen – grosse Firmen ebenso wie mittelständische – ungewöhnlich hohe Lagerbestände. Im März 2019 erreichte die Lagerbestandsquote in der Eurozone (basierend auf den Auftragseingängen der Industrie gemäss Einkaufsmanagerindex, EMI) einen neuen Rekordwert – den höchsten Stand seit 2012 und höher als irgendwo sonst auf der Welt. Zu diesem Schluss kommt die aktuelle Studie von Euler Hermes.

Am stärksten aufgestockt haben neben spanischen und italienischen vor allem die deutschen Unternehmen. Die Gründe für die überquellenden Lager sind die steigenden globalen Unsicherheiten, insbesondere ab der zweiten Jahreshälfte 2018, der schwächelnde Welthandel sowie die Nachfrage, die sich in einigen Branchen noch schwächer entwickelt hat, als zunächst erwartet.

Das Horten der europäischen Unternehmen betrifft in der Folge auch die Exportnation Schweiz, wie Stefan Ruf, CEO von Euler Hermes Schweiz, erläutert: «Die gestiegenen Lagerbestände in der Eurozone werden zu weniger Bestellungen von europäischen Abnehmern in der Schweiz führen. Dies dürfte für die Schweizer Exportindustrie spürbar werden.»

Weltmeister sind Spanien, Deutschland und Italien Bei grossen Unternehmen im verarbeitenden Gewerbe in der Eurozone stiegen 2018 die durchschnittlichen «Days Inventory Outstanding» (DIO) – also die Zeitspanne, die ein Unternehmen benötigt, um seine Bestände in Umsatz umzuwandeln – um vier Tage auf 52 Tage (2017: 48

Tage). Den grössten Lageraufbau wiesen dabei Unternehmen in Spanien (+11 Tage) und Deutschland (+6 Tage) auf.

Auch die kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) in Europa legten bei den Lagerbeständen deutlich zu. Die durchschnittlichen DIO stiegen um vier Tage auf 58 Tage. Die grössten Zuwächse verzeichneten Mittelständler in Italien (+9 Tage) und Deutschland (+6 Tage).

Hohe Lagerbestände kosten viel Geld «Die Rekordbestände erfordern entsprechende Gegenmassnahmen», sagt Kai Gerdes, Direktor Analyse bei Euler Hermes Rating. «Das bedeutet, dass wir Anpassungen sowohl bei der Produktion als auch bei den Preisen sehen werden, um den Abverkauf zu beschleunigen. Schliesslich kosten hohe Lagerbestände neben Platz vor allem viel Geld.»

Deutliche Spuren für Inflation und Wirtschaft in Sicht Tatsächlich bewerteten die im Juni 2019 befragten europäischen Unternehmen des verarbeitenden Gewerbes den aktuellen

Lagerbestand selbst als «zu gross». «Wir schätzen, dass der Lagerbestand in Europa derzeit zwischen 20 % und 30 % über dem liegt, was normal wäre», sagt Gerdes.

«Das ist erheblich und der Abbau hinterlässt voraussichtlich deutliche Spuren bei Inflation und Wirtschaftswachstum: Die Inflationsrate würde mit den Anpassungen sowohl 2019 als auch 2020 sinken. Zudem dürften die ‹Hamster-Lager› das Wachstum des Bruttoinlandsprodukts (BIP) im Euroraum 2019 negativ beeinflussen. Dieses dürfte um 0,3 Prozentpunkte (pp) auf +1,2 % sinken. 2020 ist dann wieder eine leichte Erholung in Sicht.»

Die Studie von Euler Hermes und dessen Rating Service «Trib Rating» entstand in Zusammenarbeit mit Moody’s für europaweit einheitliche Ratings für mittelständische Unternehmen.

Kontakt Euler Hermes Schweiz Richtiplatz 1 CH-8304 Wallisellen +41 44 283 65 65 info.ch@eulerhermes.ch www.eulerhermes.ch

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KUNSTSTOFF XTRA

Wirtschaft

Medizintechnikbranche durchbricht die 30-Mrd.-Euro-Umsatzmarke

Digitalisierung verspricht neues Wachstum

Aufgrund einer geänderten Berechnungsgrundlage liegen keine differenzierten Vergleichsdaten zur Umsatzentwicklung vor, z.B. bei der Entwicklung des Inlandsumsatzes. Der Industrieverband Spectaris geht allerdings davon aus, dass der Umsatz im Vergleich zu 2017 insgesamt um rund zwei bis drei Prozent zulegen konnte. Positiv entwickelt hat sich auch die Zahl der Betriebe mit mehr als 20 Beschäftigen (1352 / +3,2 Prozent) und die Anzahl der Beschäftigten (143 200 / +3,9 Prozent).

Für das laufende Jahr 2019 rechnet Spectaris erneut mit einer Steigerung von zwei bis drei Prozent.

Export ist von zentraler Bedeutung «Medizintechnik ist weiterhin ein überdurchschnittlich starker Motor der deutschen Wirtschaft, auch wenn die Entwicklung nicht alle Erwartungen erfüllt hat», stellt Spectaris-Geschäftsführer Jörg Mayer klar. Bei einer Exportquote von rund 65 Prozent ist das Auslandsgeschäft von zentraler Bedeutung für die Hersteller. Aufgrund zunehmender Handelshemmnisse und des Brexits ist der Exportzuwachs im vergangenen Jahr mit einem Plus von 3,3 Prozent moderat ausgefallen. Während die Nachfrage aus der Volksrepublik China unverändert hoch war (+12,3 Prozent), bewegten sich die Zuwachsraten für Ausfuhren in die USA (+3,9 Prozent) und nach Frankreich (+3,5 Prozent) auf einem nie­ drigeren Niveau. Die Exporte nach Grossbritannien stagnierten (-0,4 Prozent), bei der Türkei zeigte sich sogar ein deutlicher Rückgang (-12,7 Prozent).

Auch wenn die geänderte amtliche Berechnungsgrundlage keine exakten Daten liefert, blieb nach Einschätzung von Spectaris das Inlandsgeschäft der Branche im Jahr 2018 9/2019

Quelle: Spectaris

Die deutsche Medizintechnikindustrie durchbricht zum ersten Mal die Schallmauer von 30 Milliarden Euro Umsatz, wenn auch nur knapp: 2018 erzielten die deutschen Unternehmen nach Angaben des Statistischen Bundesamtes insgesamt einen Umsatz von 30,28 Milliarden Euro.

Deutsche Medizintechnikbranche 2018

hinter der Exportentwicklung zurück. Unter mehreren Gründen sind auch die ersten Auswirkungen der neuen europäischen Medizinprodukteverordnung (MDR) zu nennen. «Wir haben immer wieder darauf hingewiesen, dass das Umsatzwachstum auf dem europäischen und heimischen Markt durch die MDR an Dynamik verlieren wird», erklärt der Vorsitzende des Spectaris-Fachverbandes Medizintechnik, Dr. Martin Leonhard. Vor zwei Jahren trat die Verordnung in Kraft, doch noch immer sind viele Fragen zur praktischen Umsetzung offen, die Probleme der Unternehmen angesichts der steigenden Bürokratie nicht gelöst. «Neben der MDR ist auch eine allgemeine konjunkturelle Eintrübung zu spüren, Investitionen werden eher zurückhaltend getätigt», so Leonard.

Umsatz mit digitalen Produkten wird massiv steigen Ein Gegengewicht zu dieser Entwicklung kann das Potenzial der Digitalisierung für neue Geschäftsmodelle sein. Laut einer Studie der Unternehmensberatung Roland Berger und Spectaris wird die Medizintechnikbranche in den kommenden Jahren

ein grosses Potenzial bei Umsätzen und Arbeitsplätzen entfalten: Laut Prognose werden die Medizintechnikunternehmen im Jahr 2028 alleine mit digitalen Produkten und Dienstleistungen einen Umsatz von 15 Milliarden Euro erzielen, aktuell sind es noch 3,3 Milliarden Euro. «Das entspricht einem jährlichen Umsatzplus von 16 Prozent in diesem Segment», betont Mayer. «Sollte es zu diesem Anstieg kommen, wird 2028 fast ein Drittel der Umsätze durch digitale Produkte erwirtschaftet.

Kein Zweifel: Hier liegt die Zukunft, denn Medizinprodukte und Services ohne digitale Komponenten dürften künftig eher die Ausnahme als die Regel sein.» Auch die Messe Medica wird wieder das Potenzial digitaler Geschäftsmodelle der Gesundheitswirtschaft in Augenschein nehmen. Sie findet vom 18. bis 21. November in Düsseldorf statt.

Kontakt Spectaris Werderscher Markt 15 D-10117 Berlin +49 3041 40 21-51 wolbeck@spectaris.de www.spectaris.de

n 37

KUNSTSTOFF XTRA

Wirtschaft

Neue CO²-Richtlinie

Wirtschaft und Arbeitsplätze sind gefährdet

«Dunkle CO²-Wolken zeigen sich am Horizont: Die europäischen Automobilhersteller müssen gemäss der Richtlinie die CO²Emissionen innerhalb von nur zwei Jahren um 20 % senken. Zum Vergleich: In den letzten 10 Jahren waren es 25 %. Das ist mehr als sportlich», sagt Ludovic Subran, Chefökonom der Euler Hermes Gruppe und stellvertretender Chefökonom der Allianz. «Hinzu kommen weitere ehrgeizige Ziele, die sie bis 2025 und 2030 erreichen sollen. Das wird ein Wettlauf mit der Zeit, den die Autobauer sehr wahrscheinlich verlieren werden.»

Die neuen Emissionsziele könnten für die Automobilindustrie nach Ansicht der Studie sogar ein katastrophales Szenario auslösen: Aktuell erfüllt kein Hersteller die geforderten Abgasnormen.

Wolken am Horizont: Hohe Geldbussen drohen Für die Autohersteller sind die neuen Richtlinien gleich in dreierlei Hinsicht eine riesige Herausforderung: industriell, finanziell und kommerziell. Die Vorschriften zwingen die Hersteller zu schnellen und drastischen Anpassungen des Antriebsstrangmixes zugunsten von alternativ angetriebenen Fahrzeugen, insbesondere Elektrofahrzeugen. Zum anderen drohen bei Nichterreichen hohe Geldbussen: Wenn man von den Zahlen von 2018 ausgeht, würden sich diese auf 30 Milliarden Euro summieren. Das entspricht der Hälfte der gesamten Nettogewinne der Automobilhersteller. Die Produktionskosten könnten bis Ende 2020 um bis zu 7 % und bis 2025 um bis zu 15 % steigen. Die vollständige Weitergabe dieser Mehrkosten an die Kunden würde zu Einbussen bei den Autoverkäufen um 9 % bis Ende 2020 und 38

Bild: Adobe Stock

Das grösste Problem der europäischen Autobauer sind aktuell weder der Brexit noch die drohenden Automobilzölle in den USA, sondern die im April verabschiedeten neuen Vorschriften der Europäischen Union (EU) zur Begrenzung der Kohlendioxid-Emissionen (CO²). Zu diesem Schluss kommt die aktuelle Studie des Kreditversicherers Euler Hermes.

Der EU-Zeitplan der CO ² -Richtlinie ist unrealistisch.

um 18 % bis 2025 führen – mit tiefgreifenden Auswirkungen auf Wirtschaft und Arbeitsplätze.

«Wenn man also vom schlimmsten Fall und den aktuell erreichten Emissionswerten der europäischen Autobauer ausgeht, würde dies sowohl das französische als auch das deutsche BIP-Wachstum in den Jahren 2019 und 2020 mit -0,1 Prozentpunkten belasten. Das würde etwa 160 000 Arbeitsplätze gefährden», sagt Subran. «Darüber hinaus würde ein zunehmender Wettbewerb der Elektrohersteller den Abwärtsdruck auf Umsätze und Margen erhöhen. Die Automobilhersteller werden jedoch ihr Bestes tun, um dieses Worst-Case-Szenario zu vermeiden – aber es wird ein Kraftakt, der manchem an die Substanz gehen wird.»

Selbst mit schneller Anpassung wird Ziel nicht erreicht Europäische Autobauer dürften nach Einschätzung der Euler Hermes Experten die vorhandenen finanziellen Puffer aufbrauchen, gleichzeitig versuchen, weiter Kosten zu senken und «Superkredite» zu nutzen.

Auch Partnerschaftsverträge und sogenannte «Pools» sowie eine weitere Konso-

lidierung in Markt werden wahrscheinliche Folgen sein.

Es ist eine fast sichere Gewissheit, dass die Automobilhersteller die geforderten CO²-Ziele nicht einhalten werden können.

Selbst mit einer schnellen Anpassungsstrategie werden sie voraussichtlich maximal ein Drittel der Ziele erreichen. Euler Hermes erwartet daher bis Ende 2020 einen Anstieg der durchschnittlichen Pw-Preise um etwa 2,6 % und in der Folge davon, einen Rückgang der Neuzulassungen um 3,1 %. Das dürfte zu einem Minus von 2,9 Mrd. Euro bei den verkauften Fahrzeugen führen und dadurch etwa 60 000 Arbeitsplätze gefährden. Doch nicht nur in der Europäischen Union, auch in der Schweiz würden diese Auswirkungen spürbar. «Unter dem Rückgang der Produktionszahlen dürfte auch die Schweizer Zulieferindustrie leiden. Diese setzt rund 12,3 Mrd. Schweizer Franken um und beschäftigt in der Schweiz 34 000 Mitarbeitende. Sie ist zurzeit noch stark auf die konventionellen Antriebssysteme ausgelegt», so Stefan Ruf, CEO von Euler Hermes Schweiz.

Angesichts der Grösse der europäischen Automobilindustrie, auf die 13 % der Produktion im verarbeitenden Gewerbe und 13,3 Mio. direkte und indirekte Arbeitsplätze entfallen, werden vermutlich Verbraucher und Regierung gefordert sein sowie Massnahmen ergriffen werden, um das Szenario abzumildern.

Kontakt Euler Hermes Schweiz Richtiplatz 1 CH-8304 Wallisellen +41 44 283 65 65 info.ch@eulerhermes.ch www.eulerhermes.ch

n 9/2019

KUNSTSTOFF XTRA

NEWs

Günter Schwank

der Kunststoffindustrie in Deutschland im besonderen Masse verdient gemacht. Von 1998 bis 2002 war er Präsident des GKV und anschlies­ send Ehrenpräsident. Ein besonderes Anliegen war ihm die Nachwuchsförderung. Auf ihn ging die Initiative für den GKV-Förderpreis zurück, der bis heute noch jährlich die bundesbesten Absolventen der Ausbildung Verfahrensme­ chanik, deren Ausbildungsbetriebe und zuständige Berufsschulen auszeichnet, und damit untrennbar mit seinem Namen verbunden ist. Mit Günter Schwank verliert die Kunststoff verarbeitende Industrie eine herausragende Persönlichkeit. www.pro-kunststoff.de

Swissplast investiert und diversifiziert Die swissplast hat die Cap-Vakuform GmbH mit Sitz in Diedorf übernommen. Diese konzen­triert sich auf die Herstellung von Kunststoffprodukten im Tiefziehverfahren. Alle Mitarbeiter in Diedorf werden übernommen und weiterbeschäftigt. Als inhabergeführtes Unternehmen bedient swiss­ plast seine Kunden mit hochwertig thermogeformten, tech9/2019

nisch anspruchsvollen Kunststoffen aus eigener Produktion in Sargans (CH), Gotha, Ichenhausen und neu Diedorf (D).

Erst vor rund einem Jahr hat swissplast die Al-Ko Plast GmbH in Ichenhausen (D) übernommen. Die Firmengruppe beschäftigt neu total ca.

190 Personen. www.swissplast.com

Hasco strukturiert Heisskanalbereich neu Hasco ist seit 95 Jahren der Pionier bei der Erfindung und Weiterentwicklung von Formnormalien und ermöglicht eigenen Angaben gemäss den schnellsten Weg, Spritzgiesswerkzeuge zu bauen.

Mit 45 Jahren Erfahrung und einer Vielzahl von Patenten nimmt Hasco auch in der Heisskanal Technik eine Vorreiterrolle ein. Um dieser Kompetenz noch mehr Ausdruck zu verleihen, präsentiert die Heisskanal-Division ihre Produkte ab sofort unter dem Markennamen Hasco hot runner in Verbindung mit einem

eigenen Design und starkem Wiedererkennungswert. Mit dem Claim Built to Run, verspricht Hasco hot runner höchste Zuverlässigkeit, einzigartige Service- und Liefergeschwindigkeit sowie zertifizierte Qualität. «Nach dem kontinuierlichen Aufbau möchten wir nun ein starkes Zeichen nach aussen setzen und unsere Leistungen im Heisskanalgeschäft auch in der Marke deutlich machen», sagt Florian Larisch, Executive Vice President, Hasco hot runner. www.hasco.com

Ein Lernbuch zur Werkstofftechnik Seidel, W. W., Hahn, F.: Werkstofftechnik – Werkstoffe, Eigenschaften, Prüfung, Anwendung. Carl Hanser Verlag München, 11. Aufl.

2018. ISBN 978-3-446-45415-6 Das von den Autoren als Lernbuch didaktisch geschickt konzipierte Werk behandelt die ebenso umfangreiche wie komplexe Palette der Konstruktionswerkstoffe und ihrer Grundlagen fundiert, verständlich, anschaulich illustriert und in sauberer Gliederung. Den metallischen Werkstoffen mit Schwerpunkt bei den Eisenwerkstoffen sind mehr als die Hälfte der fast 470 Seiten gewidmet. Vorgestellt werden aber auch Sinterwerkstoffe, Keramik und Verbundwerkstoffe, letztere eher in allgemeiner Form. Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften verdienten, entsprechend ihrer Bedeutung, durchaus etwas mehr Platz als gerade mal 34 Seiten. Entsprechend begrenzt ist die Infor-

Bild: Hanser

Der pro-K Industrieverband Halbzeuge und Konsumprodukte aus Kunststoff e.V. trauert um sein langjähriges Ehrenvorstandsmitglied Günter Schwank. Der gebürtige Frankfurter ist im Alter von 88 Jahren verstorben.

Günter Schwank war seit 1970 in der Kunststoff verarbeitenden Industrie in Deutschland und Europa tätig, darunter 29 Jahre lang als Geschäftsführender Gesellschafter der Georg Utz GmbH in Schüttdorf. Über sein starkes Engagement in den Verbänden der Kunststoff verarbeitenden Industrie in Deutschland und Europa hinaus, brachte er sich in einer Vielzahl von weiteren Gremien ein. Für sein herausragendes ehrenamtliches Engagement wurde ihm das Bundesverdienstkreuz 1. Klasse sowie das Bundesverdienstkreuz am Bande verliehen.

Schwank war die prägende Person in der Kunststoffverarbeitenden Industrie in den letzten Jahrzehnten. Über die Arbeit im pro-K hat er sich auch im Gesamtverband der Kunststoffverarbeitenden Industrie (GKV) für die Belange

Bild: pro-K

Trauer um Günter Schwank

mationstiefe der sehr komprimierten Ausführungen über diese wichtige Werkstoffgruppe. Dennoch kann das Buch für interessierte, in technischer Aus- oder Weiterbildung begriffene Fachleute eine gute Lerngrundlage sein, wenn nicht die Kunststoffe im Vordergrund stehen.

Prof. Johannes Kunz www.hanser.de 39

KUNSTSTOFF XTRA

NEWs

Scheurer an Mars-Mission 2020 beteiligt Die Ruag Space hat das für ihre langjährige Expertise mit Faserverbundtechnologien bekannte Schweizer Engineering-Unternehmen Scheurer Swiss GmbH als Engineeringund Produktionspartner für den Bau des ExoMars-Rovers engagiert. «Die Scheurer Swiss GmbH hat die Ruag Space tatkräftig beratend und operativ unterstützt», gibt CEO, Dominik Scheurer, bekannt. «Namentlich als Engineering-Partner zur Entwicklung des Kohlefa-

ser-Chassis des Rovers sowie im Vorfeld beratend im Zuge der Anschaffung eines geeigneten Lasersystems zum Zwecke des Laminierprozesses des Karbon-Chassis. Aktuell befindet sich das fertige Fahrgestell des angehenden Marsianers im Testzentrum der Ruag Space in Zürich und wird mithilfe geeigneter Untergründe und Szenarien auf Herz und Nieren überprüft. www.scheurer.swiss

K 2019: Ein geschlossener Kreislauf wird demonstriert Braskem wird während der K 2019 Kautex Maschinenbau seinen innovativen Biokunststoff I’m green Polyethylen und PCR für die Herstellung von dreischichtigen HDPE-Flaschen mit geschäumter Mittelschicht zur Verfügung stellen. Als Resultat entsteht eine Flasche, bei der das verarbeitete Rohund PCR-Material zu einem drastisch reduzierten CO2-Fussabdruck gegenüber herkömmlichen Kunststoffprodukten beiträgt. Anstatt sie an die Be-

sucher auszuhändigen und letztlich «Abfall» zu produzieren, werden die Flaschen zur Wiederverwertung an Erema übergeben. Mit dieser Initiative demonstrieren die drei Unternehmen ihre Verantwortung gegenüber einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft und wollen dazu beitragen, zukünftige Ziele mit umweltfreundlichen Lösungen zu erreichen. www.braskem.com www.erema.com www.kautex-group.com

IN IN KÜRZE –

–

E Z R Ü K N I IN KÜRZE – n 1zu1 investiert sieben Mio. Euro in Erweiterung und Maschinen in den Bereichen 3D-Druck, Spritzguss und Rapid Tooling. Noch in diesem Jahr geht eine Lasersinter-Anlage der neuesten Generation, die grös­ sere Stückzahlen in höchster Qualität ermöglicht, in Betrieb. www.1zu1.eu n Borealis und Erema wollen gemeinsam Technologien für mechanisches Recycling weiterentwickeln, um den Umstieg auf eine Kunststoff-Kreislaufwirtschaft zu beschleunigen.

Weiters bezwecken die beiden Unternehmen, die Recyclingprozesse zu optimieren, um die steigende Marktnachfrage nach hochwertigeren Rezyklaten für die Verwendung in High-End-Anwendungen zu bedienen. www.borealisgroup.com www.erema-group.com

40

n Der Kunststoffverarbeiter Ensinger hat seine Geschäftsleitung personell verstärkt: Neben den langjährigen Geschäftsführern Klaus Ensinger und Dr. Roland Reber ist Dr. Oliver Frey seit dem 1. Juli 2019 Geschäftsführer der Ensinger GmbH und der Ensinger Gruppe. Der promovierte Chemiker leitete bisher die Sparte Compounds. Diese Aufgabe wird Frey vorerst zusätzlich zu seiner Tätigkeit als Geschäftsführer ausüben. www.ensingerplastics.com n Das Additive Manufacturing Lab des Lehrstuhls für Kunststoffverarbeitung (KV) hat seinen Maschinenpark um einen freeformer 200-3X von Arburg erweitert. Das AKF-Verfahren (Arburg Kunststoff-Freiformen) ist besonders im Projekt CAMed Clinical additive manufacturing for medical appli-

cations von Bedeutung, dessen Ziel es ist, patientenspezifische Implantate herzustellen. Dabei wird auch an Multimaterialkomponenten geforscht: Flexible und starre Materialien sollen dabei miteinander verbunden werden, um eine Beweglichkeit der Implantate zu gewährleisten. www.unileoben.ac.at n Nach über 18 Jahren als Geschäftsführer der MultivacGruppe wird Hans-Joachim Boekstegers zum 1. Januar 2020 die Geschäfte an seine langjährigen Geschäftsführerkollegen Christian Traumann und Guido Spix übergeben und aus dem Unternehmen ausscheiden. www.multivac.com n Die Röhm GmbH hat die Ausgliederung aus Evonik Industries erfolgreich abgeschlos-

KÜRZE

sen. Der Methacrylat-Verbund von Evonik Industries geht damit als eigenständiges Unternehmen an den neuen Eigentümer Advent International über.

Mit einem Umsatz von 1,9 Milliarden Euro (Stand: 2018) und innovativen Produkten zählt das Unternehmen zu einem der globalen Marktführer im Bereich der Methacrylat-Chemie. www.roehm.com n Polyplex und TPL stellen neue PET Folien mit einem 70 %igen Rezyklatanteil vor.

Möglich wurde die Entwicklung dieser Folien aufgrund einer Investition in die chemische Aufbereitung von PET Polymeren. Auch 90 %ige rPET Folien können hergestellt werden. Die PET-Folien sind für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln sowohl von der FDA als auch in Europa zugelassen. www.tpl.ch

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KUNSTSTOFF XTRA

Die Vereinbarung betrifft das europäische Geschäft von Solvay und umfasst die Bereiche Engineering Plastics in Frankreich und Polen, High Performance Fibers in Frankreich, Polymer- und Zwischenprodukte in Frankreich, Spanien und Polen. Betroffen von der Übernahme ist auch ein Joint Venture zwischen BASF und Domo in Frankreich zur Herstellung von Adipinsäure. Rund 1100 Mitarbeiter sind involviert. Die Übernahme, die noch der Genehmigung durch die zuständigen Wettbewerbsbehörden bedarf, wird voraussichtlich bis Ende des vierten Quartals 2019 abgeschlossen sein. Den

Kaufpreis in Höhe von 300 Mio. Euro bezahlt Domo in bar.

Die Übernahme des PA6.6-Geschäfts wird das nachgelagerte Geschäft mit technischen Kunststoffen auf Nylonbasis von Domo Chemicals deutlich stärken und einen europäischen Marktführer hervorbringen, der in Europa mit einer Spitzenposition bei PA6/6.6 in den Markt eintritt. Das Ergebnis: ein rückwärts integriertes Unternehmen mit einzigartigen technologischen Fähigkeiten und einer gesicherten Versorgung mit wichtigen Rohstoffen. Durch die Übernahme wird der Umsatz von Domo Chemicals von 900 Mio.

auf 1600 Mio. Euro steigen. Alex Segers, der CEO von Domo Chemicals, bezeichnet die Übernahme als ’einen grossen Schritt nach vorne’. «Durch die Integration der sich ergänzenden Stärken der verschiedenen Teams und Talente beider Unternehmen werden wir unsere Spitzenleistungen gegenüber unseren Kunden verbessern, indem wir einen einzigartigen und wettbewerbsfähigen integrierten Lösungsanbieter für Nylon 6 und 6.6 aufbauen, der auf starke Innovationen setzt, um in der Zukunft nachhaltiges Wachstum zu generieren.» www.domochemicals.com

Nicht recyclebare Kunststoffabfälle betreiben Kunststoff-Recyclinganlage Die britische Pennon Group plant, ihre neue 71,25 Mio. Euro teure Kunststoffrecyclinganlage mit Strom aus Kunststoffabfällen zu betreiben. Dieser Schritt werde einen echten Kreislauf-Energiepark am Standort in Avonmouth (UK) schaffen, so das Unternehmen.

Nach der Inbetriebnahme wird die Anlage 320 000 jato nicht recycelbare Kunststoffabfälle

von der Deponie abführen. Im ersten Betriebsjahr wird die Anlage 60 000 jato recycelte Kunststoffe (PET, HDPE und PP als Flakes und Granulat) aus 81 000 jato Ausgangsmaterial aus 1,6 Mrd. Flaschen, Töpfen, Wannen und Schalen produzieren. Bis zum dritten Betriebsjahr soll diese Zahl auf 89 000 jato ansteigen und 63 000 jato recycelte Kunststoffe herstel-

len. Eigenen Angaben gemäss ist Pennon eine der grössten britischen Umweltinfrastrukturgruppen. Sie besitzt u.a. das Recyclingunternehmen Viridor, das Gründungsmitglied des UK Kunststoffpakts ist. Insgesamt beschäftigt die Gruppe 5000 Mitarbeiter und erzielte 2018 einen Umsatz von 1,62 Mrd. Euro. www.pennon-group.co.uk

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Domo Chemicals übernimmt Performance-PA-Geschäft von Solvay

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KUNSTSTOFF XTRA

NEWs

Der Termin für die 5. Durchführung der Sindex steht fest: Die Schweizer Messe für industrielle Automatisierung öffnet ihre Türen auf dem Bern­ expo-Gelände vom 22. bis 24.

September 2020 und damit erstmals parallel zur Com-Ex, der Fachmesse für Kommunikations-Infrastruktur.

Die 5. Sindex vereint die wichtigsten Hersteller aus den Bereichen Automation, Elektrotechnik, Fluidtechnik sowie Robotik. Diese präsentieren ihre Neuheiten, Trends, Innovationen und Schlüsseltechnologien.

Die Bernexpo erwartet mehr als 400 Aussteller in vier Hallen und rechnet mit rund 15 000 Besuchenden.

Im Vergleich zu den früheren Austragungen wird die Sindex

etwas später im Jahr stattfinden – dafür erstmals parallel zur Com-Ex. Die Fachmesse für Kommunikations-Infrastruktur hat sich in Bern etabliert und geht im September 2020 in die dritte Runde.

«Durch die terminliche Zusammenlegung von Sindex und Com-Ex schaffen wir organisatorisch und inhaltlich Synergien, die sowohl den Ausstellern wie auch den Besuchenden attraktive Mehrwerte bieten werden», sagt Pascal Blanc, Bereichsleiter Fachmessen Industrie und Technik der Bernexpo AG. «Gleichzeitig stärken wir mit dieser vertieften Zusammenarbeit den Standort Bern als Dreh- und Angelpunkt für Industrie- und Technikveranstaltungen», so Blanc. www.sindex.ch

SEI übernimmt Teilbereich der Sinterwerke Group Sumitomo Electric Industries Ltd. (SEI), Osaka, Japan, hat die beiden europäischen Pulvermetallurgiegeschäfte der Sinterwerke Gruppe, die Sinterwerke Herne GmbH (D) und die Sinterwerke Grenchen AG (CH), übernommen. Zusammen produzieren die beiden Werke eine breite Palette von pulvermetallurgischen Komponenten, vor allem für den Automobil- und Elektrowerkzeugmarkt. Beide Unternehmen erzielten 2018 einen Gesamtumsatz von rund 71 Mio. Euro und zählen zusammen 400 Mitarbeiter an den Standorten in Deutschland und der Schweiz.

Die Akquisition sei ein wichtiger Schritt ist, um die globale 42

Präsenz zu erhöhen und die neuesten Produktionsprozesstechnologien einzusetzen, heisst es von Seiten der Sinterwerke. Der SEI-Geschäftsbereich Pulvermetallurgie ist weltweit tätig. Die Division bietet eine Vielzahl von Produkten, hauptsächlich für japanische Hersteller von Autos, Automobilkomponenten und Klimaanlagen an. SEI erklärte, dass die jüngsten Übernahmen dazu beitragen werden, die Vertriebskanäle auf europäische Automobilhersteller und Komponentenhersteller auszuweiten und gleichzeitig die Präsenz des Produktbereichs Pulvermetallurgie in Europa zu erhöhen. www.sinterwerke.com www.global-sei.com

Sumitomo (SHI) Demag verstärkt Anwendungstechnik Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery GmbH verstärkt ihr Engagement auf dem Gebiet der Anwendungs- und Verfahrenstechnik und engagiert Dr. Thorsten Thümen. Er wird als Leiter Verfahrenstechnik die Neuausrichtung des Bereiches Anwendungs-/Verfahrenstechnik, Training, Plastifiziertechnik und technische Entwicklungen im Bereich Industrie 4.0 weiter vorantreiben.

Die unter Thümen arbeitenden Teams berichten nun an ein Anwendungszentrum (AC).

Diese speziell zur Verbesserung der innerbetrieblichen Zusammenarbeit der beiden Produktionsstandorte Schwaig und Wiehe eingerichtete Zen­ tralstelle widmet sich ausserdem der Lösungsfindung bei kundenseitigen Verfahrenspro-

Bild: Sumitomo (SHI) Demag

Sindex 2020 erstmals im September

Dr. Thorsten Thümen

blemen mit dem Schwerpunkt Verfahrensoptimierung in Echtzeit, Kundensupport und Schulungen. Thümen tritt an die Stelle von A ndreas Schramm, der die Abteilung Application Engineering und Training leitete. Schramm hat das Unternehmen verlassen, um sich neuen beruflichen Herausforderungen zu stellen. www.sumitomo-shi-demag.eu

Wittmann eröffnet neuen Schauraum Sämtliche Bereiche, in denen Wittmann aktiv ist – Roboter und Automatisierung sowie die verschiedenen Peripheriegeräte-Sparten – haben seit der Jahrtausendwende ein beträchtliches kontinuierliches Wachstum erfahren. Mit Blick auf den weltweiten Erfolg der Erzeugnisse und die sich zunehmend vergrössernden Marktanteile, wurde schliesslich entschieden, für jede Produktgruppe einen eigenen Standort einzurichten. Der Wiener Standort für Temperiertechnik und Durchflussregelung wurde kürzlich um einen Schau- und Demonstrationsraum erweitert. Alle Wittmann Temperiergeräte und Durchflussregler inklusive sämtlicher

Geräteoptionen sind zu Schulungszwecken im Schauraum aufgebaut. Die verschiedenen Einzelgeräte können hier genauestens in Augenschein genommen und hinsichtlich ihrer Möglichkeiten ausgetestet werden. Die technische Ausstattung des Schauraums erlaubt Schulungen, die sich in höchstem Mass an der Praxis orientieren. So kann eine Geräteinsel genutzt werden, die mit High-End-Temperiergeräten bestückt ist und die es ermöglicht, Simulationen unter Bedingungen ablaufen zu lassen, die jenen im realen Produktionsumfeld sehr ähnlich sind.

www.wittmann-group.com 9/2019

KUNSTSTOFF XTRA

OKTOBER 2019 30.09.– 02.10.

OÖ Zukunftsforum Technologie und Wirtschaft Ort: Linz Veranstalter: Kunststoff-Cluster, Büro Linz Business Upper Austria - OÖ Wirtschaftsagentur Hafenstrasse 47-51 A-4020 Linz +43 732 79810 5115 kunststoff-cluster@biz-up.at www.kunststoff-cluster.at

03.10.

Fünf Schritte zum verzugsarmen Kunststoffbauteil Ort: Aarau Veranstalter: KATZ Schachenallee 29, CH-5000 Aarau +41 62 836 95 36 info@katz.ch, www.katz.ch

04.10.

Bemassung und Toleranzen von Kunststoffbauteilen Ort: Aarau Veranstalter: KATZ Schachenallee 29, CH-5000 Aarau +41 62 836 95 36 info@katz.ch, www.katz.ch

8.10.

08.10.

09.10.

09.10.

9/2019

Seminar: Prozessfähigkeit – Verstehen und in der Praxis anwenden Ort: Villingen-Schwenningen Veranstalter: Kunststoff-Institut Südwest Hermann-Schwer-Strasse 3 D-78048 Villingen-Schwenningen +49 7721 99 780-0 bildung@kunststoff-institut.de www.kunststoff-institut.de Seminar: Wichtige Aspekte bei steril ausgelieferten Medizinprodukten Ort: Brugg Veranstalter: Swiss Medtech Schwarztorstrasse 31 CH-3007 Bern +41 31 330 97 79 office@swiss-medtech.ch www.swiss-medtech.ch Seminar: Reinheit von Medizinprodukten, Produktionshygiene, Endreinigung und Überwachung Ort: Brugg Veranstalter: Swiss Medtech Schwarztorstrasse 31 CH-3007 Bern +41 31 330 97 79 office@swiss-medtech.ch www.swiss-medtech.ch Fachtagung: Wärmeleitfähige Kunststoffe für das Thermomanagement Ort: Villingen-Schwenningen Veranstalter: Kunststoff-Institut Südwest Hermann-Schwer-Strasse 3 D-78048 Villingen-Schwenningen +49 7721 99 780-0 bildung@kunststoff-institut.de www.kunststoff-institut.de

Ver anstaltungen

10.10.

Vertiefungsseminar: Aufbereitung von Medizinprodukten EN ISO 17664 / ANSI AAMI ISO 17664 / RDS 007 Ort: Brugg Veranstalter: Swiss Medtech Schwarztorstrasse 31 CH-3007 Bern +41 31 330 97 79 office@swiss-medtech.ch www.swiss-medtech.ch

10./11.10.

Werkzeug- und Formenbautage Ort: Wolfurt / A Veranstalter: Meusburger Georg GmbH & Co. KG Kesselstrasse 42, A-6960 Wolfurt +43 5574 6706-0 m.grabherr@meusburger.com www.meusburger.com

16.–23.10.

K 2019 Ort: Düsseldorf Veranstalter: Messe Düsseldorf GmbH CH: mas-concept AG Neugasse 29, CH-6300 Zug +41 41 711 18 00 info@mas-concept.ch, www.k-online.de

22.–24.10.

parts2clean – Industrielle Teile- und Oberflächenreinigung Ort: Stuttgart Veranstalter: Deutsche Messe AG Messegelände D-30521 Hannover +49 511 89-0 info@messe.de, www.parts2clean.de

24.10.

Additive Fertigung in Forschung und Praxis Ort: ETH Zürich Veranstalter: AM Network c/o BWI, Technoparkstrasse 1 CH-8005 Zürich +41 44 277 70 40 contact@amnetwork.ch www.amnetwork.ch

24./25.10.

Seminar: Drehen und Stechen Ort: Frauenfeld Veranstalter: Iscar Hartmetall AG Wespenstrasse 14, CH-8500 Frauenfeld +41 52 728 08 50 seminar@iscar.ch, www.iscar.ch

28./29.10.

Konstruieren mit Kunststoffen Ort: Aarau Veranstalter: KATZ Schachenallee 29, CH-5000 Aarau +41 62 836 95 36 info@katz.ch, www.katz.ch

30.10.

Kurs: Additive Fertigung von Metallen Ort: Dübendorf Veranstalter: Empa, Akademie Überlandstrasse 129, CH-8600 Dübendorf +41 58 765 11 11 empa-akademie@empa.ch www.empa.ch

30./31.10.

Spritzgiessen für Vorgesetzte Ort: Aarau Veranstalter: KATZ Schachenallee 29, CH-5000 Aarau +41 62 836 95 36 info@katz.ch, www.katz.ch

43

KUNSTSTOFF XTRA

Produkte

Mitutoyo Surftest SJ-310 – mobil, kompakt und vielseitig Für mehr Freiheit bei der Oberflä-

beabsichtigte

chenrauheitsmessung.

vermeiden. Die Benutzerführung

Der grosszügig bemessene, farbige

erfolgt wahlweise in 16 Sprachen,

LCD-Touchscreen (5.7“) mit intuiti-

welche nach Belieben gewechselt

ver Benutzerführung sorgt für ein

werden können.

sicheres und komfortables Hand-

Die Surftest SJ-310 Serie erfüllt

ling der zahlreichen Gerätefunktio-

alle wichtigen Industrienormen.

nen. Die Bildschirmanzeige kann

Ergänzend zu den Berechnungser-

zwischen Symbol- und Textdarstel-

gebnissen lassen sich auch bewer-

lung umgeschaltet werden, eine

tete Profile, Materialanteilskurven

Bedienhilfe zeigt Funktionserläu­

Bedienvorgänge

sowie die Amplitudenverteilungs-

terungen zu allen Touchscreen-

ter Sicht auf die zu messende Flä-

ein Oberflächenprofil ablegen. Mit

Schaltflächen. Das Einstellen der

che hilfreich, beispielsweise bei

der optionalen SD-Speicherkarte

Auswertebedingungen

kurve darstellen.

erfolgt

Messungen in einem Sackloch. Eine

als Erweiterung kann eine grosse

Brütsch/Rüegger Werkzeuge AG

komfortabel durch Auswahl der ge-

breite Palette optionaler Tastköpfe

Anzahl weiterer Messbedingungen

Heinrich Stutz-Strasse 20

wünschten Bedingungen aus einer

ist verfügbar, einschliesslich Taster

und Oberflächenprofile gespei-

Postfach

angezeigten Liste.

für sehr kleine Bohrungen, Zahnrad-

chert werden.

CH-8902 Urdorf

Das Display signalisiert, wenn die

oberflächen und tiefe Nuten.

Der Zugriff auf jede einzelne Funk-

+41 44 736 63 63

Tastspitze das Werkstück berührt.

Im internen Speicher lassen sich

tion kann mit einem Passwort ge-

info@brw.ch

Das ist vor allem bei eingeschränk-

bis zu 10 Messbedingungen sowie

sperrt werden. So lassen sich un-

www.brw.ch

WFC-Nachrüstung: Durchflusskontrolle zum Nachrüsten

Fit zur Wiederverwertung

Mit der WFC-Nachrüstung können

diese. So ist eine gezielte elektro-

bereits vorhandene und neu anzu-

nische Überwachung und Auswer-

schaffende Wittmann Durchfluss-

tung der Durchflussparameter si-

Clariant macht sein Additivportfolio

regler der Serien 101, 301 und

chergestellt. Bei Unterschreiten

fit für das Recycling mit besserem

200/230 ohne grossen Aufwand

bzw. Überschreiten des voreinge-

Erhalt der Materialeigenschaften.

mit einer automatischen Überwa-

stellten Toleranzwerts wird auf

Ein Paradebeispiel dafür ist das Re-

chung für Durchflussmenge und

Wunsch ein Alarm von der Steuer-

und Upcyceln von Produktionsab-

Temperatur ausgestattet werden.

einheit ausgegeben, die platzspa-

fällen aus flammwidrigen Polyami-

Mit anderen Worten: Aus einem

rend direkt am Durchflussregler

den. Das Fraunhofer LBF hat bestä-

vorhandenen simplen Durchfluss-

angebracht ist. Ein weiteres inte­

tigt, dass technische PA6- und

regler wird ein hochwertiges und

ressantes Feature stellt der optio-

PA66-Kunststoffe, die das halogen-

kostengünstiges Überwachungs-

nal erhältliche Netzadapter dar,

freie Flammschutzmittel Exolit OP

system.

der es ermöglicht, den WFC-Nach-

von Clariant enthalten, selbst bei

Standardmässig sind die weltweit

rüstsatz als Stand-Alone-Lösung

wiederholtem Recyceln in den Pro-

bekannten Wittmann Durchfluss-

einzusetzen.

duktionsfluss ihre Flammwidrigkeit

regler der Serien 101, 301 und

Die nachrüstbare Durchflusskon­

gemäß UL94 V-0 beibehalten. Als

200/230 lediglich mit einer ein-

trolle ist kostengünstig und sehr

phosphorbasiertes und halogen-

fach optischen Durchflusskontrolle

Die im Durchflussregler eingebau-

einfach zu handhaben, im Be-

freies Flammschutzmittel ist Exolit

(Schwebekörper) und einem Bi-

ten Handregulierventile erlauben

darfsfall kann die Montage auch

OP eine sicherere und umwelt-

metall-Thermometer ausgestattet.

die

problemlos von hauseigenem Per-

freundlichere Option im Vergleich

Mit dieser Standardausstattung

Durchflussmenge. Die Steuerein-

sonal durchgeführt werden.

zu

war es bislang nicht möglich, die

heit ermöglicht die Definition ei-

entsprechenden Durchfluss- und

nes Toleranzwerts, dessen Status

Wittmann Kunststofftechnik AG

Temperaturwerte elektronisch zu

entweder über einen potenzial­

Uznacherstrasse 18

Clariant Produkte (Schweiz) AG

erfassen und an die Spritzgiess-

freien Alarmkontakt an die Spritz-

CH-8722 Kaltbrunn

Rothausstrasse 61

maschine zu kommunizieren. Mit

giessmaschine

+41 55 293 40 93

CH-4132 Muttenz 1

der neuen WFC-Nachrüstung ist

wird oder bei Nutzung einer opti-

info@wittmann-group.ch

+41 61 469 51 11

dies nun möglich.

onal erhältlichen Schnittstelle über

www.wittmann-group.ch

www.clariant.ch

44

optimale

Anpassung

der

weitergegeben

herkömmlichen

bromierten

Flammschutzmitteln.

9/2019

KUNSTSTOFF XTRA

Produkte

Neue Generation an Schrägauswerfern

coldWater für variotherme Prozesse Das coldWater kann nur in Kombination mit vario von Regloplas ein-

eigenschaften und letztlich auch für

gesetzt werden.

eine hohe Lebensdauer. Der Ero-

Auf einen Blick:

dierblock wird in der Materialqualität

– Schnelles Abkühlen des Werk-

1.2343 ESU mit einer Härte von

zeuges

54-2 HRC geliefert. Dank diesem

– Kühltemperaturen unter 40 °C

Warmarbeitsstahl in ESU-Güte sind

– Einsatztemperatur bis 200 °C

Innenliegende Hinterschneidungen

auch Polituren sehr gut möglich.

im Kunststoffteil lassen sich oft ein-

Die CAD-Daten für die Schrägaus-

– Verkürzung der Zykluszeiten

facher mittels Schrägauswerfern

werfereinheit E 3270 stehen zum

– Der Einsatz der coldWater Ein-

anstatt mit Schiebern entformen.

Download zur Verfügung. Zudem

heit reduziert die Cost of Ow-

Mit der neuen Schrägauswerferein-

können die Einbauräume direkt ge-

nership der Maschine

heit E 3270 bietet Meusburger eine

neriert werden – dies erspart viel

kostengünstige und einbaufertige

Zeit bei der Konstruktion. Die Schrä-

Für Anwendungen in variothermen

Regloplas AG

Alternative zu den bestehenden

gauswerfereinheit sowie die Ero-

Prozessen,

Flurhofstrasse 158

Schrägauswerfern am Markt. Die

dierblöcke sind ab Lager verfügbar.

schnelle Abkühlung erforderlich ist,

CH-9000 St. Gallen

kann anstelle eines Temperiergerä-

+41 71 282 58 00

Schrägschiebereinheit besteht im

des Wärmeträgermediums

bei

welchen

eine

Wesentlichen aus drei Bauteilen.

Meusburger Georg GmbH & Co.

tes das coldWater 160 oder das

info@regloplas.com

Die Bauteilgeometrie wird aus ei-

KG, Formaufbauten

coldWater 200 eingesetzt werden.

www.regloplas.com

nem Erodierblock erstellt, was zu

Kesselstr. 42

einem hohen Mass an Gestaltungs-

A-6960 Wolfurt

freiheit führt. Die DLC-Beschichtung

+43 5574 6706-471

der Schubstange sorgt zudem für

office@meusburger.com

minimalen Verschleiss, beste Gleit-

www.meusburger.com

Kälteerzeugung mit natürlichen Kältemitteln Neben HFO-Blends wie zum Beispiel R 513A sind dies natürliche Kältemittel wie Ammoniak, Propen und Propan.

Geschäftsführer Burkhard Rüssmann: «Aus unserer Sicht gehört

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den natürlichen Kältemitteln die Zukunft. Insbesondere mit Propan Kunststoff braucht Kälte: Eine prä-

lassen sich sehr wirtschaftliche,

zise Temperaturführung ist zwin-

hoch effiziente Kälteanlagen reali-

gend erforderlich, um Spritzgiess-

sieren, die bedarfsgerecht Kälte für

und Extrusionskomponenten von

den Werkzeug- und den Hydraulik-

hoher Qualität zu fertigen. Mit der

kreislauf bereitstellen. Von dieser

F-Gase-Verordnung – die den

Option machen mehrere Kunst-

schrittweisen Ausstieg aus den

stoffverarbeiter Gebrauch, für die

bisher üblichen H-FKW-Kältemit-

wir aktuell Projekte planen.»

teln regelt – haben sich die Rahmenbedingungen für die Anwender von Kälteanlagen geändert.

L&R Kältetechnik GmbH & Co. KG

L&R projektiert, baut und installiert

Hachener Strasse 90 a

seit vielen Jahren Kälteanlagen für

D-59846 Sundern-Hachen

die Kunststofftechnik und hat auch

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umfassende Erfahrung gesammelt

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mit zukunftssicheren Kältemitteln.

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45

KUNSTSTOFF XTRA

Produkte

Die neue Art der Restfeuchte-Analyse mit Aquatrac Station Problem. Feuchtigkeit ist überall

nicht nur für ein ex­trem zuverlässi-

was den Analyse-Ablauf beschleu-

und ihre Beseitigung im Trockner

ges Messprinzip – Stichwort: kapa-

nigt und Bedienungsfehler verhin-

teuer und zeitaufwändig. Die neue

zitive Taupunktmessung – sondern

dert. Ein weiteres Highlight ist der

Aquatrac Station von Brabender

zugleich für Verlässlichkeit und re-

Scan mit definierten Temperatur-

Messtechnik misst schnell, präzise

produzierbare Ergebnisse. Und vor

stufen und Zeitintervallen. So ist es

und reproduzierbar, mit einer ex­

allem: für exzellente Anwender-

möglich, die optimale Messtempe-

trem genauen, absoluten Auflö-

freundlichkeit. Zuverlässige Resul-

ratur für jedes Produkt zu finden

sung von 0,01 Milligramm Wasser

tate in Minuten, ohne jegliches

und zwischen Oberflächen-, Poren-

die Restfeuchtigkeit. In die Neuent-

Reagenz, ohne Trägergase, ohne

und Kernfeuchte zu unterscheiden.

wicklung der Aquatrac Station floss

Verbrauchsmaterial. Einfacher geht

alle Erfahrung, die Brabender als

es nicht: Auf dem grosszügigen

Tracomme AG

anerkannter Restfeuchte-Experte in

7“-Touchscreen wird der Anwender

Dorfstrasse 8

Kunststoffverarbeiter

60-jähriger Zusammenarbeit mit

durch das Menü geführt: Probe ein-

CH-8906 Bonstetten

wissen: Versteckte Restfeuchte in

Kunden aus allen Bereichen der

wiegen, in die Probenkammer fül-

+41 44 709 07 07

Kunststoffen, sowohl im Granulat

Kunststoff-Branche sammeln konn-

len und die Messung starten. Den

tracomme@tracomme.ch

als auch im Fertigteil, ist ein ernstes

te. Die Aquatrac Station steht daher

Rest erledigt die Aquatrac Station,

www.tracomme.ch

Erfahrene

Erweiterte Auswahl an komplett recycelbaren Pflanztöpfen Pöppelmann blue heisst die unter-

ment an Produkten aus einem rei-

wieder zugeführt. Damit ist ein ge-

nehmensweite Initiative der Pöp-

nen Post-Consumer-Rezyklat die

schlossener Materialkreislauf auf

pelmann Gruppe, die sich für einen

gängigen Serien VCG, VCH, VCK

ein und derselben Wertschöp-

geschlossenen

Materialkreislauf

und VTG. Die ressourcenschonen-

fungsstufe gewährleistet.

engagiert. Letztes Jahr stellte Pöp-

den Pflanztöpfe in der Farbe «Recy-

pelmann TEKU erstmals innovative,

cling Blue» werden aus Pöppel-

Pöppelmann GmbH & Co. KG

komplett recycelbare Pflanztöpfe

mann PCR gefertigt. Der dafür ein-

Bakumer Strasse 73

vor. In diesem Jahr präsentiert der

gesetzte Kunststoff stammt zu 100

Spezialist ein erweitertes Sortiment

Prozent aus den Wertstoffsamm-

Die Töpfe sind zu 100 Prozent re-

+49 4442 982-1600

für Produkte des Erwerbsgarten-

lungen von Der Grüne Punkt – Du-

cyclingfähig. Nach Gebrauch wer-

info@poppelmann.com

baus. Ab sofort umfasst das Sorti-

ales System Deutschland (DSD).

den sie den Wertstoffsammlungen

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Effizienzsteigerung durch EconFluid von Boy Ab Herbst 2019 liefert Boy seine

einer durchweg niedrigeren Öltem-

Spritzgiessautomaten ab Werk nur

peratur, was den zusätzlichen Ener-

noch mit einem optimierten Hoch-

giebedarf für die Ölkühlung signi­

leistungs-Hydrauliköl aus (Ölfüllung

fikant reduziert. Das in Langzeit­

ab Werk ist optional). Unter dem

versuchen

Namen EconFluid bietet das mass-

gewährleistet

geschneiderte Hydrauliköl erhebli-

Wechselintervalle. So ist bei ent-

che Einsparpotenziale beim Ener-

sprechender Pflege das EconFluid

gieverbrauch der Spritzgiessauto-

bis zu fünf Jahre verwendbar.

getestete

EconFluid

zudem

längere

maten.

Martin Kaiser, Leiter der mechanischen Konstruktion bei Boy, bringt Thomatech GmbH

es auf den Punkt: «Im Vergleich mit den herkömmlich verwende-

bei einem Musterzyklus die Leis-

erhöht ihre Energieeffizienz noch-

Wyssmattstrasse 5

ten Hydraulikölen zeigen ausgiebi-

tungsaufnahme von 1950 Watt auf

mals deutlich.»

CH-6010 Kriens

ge Tests mit EconFluid eine deut-

nur noch 1765 Watt. Die Boy 35 E

Neben den besseren Leichtlaufei-

+41 41 780 01 50

lich geringere Leistungsaufnahme

verbraucht somit bis zu 10 Prozent

genschaften und der optimierten

info@thomatech.ch

der Spritzgiessautomaten. So sank

weniger elektrische Energie und

Viskosität punktet EconFluid mit

www.thomatech.ch

46

9/2019

KUNSTSTOFF XTRA DICHTUNGSPROFILE

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