KunststoffXtra 1-2/2022

1–2/ 2022

OFFIZIELLES ORGAN VON K U N S T S T O F F. s w i s s

Januar/Februar 2022

KUNSTSTOFF XTRA

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR WERKSTOFFE – VERARBEITUNG – ANWENDUNG

TEMPRO plus

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Halten Sie Schritt mit der Entwicklung.

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Wir haben Gutes noch besser gemacht und somit etwas Neues geschaffen.

Die sechste Generation. hb-therm.com

EDITORIAL

Kundenbedürfnisse first Die Preise auf dem Rohstoffmarkt spielen verrückt.

Lieferausfälle und eine starke Nachfrage haben die Preise explodieren lassen. Doch das ist nur ein

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KUNSTSTOFF XTRA

Aspekt, mit dem sich vor allem Kunststoffverarbeiter herumplagen müssen. Auch die Strompreise haben sich in den vergangenen Monaten massiv erhöht.

Viele Schweizer Unternehmen schauen der Preisentwicklung nicht untätig zu. Sie sind Kraftakte gewohnt, haben sie sich doch bereits 2015, als der Euro-Franken-Kurs quasi über Nacht von 1.20 auf fast Parität fiel, neu erfinden müssen. Den gestiegenen Strompreisen begegnen sie mit Investitionen in energieeffizientere Maschinen und Anlagen, auf optimierte Verarbeitungsprozesse, manche setzen auf Energierückgewinnung und PV-Anlagen. Die Anstrengungen tragen Früchte. Heute ist der Wechselkurs von zwischenzeitlich 1.03 Franken pro Euro erneut auf Paritätskurs. Die Branche hat damit leben gelernt und sich gleichzeitig fit getrimmt. Mehr dazu in unserem Fokusthema.

Während in den letzten Wochen immer noch regelmässig Veranstaltungen verschoben oder für dieses Jahr ganz abgesagt wurden (JEC World in Paris von März auf Mai, Arburg TT von März auf Juni, Swiss Plastics Expo auf Januar 2023) meldet die NürnbergMesse, dass das Interesse an der neuen MedtecLive mit T4M im Mai in Stuttgart so gross sei, dass sie von der Halle 9 in die neue Halle 10 umziehe, wo den Ausstellern rund 40 % mehr Fläche zur Verfügung stehen. Die Einigung der einst sich konkurrierenden Messeveranstalter NürnbergMesse und Messe Stuttgart, ihre beiden gleich ausgerichteten Medizinmessen zusammenzulegen und alternierend im Jahreswechsel in Stuttgart

Im Sinne eines Grossteils von Ausstellern und Besuchern hat auch die Messe Luzern entschieden: Die Swiss Plastics Expo 2023 wird zum gewohnten Termin im Januar 2023 durchgeführt und kehrt – sehr zur Freude vor allem von Fakuma-Teilnehmern – auf den Drei-Jahres-Turnus zurück. Damit verdient sich die Messe Respekt, ordnet sie doch mit diesem Entscheid ihre wirtschaftlichen Interessen den Bedürfnissen und Wünschen der Kunden unter.

Marianne Flury, Redaktorin m.flury@sigwerb.com

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Masterbatch Medizinaltechnik

und in Nürnberg durchzuführen, wird von der Branche offenbar belohnt.

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INHALTSVERZEICHNIS

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FOKUS Branche rechnet mit weiter steigenden Preisen

«Neben den hohen Rohstoffkosten machen auch die steigenden Strompreise der verarbeitenden Kunststoffindustrie das Leben schwer.»

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Grau war gestern

«Kunststoffabfälle recyclen, und zwar so, dass daraus wieder verwertbare Materialien werden, ist nicht einfach.»

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VERARBEITUNG

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«Der Automobilzulieferer Valeo hat mit dem Fraunhofer KISpin-off plus10 und dem KI-Institut AImotion Bavaria der Technischen Hochschule Ingolstadt ein anwendungsnahes Forschungs- und Entwicklungsprojekt begonnen.»

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CIRCULAR ECONOMY IWK setzt Massstäbe – auch international 20

«Kunststoffrecycling ist ein Thema, das aufgrund von gesellschaftlichen und gesetzlichen Forderungen international laufend an Bedeutung gewinnt.»

IMPRESSUM

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Die Fachzeitschrift für Werkstoffe – Verarbeitung – Anwendung Erscheinungsweise 7 × jährlich Jahrgang 12. Jahrgang (2022) Druckauflage 4200 Exemplare WEMF / SW-Beglaubigung 2021 3565 Exemplare total verbreitete Auflage 1359 Exemplare davon verkauft ISSN-Nummer 1664-3933 Internet www.kunststoffxtra.com Geschäftsleiter Andreas A. Keller

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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 Redaktion Thomas Meier Telefon +41 79 310 01 59 thomas.meier@sigwerb.com Marianne Flury (Senior Editor) Telefon +41 32 623 90 17 m.flury@sigwerb.com

ADDITIVE FERTIGUNG Roboter zum Leben erwecken

«Studierende des ETH-Projekts Dyana verbinden Animation und Robotik, um einen katzenartigen Charakter mit rea­ listischen Bewegungen zu erschaffen.»

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

AUTOMATION KI-basierte Qualitätsoptimierung

Neue Reinraumproduktion von Engel in Betrieb 10

«Die BMW Group hat im Produktionswerk Landshut eine neue Engel-Anlage in Betrieb genommen. In Reinraumatmosphäre werden Nieren für den elektrischen BMW iX produziert.»

CIRCULAR ECONOMY

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

Druck Fontana Print SA Via Giovanni Maraini 23 CH-6963 Pregassona +41 91 941 38 21 www.fontana.ch

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

Nachdruck, fotomechanische Vervielfältigung, Einspeicherung in Datenverarbeitungsanlagen und Wiedergabe durch elektronische Medien, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlags.

Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Haftung übernommen.

Copyright 2022 by SIGWERB GmbH, CH-6302 Zug

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INHALTSVERZEICHNIS

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INDUSTRIE 4.0

Wachsender KohlenstoffFussabdruck

Methoden zur Bestimmung des Wertes von Daten

«Die Nutzung von Daten für neuartige Services hat für produzierende Unternehmen eine grosse strategische Bedeutung.»

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«ETH-Forschende analysierten die weltweite Wertschöpfungskette von Kunststoffen.»

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INDUSTRIE 4.0 Farbmanagement im Wandel der Zeit

«Die richtige Farbe spielt in vielen Branchen eine wichtige Rolle, ganz besonders jedoch in der Kunststoffindustrie, da Kunden Farbkonsistenz mit hoher Qualität assoziieren.»

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«Tape Technologie Transfer-Hub (T3-Hub) lautet der Titel eines durch AZL und IKV initiierten Verbundprojekts mit insgesamt sechs Partnern, das sich mit einem Paradigmenwechsel beschäftigt.»

Roboterdichte erreicht Rekordwerte

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«Die Roboterdichte in Europa – also die Zahl der IndustrieRoboter pro 10 000 Mitarbeiter – steigt auf einen neuen Rekord von 371 Einheiten (2020).»

Wittmann hat die beliebte Serie Tempro Plus D um ein weiteres Modell erweitert: Das direktgekühlte Temperiergerät TEMPRO plus verfügt standardmässig über eine direkte Kühlleistung von 80 kW bei einem Δt von 75 °C. Zur Auswahl stehen ausschliesslich Edelstahlpumpen mit verschleissfreier Magnetkupplung, die einen maximalen Durchflussbereich von 40 l/min bis 90 l/min abdecken können. Eine Besonderheit stellt die frequenzgeregelte Pumpe mit 1,1 kW / 50 l min / 9bar dar. Die Vorteile dieser Pumpe liegen in der Ausdifferenziertheit der Regelmöglichkeiten hinsichtlich Drehzahl, Druck und Durchfluss. So wird es jedem Anwender individuell möglich gemacht zu entscheiden, über welchen Parameter der Prozess geregelt

FORSCHUNG & ENTWICKLUNG T3-Hub für spritzgegossene Standardbauteile

WIRTSCHAFT

ZUM TITELBILD

UMWELT

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR WERKSTOFFE – VERARBEITUNG – ANWENDUNG

TEMPRO plus Temperiergeräte

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NEWS

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PRODUKTE

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LIEFERANTEN­ VERZEICHNIS

werden soll, verbunden mit einer erheblichen Energieeinsparung.

Für alle Temperiergeräte der Serie Tempro Plus D ist ab sofort die neue Schnittstelle EUROMAP 82.1 optional verfügbar, ebenso die Nutzung des OPC-UA-Protokolls. WITTMANN und WITTMANN BATTENFELD sind Vorreiter des «One-Stop Shopping» und als solche mit der standardmässigen Schnittstelle WITTMANN 4.0 auch bestens gerüstet für die digitale Kommunikation sämtlicher Komponenten einer Arbeitszelle untereinander.

Wittmann Kunststofftechnik AG Uznacherstrasse 18, CH-8722 Kaltbrunn info@wittmann-group.ch www.wittmann-group.ch

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KUNSTSTOFF XTRA

Fokus

Stromkosten im europäischen Vergleich

Branche rechnet mit weiter steigenden Preisen Neben den hohen Rohstoffkosten machen auch die steigenden Strompreise der verarbeitenden Kunststoffindustrie das Leben schwer. Zwar ist in der Schweiz der Energieanteil des Strompreises in den vergangenen Jahren günstiger geworden, nicht so die anderen Komponenten des Strompreises. Sowohl Steuern, Netznutzungsgebühren wie auch Förderabgaben steigen laufend an.

Marianne Flury In der energiepolitischen Diskussion ist wiederholt von relativ günstigen Schweizer Strompreisen zu hören. Auf welcher Basis solche Aussagen beruhen, kann nicht immer nachvollzogen werden. In den offiziellen Statistiken der EU und der Schweiz gehört unser Land zu den teuren Standorten. Die Preise für KMU, mittelgrosse Industrieunternehmen und Grossverbraucher befinden sich regelmässig im oberen Drittel des Preisvergleichs. Das belegen auch die Grafiken. Vergleicht man die Strompreise beispielsweise mit Skandinavien, wo der Strom wie hierzulande mit Wasser- und Kernkraft produziert wird, stellt man einen signifikanten Unterschied fest. Teurer als in der Schweiz ist der Strom nur noch in Ländern, die entweder wie Deutschland hohe Förderabgaben haben oder teure fossil betriebene Kraftwerke, wie beispielsweise Italien.

Die Entwicklung der Industriestrompreise in der Schweiz war seit 2005, ausgehend von einem hohen Niveau, bis 2013 tendenziell leicht rückläufig. Seither steigen die Preise wieder: Industriestrom von 14,3 (2013) auf 15,4 Rappen pro kWh (2020), Strom für KMU von 18,4 (2013) auf 19,7 Rp./kWh (2020). Dies bedeutet im europäischen Vergleich eine Rangverschiebung von Platz 10 auf Platz 4, resp. von Rang 7 auf Rang 2. Für die Grossverbraucher ist der Energiepreis in der Schweiz über die Jahre (Periode 20132020) quasi konstant bei 11,1 Rp./kWh verharrt. Im europäischen Vergleich rutschte die Schweiz aber von Platz 8 (2013) auf Platz 3 vor, hinter UK (14 Rp./ kWh) und dem fast gleichauf platzierten Deutschland (11,5 Rp./kWh). So richtig ab gehen die Strompreise aber seit 2020 4

Strompreisvergleich 2013 – Industrie (Bilder: Eurostat & BFS)

Stromvergleich 2020 – Industrie

und 2021. Da geben Unternehmen an, dass sich der Strompreis verdoppelt, wenn nicht verdreifacht habe.

Die Grafiken zeigen einen Vergleich der Strompreise für mittlere Industrieunternehmen, Grossverbraucher und KMU. Der Preis setzt sich zusammen aus Energie,

Netz und Abgaben, aber ohne MwSt. und erstattungsfähigen Steuern bzw. Abgaben.

Im europäischen Vergleich haben sich die Strompreise nicht zum Vorteil für KMU in der Schweiz entwickelt. Mittlerweile sind sie sogar im sonst teuren Italien günstiger geworden.

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Bemerkenswert bei allen drei Kundensegmenten – Industrie, Grossverbraucher, KMU – ist die Tatsache, dass es weniger die Preisentwicklung in der Schweiz ist, die zu einem Verlust an Wettbewerbsfähigkeit führt, sondern die Tatsache, dass Wettbewerb und regulatorische Eingriffe in den Nachbarstaten v.a. für Grossverbraucher zu kompetitiveren Strompreisen geführt haben.

Energieeffiziente Massnahmen helfen

Fokus

cher auch damit zu tun hat, dass wir aktuell einen Mehrjahresvertrag haben, welcher uns (noch) günstige Energiekosten beschert», so der Geschäftsführer. Im Rahmen der Energiestrategie 2050 habe Emaform eine Zielvereinbarung zur Reduktion von Energie und CO2 unterzeichnen müssen. Darin werden verschiedene Massnahmen definiert, um die Ziele zu erreichen.

Unter anderem Leuchtmittelersatz durch LED, Gebäudeisolation, Wechsel von Motoren auf IE3 oder IE4. Der elektrische Energieverbrauch habe über die letzten 10

Jahre trotz Steigerung der Produktion leicht abgenommen. Insbesondere der Wechsel von alten Anlagen auf neue, mit frequenzgesteuerten Hydraulik-Antrieben mache sich jeweils deutlich bemerkbar – auch bei den Spitzenleistungen.

Für die Wild & Küpfer AG ist mit den gestiegenen Stromkosten das Thema ebenfalls stärker ins Zentrum gerückt. «Die letzten Jahre waren die Preise plus/minus immer etwa konstant und stiegen erst in den letzten Monaten stark an», bestätigt Tobias Wild. «Für das Jahr 2022 werden

Viele Schweizer Unternehmen schauen der Preisentwicklung nicht untätig zu. Um konkurrenzfähig zu bleiben, haben sie in energieeffizientere Prozesse investiert und alte Maschinen und Peripheriegeräte durch neue Maschinen, mit einem geringeren Stromverbrauch, ersetzt. Manche haben auch auf langfristige Lieferkontrakte mit Stromanbietern gesetzt. So sagt etwa Peter Birchler, Geschäftsleiter der Silac AG in Euthal: «Wir haben zum Glück noch einen Kontrakt bis Ende Jahr. Ich habe aber von mehreren Firmen aus der Region Einsiedeln und Zürich erfahren, dass der Strompreis sich von 2021 auf 2022 verdoppelt oder verdreifacht hat.» Gegensteuer gibt Silac mit der Investition in stromeffizientere Maschinen, die alte Maschinen ersetzten. Zudem entlastet eine PV-Anlage auf dem Erweiterungsbau das Budget für den Strom aus dem Netz. «Aber die komplexen Anwendungen verlangen nach immer mehr Peripherie (Kühlgeräte, Trockner, Roboter), so dass halt trotzdem viel Energie benötigt wird», so Birchler weiter.

Auch wenn die Strompreise nur einen marginalen Anteil auf der Kostenseite ausmachen, hat sich auch Emaform AG, Gontenschwil, auf die veränderte Energiesitua­ tion eingestellt. Der Strombedarf des Zulieferers von Kunststoffgehäusen und technischen Formteilen aus Polyurethan entsteht primär durch Hydraulikaggregate und andere Motoren und weniger durch elektrische Heizungen für seine Prozesse.

«Da ein gewichtiger Anteil (58 %) der Stromkosten aus Netznutzung und Abgaben besteht, wirken sich Energiepreisaufschläge nicht im gleichen Mass auf den gesamten Energiepreis aus», legt Jürg Fischer dar. «Ein Vergleich zwischen 2014 und 2022 zeigt sogar eine leichte Senkung des Energiepreises pro kWh, was aber si1–2/2022

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Fokus

Andere Länder, andere Regularien

Strompreisvergleich 2020 – Grossverbraucher

die Gesamtenergiekosten (Strompreise, Netznutzung, Abgaben, usw.) ca. 30 % höher im Vergleich zu 2021 sein und in den Folgejahren ist nochmals mit einem Anstieg zu rechnen», erwartet der Geschäftsführer. Das Familienunternehmen in Schmerikon hat das Thema Strompreise aber nicht erst seit den jüngsten Preiserhöungen im Blick. «Wild & Küpfer war schon immer sehr bestrebt, auf neuste Technologien zu setzen, um effiziente Prozesse zu erzielen und eine optimale Wirtschaftlichkeit zu erreichen. Dies werden wir auch in Zukunft mit starkem Fokus tun», betont Tobias Wild. Das Unternehmen hat in den letzten Jahren die Gebäudeinfrastruktur stark erneuert und beispielsweise PV-Anlagen installiert, alle Beleuchtungen auf LED gewechselt und Energiepfähle im Neubau für die Energierückgewinnung eingesetzt. «Auch aufgrund der Umweltzertifizierung 14001 sind wir permanent bestrebt, uns zu optimieren und den ökologischen Gedanken zu vertiefen. Wenn dies dann auch die Wirtschaftlichkeit verbessert, umso besser», erklärt Tobias Wild die Strategie.

Mit ihren energieintensiven Prozessen zur Herstellung von Hochleistungspolymeren ist auch die Ems-Chemie von den steigenden Strompreisen stark betroffen. «Der Strommarkt für grosse Bezüger ist ein globaler Markt, der zur Zeit unterversorgt ist.

Die Stromproduktion weltweit und in Europa stammt zum grössten Teil aus fossilen Energieträgern, weshalb die Strompreise durch deren Preise geprägt werden.

Strom ist für die Ems-Chemie ein sehr 6

kritischer Rohstoff (Versorgung der Produktionsprozesse) und kostenrelevant», gibt Dr. Marc Ehrensperger, Generalsekretär der Ems-Chemie Holding AG, Auskunft.

Gegensteuer gibt das Unternehmen seit Jahren mit kontinuierlichen Investitionen in innovative Energiekonzepte. «Seit 2001 konnten wir den Stromverbrauch um 72 % reduzieren. Weitere Reduktionsprogramme laufen», bekräftigt Ehrensperger. Ems ist bereits heute weltweit an allen Standorten CO2-neutral. Mit der Inbetriebnahme des Biomassekraftwerkes auf dem Werkplatz in Domat/Ems konnte das Unternehmen bereits 2006 den CO2-Ausstoss um über 85 % reduzieren. «Wenn Ems die CO2Einsparungen der gewichtsreduzierenden Gesamtlösungen mit Spezialkunststoffen, die sie mit ihren Kunden entwickelt, mitberücksichtigen würde, wäre die CO2-Bilanz sogar stark negativ», so Ehrensperger.

In Italien ist der Preis traditionell hoch, aufgrund der starken Abhängigkeit von Importen und dem grossen Anteil an Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. Allerdings hat sich hier einiges zu Gunsten der Industrie bewegt.

Industrie und v.a. Grossverbraucher profitieren von günstigeren Preisen.

In Frankreich ist der Preis traditionell tief, aufgrund des staatlich regulierten Preises und dem hohen Anteil an Kernenergie.

Deutschland weist einen hohen Anteil an kohlebasierter Stromproduktion auf. Der Preis für Kohle und CO2-Zertifikate hat deshalb einen massgebenden Einfluss auf den Strompreis. Mit dem starken Ausbau der Förderung erneuerbarer Energien sind aber auch die Abgaben auf dem Stromverbrauch massiv gestiegen. Innerhalb von wenigen Jahren sind die Stromkosten für die Industrie deshalb zu den höchsten in Europa aufgerückt, wobei Grossverbraucher von gezielten Entlastungen profitieren.

Die Strompreise in Österreich sind deutlich attraktiver geworden und befinden sich mittlerweile (zumindest für KMU) beinahe auf dem Niveau von Frankreich.

Energie und Rohstoffkosten gefährden Produktion Entsprechend der Industriestromentwicklung in Deutschland schlägt auch die IK Industrievereinigung Kunststoffverpackungen e.V. Alarm. Für 2022 rechnet die Branche mit einem weiteren starken Anstieg der Stromkosten um 28 %. Zahlreiche Unternehmen sehen sich durch diese Ent-

Strompreisvergleich 2020 – KMU

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wicklung in ihrer Existenz bedroht. Die Branche ruft die neue Bundesregierung zu dringenden Entlastungen auf.

Einer aktuellen Umfrage der IK unter ihren Mitgliedern zufolge kostete Industriestrom die Hersteller von Kunststoff-Folien und -Verpackungen im vergangenen Jahr im Mittel 16,7 Cent/kWh. Für 2022 rechnet die Branche mit einem weiteren Anstieg auf im Mittel 21,4 Cent/kWh. «Die dramatisch gestiegenen Strom- und Gaskosten sind für viele unserer Mitgliedsunternehmen existenzbedrohend», warnt Dr. Martin Engelmann, Hauptgeschäftsführer der IK Industrievereinigung Kunststoffverpackungen, auch mit Blick auf ausländische Wettbewerber. «Jährliche Steigerungen der Stromkostenintensität von über 25 % sind auch für kerngesunde Unternehmen auf Dauer nicht tragbar. Bereits heute müssen 27 % unserer Mitglieder Aufträge aus KosKunststoff Xtra tengründen ablehnen. Hier geht es nicht um Gewinnmaximierung, sondern schlicht um kostendeckende Produktionen.» Eine

Fokus

Weitergabe der hohen Kosten an die Kunden gelinge zumeist nur teilweise.

Engelmann appelliert an die neue Bundesregierung, dass sie angesichts der Energiepreis-Explosion nicht die Augen vor den wirtschaftlichen Folgen verschliessen dürfe.

Die EU-Kommission habe erst vor wenigen Wochen klargestellt, dass die Hersteller von Folien und Verpackungen aus Kunststoff signifikant vom Carbon-Leak­age-Risiko betroffen seien. «Die Bundesregierung sollte daher schnellstmöglich den Spielraum nutzen und Regelungen zum Schutz der heimischen Industrie vor zu hohen Energiepreisen auf den Weg bringen», so Engelmann.

Hoher Kostendruck verhindert Investitionen Die hohen Energiepreise sind auch der wichtigste Grund dafür, warum teilweise Investitionen in energieeffizientere Produktionsprozesse und einen höheren Rezyklateinsatz auf Eis gelegt werden. «Der hohe Kostendruck führt zu schrumpfen-

den Margen. Damit haben viele Unternehmen schlicht keine Mittel mehr für die dringend benötigten Investitionen in Klimaschutz und Kreislaufwirtschaft», kritisiert Engelmann.

Die Versorgung mit Kunststoffen ist in der Branche nach wie vor sehr angespannt: 43 % der befragten Unternehmen schätzten die Situation im Dezember 2021 als schlecht oder sehr schlecht ein. 29 % erwarten sogar eine weitere Verschlechterung im ersten Quartal 2022. Das hat Auswirkungen auf die Produktion der Unternehmen: 32 % berichten von Einschränkungen bei der Lieferfähigkeit in mittlerem oder erheblichem Umfang.

Kontakt GGS Gruppe Grosser Stromkunden, www.stromkunden.ch

Ausgabe 1-2/2022 28.02.2022 n 04.02.2022

IK Industrievereinigung Kunststoffverpackungen e.V., ET: www.kunststoffverpackungen.de DUS:

Plastics have improved the world.

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FUTURE IN PLASTICS www.grafe.com

GRAFE improves plastics.

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Verarbeitung

Thin Wall Integra

Hocheffizient bei dünnwandigen Behältern Wie stellt man wirtschaftlich dünnwandige Behälter unter Nutzung von Recycling-Material in höchster Qualität und Ausbringung her? Indem mehrere Spezialisten ihr fundiertes Know-how zusammenbringen. So geschehen in Frankreich im Rahmen des Gemeinschaftsprojekts «Thin Wall Integra».

Vollautomatisierte Spritzgiesszelle rund um einen hybriden Allrounder 720 H in Packaging-Ausführung. (Bild: Arburg)

Die Kooperation verfolgt gleich mehrere Zielsetzungen: Es geht um die vollautomatisierte, schnelle und gleichbleibend hochwertige Verarbeitung von Recycling-Material zu dünnwandigen Behältern in Grossserie.

Die Arburg Tochtergesellschaft in Frankreich hat sich dazu mit dem auf dünnwandige Behälter spezialisierten Formenbauer Collomb, dem Robotik-Experten für Verpackungen, Groupe Pagès, dem IML-Etikettenhersteller Verstraete, dem MaterialflussSpezialisten Koch-Technik sowie dem Rohstofflieferanten Borealis zusammengetan, um «Thin Wall Integra» als neues «One-StopShop»-Konzept zur Produktion dünnwandiger Fünf-Liter-Eimer vorzustellen.

Leistungsträger ist neben der auf schnelle Zyklen hin optimierten Spritzgiessmaschine auch das sequenziell arbeitende RobotSystem. Das von der Maschinenrückseite her eingreifende Handhabungssystem mit Teleskop-Arm bestückt das Werkzeug zunächst mit den IML-Etiketten. Danach entnimmt das Robot-System die gelabelten Eimer und stapelt sie auf einer Ablagematte. Die Stapel werden dann automatisch von einem Robot-System zur Palettierung übernommen. Die eingesetzten beiden Robotertechnologien machen die Anlage besonders kompakt. Der Rezyklatanteil wird kontinuierlich über ein automatisches Fördersystem zugeführt.

Gemeinsam entwickeltes Konzept

Die Stärken der Kooperation

Das gemeinsam entwickelte Konzept basiert auf einer vollautomatisierten Spritzgiesszelle rund um einen hybriden Allrounder 720 H in Packaging-Ausführung mit einem 1-fach-Werkzeug. Die Gesamtzy­ kluszeit liegt bei nur fünf Sekunden. Ein 8

Die Partner von «Thin Wall Integra» bringen in jeder Phase des Projekts ihr spezifisches Fachwissen ein, um den Herstellern dünnwandiger Behälter den neuesten Stand der Technik zu demonstrieren, gleichzeitig aber auch die notwendige Qualität zu sichern und die engen zeitli-

chen Vorgaben der Verpackungsindustrie zu erreichen.

Darüber hinaus entspricht das Gemeinschaftsprojekt den heute so wichtigen ökologischen Gesichtspunkten in der Kunststoffverarbeitung. Das Produkt weist einen Anteil von 55 Prozent recyceltem Material auf. Das «ökologische Design» ermöglicht eine Materialeinsparung von bis zu 35 Prozent. Hinzu kommen die vereinfachte Stapelbarkeit der Eimer sowie die Verwendung von «Holygrail2.0»-Etiketten, mit denen ein sortenreines Recycling der eingesetzten Materialien einfach realisierbar wird.

Die vollständig automatisierte Projektanlage wurde speziell für Hochleistungs-Verpackungsanwendungen entwickelt, die Schnelligkeit, Präzision und Effizienz sowie eine hohe Wartungsfreundlichkeit erfordern.

Kontakt Arburg AG CH-3110 Münsingen switzerland@arburg.com www.arburg.com

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Verarbeitung

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Verarbeitung

«Nieren» mit SPE Grand Award 2021 ausgezeichnet

Neue Reinraumproduktion von Engel in Betrieb Die BMW Group hat im Produktionswerk Landshut eine neue Engel Anlage in Betrieb genommen. In Reinraum­ atmosphäre werden Nieren für den elektrischen BMW iX produziert. Dabei gehen sowohl die BMW Group als auch Engel völlig neue Wege, was die Internationale Gesellschaft für Kunststofftechnik (SPE Central Europe) mit dem SPE Grand Award 2021 honorierte.

Einst Kühlergrill kommt dem charakteristischen Designmerkmal aller BMW Modelle mit der Elektrifizierung der Antriebe eine neue Aufgabe zu. Die Nieren schützen die Kamera und verschiedene Sensoren für das assistenzunterstützte und in Zukunft autonome Fahren. Mit der neuen Funktion ändern sich sowohl Aufbau als auch Herstellungsprozess der Nieren grundlegend.

In einem integrierten Prozess wird eine beheizbare Funktionsfolie mit Polycarbonat hinterspritzt und mit Polyurethan überflutet. Eine Verfahrenskombination, die auch von Engel unter dem Namen clearmelt angeboten wird. «Wir wussten von Beginn an, dass es diese Verfahrenskombination den Automobildesignern ermöglicht, völlig neu zu denken», sagt Michael Fischer, Leiter Business Development Technologien von Engel Austria. «Nachdem es fürs Fahrzeug-Interieur bereits Anwendungen gibt, stellen die Nieren für die neuen Elektromodelle von BMW den nächsten Schritt dar. Erstmalig findet das kombinierte Folienhinterspritzen und Überfluten mit Polyurethan in der Serienproduktion von Funktionsbauteilen im besonders beanspruchten Exterieur Einsatz.»

Unter der kratzfesten Oberfläche aus Polyurethan ist die sensible Elektronik gut geschützt. Der hohe Glanzgrad und Tiefeneffekt, für den schon eine dünne Beschichtung mit Polyurethan ausreicht, vermitteln einen sehr edlen Eindruck.

Drei Materialien in einem Schritt verarbeiten Engel ist für dieses anspruchsvolle Projekt Systemlieferant und zeichnet für die komplette Produktionszelle verantwortlich.

Hinsichtlich Prozessintegration und Automatisierung erfüllt sie besonders hohe Anforderungen.

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Die Nieren für den neuen BMW iX werden in einer hochintegrierten Reinraumproduktionszelle von Engel produziert. Es handelt sich um die erste Serienanwendung für das kombinierte Folienhinterspritzen und Überfluten mit Polyurethan im anspruchsvollen Fahrzeug-Exterieur.

(Bild: BMW Group)

Die Produktionsanlage integriert eine Engel duo combi M Spritzgiessmaschine mit Wendeplatte, zwei grosse Knickarmroboter für das Handling der Folien und Fertigteile, eine Folienreinigungsanlage, eine Prüfstation für die Inline-Qualitätskontrolle sowie periphere Einheiten inklusive Polyurethantechnologie.

Die Schliesseinheit der Spritzgiessmaschine sowie der Arbeitsbereich der Roboter sind über eine Länge von sechs Metern und eine Höhe von mehr als vier Metern als Reinraum in Klasse ISO 7 eingehaust. Das Besondere: Für den Formwechsel und andere Arbeiten im Werkzeugraum lässt sich der Reinraum oberhalb der Spritzgiessmaschine durch eine verschiebbare Decke öffnen. Alle Arbeitsschritte im Reinraum finden automatisiert statt. Die Roboter übernehmen auch das Entpacken der Funktionsfolien sowie das Verpacken der Bauteile.

An den Reinraum schliesst sich ein Sauberraum der Klasse ISO 8 an. Dies ist der Arbeitsbereich der Produktionsmitarbeiter.

Sie führen der Reinraumproduktion die luftdicht verschlossenen Boxen mit den Funktionsfolien zu und übergeben die verpackten Fertigteile an die Intralogistik für die weitere Bearbeitung.

Virtual Reality gibt Investitionssicherheit Engel hat bereits in der Angebotsphase die gesamte Anlage vollständig virtuell abgebildet. «In der 3D-Simulation konnten wir unseren Kunden durch alle Bereiche der Anlage führen, konnten sehen, wie die Roboter interagieren, und die ergonomischen Aspekte beurteilen, noch bevor mit dem Bau der Anlage begonnen wurde», berichtet Walter Aumayr, Vice President Automatisierung und Peripherie von Engel Austria. «Das ist die Zukunft. Mit Virtual Reality geben wir unseren Kunden eine noch grössere Investitionssicherheit.» Als Systemanbieter ist Engel der zentrale Ansprechpartner für seine Kunden, auch für die Anlagenkomponenten, die gemeinsam mit Partnern realisiert werden. Partnerunternehmen für die Produktionszelle sind unter anderem Hennecke in St. Augustin (D) für die Polyurethanverarbeitung und Petek Reinraumtechnik in Radolfzell (D).

Kontakt Engel (Schweiz) AG CH-8500 Frauenfeld www.engelglobal.com

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Verarbeitung

Kunststoffteile mit Ultraschall dicht, schnell und kostengünstig verbinden

Kartuschen für schnelle PCR-Tests Der QIAstat-Dx-Analysator ermöglicht in Kombination mit den entsprechenden Testkartuschen eine Echtzeit-PCR zum schnellen Nachweis von Pathogennukleinsäuren in humanbiologischen Proben. Über 20 Krankheitserreger, darunter auch Covid-19, lassen sich damit innerhalb von nur 60 Minuten in einem Durchgang ermitteln.

Für den Nachweis von infektionsauslösenden Viren wie SARS-CoV-2 sind PCR-Tests die richtige Wahl. Auf die Ergebnisse muss heute niemand mehr lange warten. Qiagen beispielsweise hat den kompakten QIAstatDx-Analysator entwickelt, der in Kombination mit den entsprechenden Testkartuschen eine Echtzeit-PCR zum schnellen Nachweis von Pathogennukleinsäuren in humanbiologischen Proben ermöglicht. Über 20 Krankheitserreger, darunter auch Covid-19, lassen sich damit innerhalb von nur 60 Minuten in einem Durchgang ermitteln. Die kleinen Testkartuschen enthalten die gesamte dafür notwendige Laborausrüstung im Miniaturformat mit allen festen und flüssigen Reagenzien. Dabei sind sie unkompliziert zu handhaben: Die Probe wird dem Patienten entnommen und in die Kartusche eingesetzt. Um diese ins Analysegerät einzulegen, sind nur wenige Handgriffe notwendig. Nach nur einer Minute kann der Test starten. Damit die dafür notwendigen Flüssigkeiten nicht auslaufen, müssen die Kartuschen absolut dicht sein und als Medizinprodukt hohe Qualitätsanforderungen erfüllen. Die Fertigungskosten sollten gleichzeitig möglichst niedrig bleiben, da jede Kartusche nur einmal verwendet werden kann. Für Qiagen sind deshalb Ultraschallschweisssysteme das Mittel der Wahl, um Kunststoffteile im Innern der Kartusche miteinander zu verbinden.

Die kleinen Testkartuschen enthalten die gesamte für PCR-Tests notwendige Laborausrüstung im Miniaturformat mit allen festen und flüssigen Reagenzien. (Bild: Qiagen)

Testkartuschen fertigt, arbeiten mittlerweile zwei Ultraschallschweisssysteme von Telsonic. Eines davon war schon vor der Pandemie im Einsatz; das zweite kam jetzt wegen der gestiegenen Nachfrage hinzu. Beide sind in Schallschutzkabinen unterbracht, die für eine wirksame Abschirmung der Mitarbeiter sorgen. Pro Tag werden heute bis zu 2000 zylinderförmige Kunststoffteile im Innern der Testkartuschen mit sicheren und

Grosse Stückzahlen bei gleichbleibender Qualität Schweissen mit Ultraschall gilt heute als die schnellste und zugleich auch kostengünstigste und zuverlässigste Methode, um Kunststoffteile miteinander zu verbinden und zu montieren. Wesentliche Vorteile sind, dass ohne Kleber, Verbindungselemente und Lösungsmittel gearbeitet wird.

Am Standort Barcelona, wo Qiagen die 1–2/2022

Um Kunststoffteile im Innern der Kartusche sicher und kostengünstig miteinander zu verbinden setzt Qiagen zwei Ultraschallschweisssysteme von Telsonic ein. (Bild: Telsonic)

absolut dichten Schweissnähten befestigt.

Die robusten Ultraschall-Schweisssysteme vom Typ USP750 haben sich bereits vielfach bei Grossproduktionen bewährt, nicht nur in der Medizintechnik, sondern z. B. auch in der Automobilindustrie. Geringer Wartungsaufwand, hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer sind hierfür die Voraussetzungen. Durch die hohe Flexibilität beim Umrüsten sind die Systeme aber auch für Anwendungen mit kleinen Stückzahlen bestens geeignet. Zudem lässt sich eine durchgängige Prozesskontrolle einfach realisieren. Die Schweissresultate werden in Qualitätsfenstern überwacht und automatisch grafisch und statistisch ausgewertet.

Das garantiert, dass die Testkartuschen für den schnellen PCR-Analysator in grossen Stückzahlen bei gleichbleibender Qualität gefertigt werden können.

Kontakt Telsonic AG CH-9552 Bronschhofen www.telsonic.com

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KUNSTSTOFF XTRA

Maschinen/Peripherie

Ultraschall-Bearbeitungsanlage

Berührungslos entgraten in Serie Berührungsloses Entgraten war im industriellen Massstab nicht möglich – bisher. Doch der ultraTec Anlagentechnik Münz GmbH ist es eigenen Angaben gemäss nun erstmals gelungen, serienreife Bearbeitungsanlagen zu entwickeln, die Grate und abstehende Fasern völlig kontaktlos mit Ultraschall entfernen.

Beim berührungslosen Entgraten wird das Bauteil in einem Prozesswasserbecken mithilfe eines flexiblen Roboterarms entlang einer Sonotrode geführt, die Schwingungen und Wellen erzeugt, wodurch sich die Grate ablösen. So werden selbst innenliegende Grate oder Ausformungen an den Rändern bei Kreuzbohrungen mit einem Durchmesser von lediglich 0,1 mm materialschonend abgetragen. Dadurch sind die Maschinen ideal für Präzisionsbauteile mit anspruchsvollen Geometrien oder sensiblen Oberflächen geeignet. Die Anlagen sind dank verschiedener Ausführungen auf die effiziente und wirtschaftliche Bearbeitung unterschiedlicher Bauteilmengen und -masse nach aktuellen Industrie 4.0-Standards ausgelegt. Mit maximal 6 kVA haben die Anlagen einen vergleichsweise geringen Strombedarf für den Betrieb.

«Insbesondere bei Präzisionsbauteilen oder sehr kleinen Komponenten sowie bei speziellen Legierungen kann man nicht jedes Entgratverfahren gleichermassen verwenden», berichtet Dieter Münz, Geschäftsführer der ultraTec Anlagentechnik

Eine serienreife Bearbeitungsanlage ermöglicht es erstmals, Grate und abstehende Fasern völlig kontaktlos mit Ultraschall zu entfernen. (Bilder: ultraTEC)

Münz GmbH. So führt das thermische Entgraten durch das Abbrennen der Grate beispielsweise zu Verfärbungen und Änderungen der Oxidschicht. Der beim Gleit-

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schleifen eingesetzte Schleifkörper wiederum erreicht nicht alle Stellen bei anspruchsvollen Geometrien aufgrund der eigenen Form. Auch elektrochemische

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Verfahren sind für viele kleine Bauteile ausgeschlossen, da diese einen nicht definierbaren Materialabtrag am Bauteil bewirken. Das Hochdruckwasserstrahlen wiederum beansprucht einen hohen Energie- und Vorrüstaufwand.

Mit den Ultraschallentgratanlagen von ultraTec stellen Faktoren wie Geometrie oder Material hingegen kaum Einschränkung mehr dar, da das Verfahren berührungslos und somit materialschonend arbeitet. Durch indirekte Ultraschall-Bestrahlung und das Erzeugen von Rayleighwellen (Oberflächen-Erdbebenwellen) lassen sich auch innenliegende Kanten und kleinste Durchgänge pro­ blemlos entgraten. «Der Prozess hat keine Auswirkungen auf die Festigkeit des Bauteils, die Oberflächenstruktur bleibt unverändert und bei glatten Oberflächen gibt es keinen Materialabtrag», so Münz. Neben den gängigen Metallen sind auch verschiedene Titan- und Nickelbasislegierungen bis hin zu Messing und faserverstärkten Kunststoffen für die Bearbeitung geeignet. Je nach Konfiguration lassen sich Losgrössen von 100 bis eine Million validierbar und reproduzierbar, hochpräzise sowie punktuell entgraten.

Maschinen/Peripherie

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20 000 Mikroschwingungen pro Sekunde entfernen Grate auf schonende Weise Herzstück der Anlage bildet ein Prozesswasserbecken aus Edelstahl mit Füllstands- und Temperaturüberwachung sowie einer oder mehrerer Ultraschallsonotroden. «Das Bauteil wird mit ei-

Jungforscher zeigen der Industrie wie es geht – Prototyp einer Ultraschallentgratanlage gewinnt Bundespreis bei «Jugend forscht» Die Industrie konnte bisher keine berührungslose Entgratlösung für Präzisionsbauteile hervorbringen. Diese Erfahrung musste auch Jonas Münz im Rahmen eines Praktikums bei einem Medizinhersteller machen. Implantatschrauben wurden dort aus Mangel an Alternativen per Hand entgratet – eine passende Aufgabe für einen Praktikanten. Schnell stellte sich Jonas die Frage, ob diese mühselige Bearbeitung nicht auch von Maschinenhand gelöst werden könnte. Zusammen mit seinem Freund Jakob Rehberger erarbeitete der damals 16-jährige Schüler eine Maschinenlösung, die das Ultraschall­ entgraten als Prozess auf eine neue Stufe heben sollte. Betreut wurden die beiden Jungforscher von Jonas' Vater Dieter Münz, der mit seiner langjährigen Erfahrung als Produktionsleiter praktischen Input zu Fragen wie Prozessauslegung und Materialanforderungen geben konnte. 2019 reichten die beiden ihre Idee bei «Jugend forscht» ein. Mit dem Projekt zur maschinellen Entgratung von Knochenschrauben aus Titan erhielten sie direkt den Bundessieg «Preis des Bundespräsidenten für eine aussergewöhnliche Arbeit». Dieter Münz hatte das innovative Potenzial hinter der Idee seines Sohnes sehr früh erkannt, weshalb er den Grundprozess sukzessive verbesserte und ausbaute, sodass eine industrietaugliche, serienreife Maschinenlösung entstehen konnte. Drei Tage vor der Siegerehrung wurde die ultraTEC Anlagentechnik Münz GmbH gegründet.

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Maschinen/Peripherie

Vorher – nachher: gefräste Fasern und Schleifgrate.

nem 6-Achs-Industrieroboter in das Prozesswasserbecken getaucht und entlang der Sonotrode geführt, die wir mit 20 kHz anregen», erläutert Münz das zugrundeliegende Prinzip. «Mit 20 000 Mikroschwingungen pro Sekunde werden Longitudinalwellen und Kavitation im Wasser erzeugt, die wiede­rum einen Kavitationsjet hervorrufen. Wird das Bauteil nun entlang dieses Jets geführt, brechen die Grate nach einer kurzen Zeit ab.» Der Jet erreicht dabei Strömungsstärken, die denjenigen vom Hochdruckwasserstrahlentgraten in nichts nachstehen, benötigt bei einer Maximalstromaufnahme von 6 kW und einem jährlichen Verbrauch zwischen 4000 und 6000 kWh allerdings weit weniger Energie.

Im Vergleich dazu liegt der Verbrauch von klassischen Verfahren um rund das 20-fa-

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che höher, was das Verfahren wirtschaftlicher macht. Unterstützt wird die Wirtschaf tlichkeit der 24/7-tauglichen Entgratanlagen durch die integrierte Wasseraufbereitung, welche das Prozesswasser über die angeschlossenen Partikelfilter und Wärmetauscher im Kreislauf im optimalen Zustand hält.

Die hohe Präzision beim Abtragen der Grate entsteht aus der geschickten Verbindung von Ultraschall und flexibler Bewegungsführung. Denn der 6-Achs-Roboter kann wahlweise je nach Maschinentyp das Bauteil entlang der Sonotrode oder letztere an der zu entgratenden Kante entlang führen.

«Der Bediener muss lediglich die entsprechende STEP-Datei laden und die gewünschte Bewegungsfolge auswählen.

Den Rest erledigt die Anlage in kurzer Zeit»,

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Das Bauteil – hier eine Knochenimplantatsschraube – wird mit einem 6-Achs-Industrieroboter in das Prozesswasserbecken getaucht und entlang der Sonotrode geführt.

so Münz. Die Kombination aus berührungslosem Prozess und grosser Flexibilität in der Bewegung macht das Verfahren zu einer idealen Lösung für Präzisionsbauteile mit scharfen Kanten und verschieden gros­ sen Fasen auf engstem Raum. An einem digitalen Zwilling kann der Fertigungsprozess vorsimuliert und überwacht werden, sodass sich auch neue Bauteile bedenkenlos bearbeiten lassen. www.ultratec-anlagen.de

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Maschinen/Peripherie

Pioneering Plastics

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Maschinen/Peripherie

Der Containermischer CMQ setzt neue Standards in Sicherheit und Produktivität

Mischen Possible Das Mischen von Kunststoffpulver, Additiven, Pigmenten oder Mehlen in der Kunststoff-, Chemie-, Masterbatchund Lebensmittelindustrie erfordert nicht nur umfassendes Know-how in der Verfahrenstechnik, sondern setzt auch ein grundlegendes Verständnis der Materialeigenschaften voraus. Der Anlagenbauer Zeppelin Systems ist auf diesem Gebiet seit Jahren Vorreiter und liefert mit seinem Containermischer vom Typ CMQ ein Produkt, das den Anforderungen an Mischqualität, Dispergierung, Effizienz und vor allem Sicherheit gerecht wird.

Explosionsfähige Stoffe zeigen ihre physikalischen Eigenschaften nicht immer auf den ersten Blick. So können selbst alltägliche Produkte wie Kunststoffe, Additive oder Mehl beim Mischen zu einer Staubexplosion führen, wenn sie in einer bestimmten Konzentration als StaubLuft-Gemisch in Kontakt mit einer Zündquelle kommen. Dies kann zum Beispiel eine statische Entladung oder eine heis­ se Oberfläche sein, die das Gemisch entzündet. Geschieht ein derartiger Vorgang, kann dies einen grossen Schaden in der Anlage anrichten. Daher ist es wichtig, schon im Vorfeld des Mischvorgangs potentielle Gefahren zu vermeiden. Der patentierte Containermischer CMQ von Zeppelin Systems beweist durch seine EU-Baumusterprüfbescheinigung, dass er den Anforderungen staubexplosionsgefährdeter Stoffe gewachsen ist. Somit bietet er dem Anwender nicht nur ein hohes Mass an Sicherheit, sondern macht auch das Inertisieren obsolet. Damit kann der An-

Das Mischen mit dem Containermischer CMQ erfolgt in fast allen Anwendungen ohne Inertisierung. (Bild: Zeppelin)

wender sich auf das Wichtigste konzentrieren: auf die optimalen Ergebnisse seiner Mischung.

Mischen leicht gemacht Neben der Erfüllung der hohen Sicherheitsstandards garantiert der Containermi-

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scher CMQ durch seine innovative Bauweise eine sehr hohe Dispergierung. Denn das tragflügelförmige Mischwerkzeug in Kombination mit den Winglets sorgt für ein gutes Ausbilden der Mischtrombe, eine schnelle Materialbewegung und hält den Mischwiderstand gering. Das schont die Produkte und kann den Temperaturanstieg auf ein Minimum reduzieren, zum Beispiel um maximal 2 Grad Celsius pro Minute bei einer Pulverlackmischung.

Des Weiteren verursacht die Tragflügelform eine hohe Saugwirkung auf das Material. Daraus resultiert eine hohe Hubkraft und damit für ein schnelleres Mischen. So erhält der Anwender innerhalb von drei bis vier Minuten sein gewünschtes Mischergebnis.

Ein weiterer Vorteil des Mischwerkzeugs liegt im hohen Abstand zum Boden und Rand des Mischbehälters. Dies verursacht kaum Materialdruck und reduziert so Ablagerungen auf ein Minimum.

Maschinen/Peripherie

17 Kilogramm bei einem 1000 Liter Mischer sehr leicht, sodass der Anwender es sehr schnell und einfach demontieren und austauschen kann. Damit spart der Betrieb des Mischers wertvolle Zeit, indem er die Reinigungszeit um bis zu 80 Prozent verkürzt. Dies erhöht nicht nur die Produktivität, sondern auch die Maschinenverfügbarkeit und spart so fünfstellige Beträge im Jahr.

Der bereits vielfach getestete Containermischer CMQ vereint nicht nur Effizienz, Qualität und Sicherheit in einem Produkt,

sondern bietet dem Anwender auch eine Reihe an Möglichkeiten, sich an seine Bedürfnisse vor Ort anzupassen – von verschiedenen Mischergrössen über automatische Prozesse bis hin zu vorhersagbaren Wartungszyklen.

Kontakt Zeppelin Systems GmbH D-88045 Friedrichshafen www.zeppelin-systems.com

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Der Mischkopf macht den Unterschied Im Vergleich zu herkömmlichen Containermischern hat Zeppelin Systems die kritischen Bauteile so optimiert, dass sie den Reinigungsprozess um ein Vielfaches vereinfachen und wertvolle Zeit beim Reinigen einsparen. Als kritisch gelten der gesamte Mischkopf, das Mischwerkzeug und der Mischcontainer. Wenn sich hier Ablagerungen sammeln, können bei nachfolgenden Mischungen Verfälschungen entstehen, die das Mischgut für die weitere Verwendung unbrauchbar machen. Daher hat Zeppelin Systems seinen Mischkopf so gestaltet, dass dieser sich von herkömmlichen Mischköpfen deutlich unterscheidet.

Denn das Unternehmen hat den üblicherweise trogförmig ausgebildeten Mischkopf durch eine polierte, ebene Platte ersetzt, die eine sehr einfache und schnelle Reinigung ermöglicht. Dies unterstützt der sehr grosse Abstand des Mischwerkzeugs zum Mischerboden, da dieser dadurch wesentlich zugänglicher ist. Zudem tragen die geringen Ablagerungen an Werkzeug und Boden zu einem schnellen Reinigungsprozess bei.

Die Form und die polierte Oberfläche des Mischwerkzeugs des Containermischers CMQ verhindern ebenfalls Ablagerungen.

Ausserdem ist das Mischwerkzeug mit nur 1–2/2022

Recycling

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Additive Fertigung

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Neuartige Filamente für den 3D-Druck

Mikroverkapselte Additive Die Einarbeitung von Additiven wie Farb- und Duftstoffe, Füll- und Schmierstoffe oder Biozide in ein Polymer ist häufig nicht einfach, denn viele Zuschlagstoffe eignen sich nicht für das filamentbasierte 3D-Druckverfahren.

Das Kunststoff-Zentrum SKZ und das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP nutzen daher die Mikroverkapselung, um eine breite Palette von Additiven auch für 3D-Druckfilamente verfügbar zu machen.

Die additive Fertigung oder 3D-Druck ist bei der Produktentwicklung in der Indus­ trie inzwischen Standard. Dort, wo individualisierte Bauteile in kleinen Stückzahlen und komplexen oder filigranen Geometrien benötigt werden, entfaltet sie zunehmend ihr Potenzial. Neben der passenden Fertigungs- und Produktionsmethode sind vor allem massgeschneiderte Materialien ein entscheidender Faktor für einen erfolgreichen Einsatz. Für den filamentbasierten 3D-Druck ist die Auswahl an Materialien bislang jedoch noch begrenzt. Das Kunststoff-Zentrum SKZ und das Fraunhofer IAP haben sich daher zum Ziel gesetzt, die Palette an Filamentmaterialien durch den Zusatz von Additiven deutlich zu erweitern, um das technologische und wirtschaftliche Potenzial dieser Technik noch stärker auszuschöpfen. «Der Clou ist, dass wir auch mikroverkapselte Additive wie bspw. Schmierstoffe in Filamente einbringen werden. Das gedruckte Bauteil erhält somit eine neue Funktion: Es kann sich selbst schmieren», erklärt Dr. Alexandra Latnikova, Spezialistin für Mikroverkapselung am Fraunhofer IAP. «Nicht jedes beliebige Additiv ist jedoch dafür geeignet, da filamentbasierte 3D-Drucktechniken ihre Grenzen haben», so Latnikova.

Materialentwicklung für filamentbasierten 3D-Druck Beim filamentbasierten 3D-Druck – kurz «Fused Layer Modeling» (FLM) oder «Fused Filament Fabrication» (FFF) – wird ein Kunststoffstrang, das Filament, in einem Hotend aufgeschmolzen, durch eine Düse gedrückt und in dünnen Schichten auf einer Bauplattform abgelegt. Das Filament besteht aus Kunststoff, der sich beim Erhitzen erweicht und erst in diesem Zustand die Düse passieren kann. «Genau 18

an diesem Punkt liegt die Herausforderung, denn wenn Additive in das Filament eingearbeitet wurden, befinden sich darin Partikel, die verklumpen und zu Verstopfungen der Düse führen können. Die Düse ist also der limitierende Faktor. Wir werden in unseren umfangreichen Untersuchungen ermitteln, mit welchen Additiven 3DDruck möglich ist», erklärt Latnikova.

erfolgreich gezeigt, dass mikroverkapselte Schmierstoffe Spritzgussbauteilen selbstschmierende Eigenschaften verleihen. Dadurch kann der Materialverschleiss, der normalerweise durch Reibung an Bauteilen entsteht, um bis zu 85 Prozent reduziert werden. Diese Ergebnisse übertragen wir nun auf den 3D-Druck», sagt Limbach.

Screening von Additiven: von fest bis flüssig

Mit dieser Forschung möchte der Projektverbund die Innovationskraft des deutschen Mittelstandes auf dem Feld der Materialentwicklung für die additive Fertigung stärken. «Unser Ziel ist es, mit einer breiten Palette an hoch funktionalen Filamentmaterialien die Kundenakzeptanz für 3D-Druckverfahren und die Marktdiversifizierung zu steigern. Für kleine und mittlere Unternehmen sollen diese anwendungsspezifischen Spezialmaterialien den Einstieg in die additive Fertigung erleichtern.

Wir laden interessierte Unternehmen ein, unserem projektbegleitenden Ausschuss beizutreten, Anregungen und Ideen einzubringen und an den Ergebnissen zu partizipieren», erklären Latnikova und Limbach.

Das Projekt adressiert vor allem Unternehmen, die Teil der Produktionskette für filamentbasierten 3D-Druck sind, also Mikroverkapsler, Hersteller und Distributeure von Kunststoffaditiven, Compoundeure, Hersteller von Anlagensystemen sowie Dienstleister im Bereich filamentbasierter 3D-Druck.

In einem ersten Schritt testet das Forscherteam systematisch, welche kommerziellen und selbst entwickelten Polymeradditive sich für die Herstellung von Filamenten und den Druckprozess grundsätzlich eignen. «Wir untersuchen Charakteristika wie Partikelgrösse, Oberflächeneigenschaften, thermische Stabilität und Füllgrad und testen die Grenzen der Möglichkeiten aus. Im zweiten Schritt setzen wir unsere speziell entwickelten Mikrokapseln ein», erklärt Patrick Limbach, Materialentwickler am SKZ. Bei der Mikroverkapselung bringt das Fraunhofer IAP sein umfangreiches Know-how ein. Diese Technologie ermöglicht es, auch komplexere Additive herzustellen. Dafür umhüllen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Funktionsadditive mit einer dünnen Polymerwand. So können auch Flüssigkeiten wie Schmier-, Duft- und Farbstoffe oder auch Biozide in Kunststoffe eingebracht werden. Grösse, thermische Stabilität und Oberflächeneigenschaften dieser Partikel sind massgeschneidert. «Wir verleihen den Materialien viele smarte Funktionen. Beispielsweise können mikroverkapselte Farbstoffe die Defekte gedruckter Bauteile anzeigen, da bei einer Schädigung der Kapseln im Werkstoff Farbe austritt. In einem Vorgängerprojekt haben wir bereits

Innovationskraft stärken

Kontakt FSKZ e. V. D-97082 Würzburg +49 931 4104-503 www.skz.dee

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Circular Economy

Hochwertige PET-Flakes

Fünfmal mehr Flakes aus PET-Flaschen Einen neuen Grossauftrag hat die Herbold Meckesheim GmbH im Dezember an Land gezogen: Sie wird dem Unternehmen Fantastic Plastic eine Anlage für Kunststoff-Recycling liefern. Fantastic Plastic gilt als Produzent der hochwertigsten PET-Flakes in Russland. Bereits die erste Produktionslinie des Rezyklat-Herstellers stammt vom Meckesheimer Spezialmaschinenbauer Herbold.

2019 ging das Werk von Fantastic Plastic im russischen Nizhny Novgorod an den Start.

Seither wurde zusammen mit Herbold Meckesheim und den Herstellern der Nachfolge in aufwändigen Versuchen die Verfeinerung des Verfahrens vorangetrieben. Das jetzt erreichte Ziel: Die Qualität des Granulats entspricht den strengen Bestimmungen für Lebensmittelverpackungen und kann Bottle-to-Bottle eingesetzt werden.

Hierbei war von grossem Nutzen, dass Herbold am Stammsitz in Meckesheim ein Technikum unterhält, das für Versuche aller Art genutzt werden kann.

Dank einer eng abgestimmten Planung – Projektbeginn war im Januar – werden beim Aufbau der Maschinen Zeiten des Stillstands in der Hauptproduktion weitgehend vermieden. Fantastic Plastic möchte durch die neue Recycling-Strasse seinen

Herbold in Kürze Herbold Meckesheim ist führender Recycling-Spezialist für die Kunststoff-Industrie.

Weltweit sorgen die Anlagen dafür, Plastikmüll durch Wiederverwertung zu reduzieren.

Dabei werden sowohl die reinen Abfälle der kunststoffverarbeitenden Industrie aufbereitet wie auch gebrauchte, vermischte und verschmutzte Kunststoffe. Ebenso sind Maschinen von Herbold Meckesheim im Einsatz beim Feinmahlen von Kunststoffgranulaten und -abfällen oder in der Abfallaufbereitung, Rohstoffrückgewinnung und Materialvorbereitung diverser industrieller Prozesse. Eine weitere Besonderheit ist die Entwicklung der Anlagen in einem eigenen Technikum. Herbold Meckesheim wird heute in der vierten Generation von Karlheinz und Werner Herbold geführt. Über 200 Beschäftigte am Hauptsitz und die Mitarbeiter der internationalen Vertretungen begleiten passgenau zu den Kundenwünschen individuell gefertigte Maschinen von der Konzeption über die Inbetriebnahme bis ans Ende ihrer gewerblichen Nutzung.

Fantastic Plastic möchte durch die neue Recycling-Strasse seinen Granulat-Ausstoss auf 35 000 Tonnen pro Jahr steigern und damit verfünffachen. (Bild: Herbold)

Granulat-Ausstoss auf 35 000 Tonnen pro Jahr steigern und damit verfünffachen.

Umgerechnet gut neun Millionen Euro lässt sich das russische Unternehmen diese Zukunftsinvestition kosten. Am Ort sollen dadurch etwa 180 neue Arbeitsplätze entstehen.

Kontakt Herbold-Vertretung für die Schweiz: Ingenieurbureau Dr. Brehm AG CH-6343 Rotkreuz www.brehm.ch

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Circular Economy

Global vernetzt

IWK setzt Massstäbe – auch international Kunststoffrecycling ist ein Thema, das aufgrund von gesellschaftlichen und gesetzlichen Forderungen international laufend an Bedeutung gewinnt. Das IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung der Ostschweizer Fachhochschule ist seit vielen Jahren in diesem Bereich tätig und konnte auch im vergangenen Jahr auf nationaler und internationaler Ebene Projekte erfolgreich abschliessen.

Prof. Daniel Schwendemann, Sarah Rickenbacher ¹ Nachhaltigkeit, und somit auch die Kreislaufwirtschaft, wird zunehmend wichtiger.

Einerseits steigt die Nachfrage nach ökologischeren Produkten, andererseits treten Gesetze und rechtliche Regelungen in Kraft, wie beispielweise die Verordnung zu Kunststoffverpackungen der EU, die umgesetzt und eingehalten werden müssen.

Dies führt dazu, dass Innovationen in diesem Bereich sowohl von staatlicher Seite als auch von privatwirtschaftlichen Unternehmen gezielt vorangetrieben und gefördert werden.

IWK auf der World Expo in Dubai Im Zuge dieser Entwicklungen hat die Schweiz entschieden auf der World Expo in Dubai – sie dauert noch bis März 2022 – in ihrem Pavillon die Nachhaltigkeit zum Thema zu machen. Swissnex hat eine Ausschreibung im Frühjahr 2021 lanciert – die Swiss-Middle East Circular Economy for Youth Initiative, kurz SMECEYI. Ziel war, Studierende von Universitäten im Mittleren Osten zusammenzubringen, um verschiedene innovative Lösungsansätze für das Abfallmanagement, die Vermeidung von Umweltverschmutzung oder die Einführung der Kreislaufwirtschaft zu finden.

Während der Ausarbeitung des Projektes sollten die Teilnehmenden auf Unterstützung durch Schweizer Universitäten und Forschende zurückgreifen und Kooperatio­ nen aufbauen. Von den 15 Teams wurden ¹ Prof. Daniel Schwendemann, Sarah Rickenbacher, beide IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung, OST Ostschweizer Fachhochschule

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Swiss Pavillon in Dubai (v.l.): Marc Akermann, IWK, Dante Larini, Swissnex (Koordinator SMECEYI), Prof. Daniel Schwendemann, IWK. (Bild: IWK)

die 6 Finalisten eingeladen, ihr Lösungskonzept Anfang November 2021 auf der Expo im Swiss Pavillon vorzustellen. Die jeweiligen Konzepte wurden von einer dreiköpfigen Jury, zu der auch Prof. Daniel Schwendemann gehörte, bewertet und prämiert. Gewonnen hat das Team Plasticycle aus dem Libanon, das ein Konzept zur Bewältigung der grossen Abfallmengen von Kunststoffen erarbeitet hat. Die Idee beinhaltet unter anderem, dass die im Land vorhandenen PP- und PE-Abfälle gesammelt, aufbereitet und zu Granulat verarbeitet werden. Dadurch können die gros­ sen Abfallmengen, sinnvoll verwendet werden, die sonst oft auf wilden Deponien entsorgt werden. Dies wird die Natur entlasten und die lokale Wirtschaft ankurbeln, da Rohmaterial inländisch gewonnen wird und nicht teuer eingekauft werden muss.

In der jetzigen wirtschaftlichen Situation, bei auch hoher Jugendarbeitslosigkeit ein wichtiger Gesichtspunkt. Aktuell wird unter der Leitung von Prof. Roger Marti von der HES-SO Fribourg und Mitarbeit des IWK ein Folgeprojekt beantragt, welches die Fortführung der Aktivitäten und Kooperationen ermöglichen soll.

Zusätzlich zur Unterstützung der SMECEYI konnte das IWK in Dubai sein erfolgreiches Recyclingprojekt von gebrauchten Skischuhen im Swiss Pavillon vorstellen. Das Skischuh-Recycling wird in enger Zusammenarbeit mit der Argo Werkstätte Davos betrieben. Die alten Skischuhe werden gesammelt und von Menschen mit Handicap in den Werkstätten der Argo demontiert, sortiert und anschliessend geschreddert. Die dabei entstehenden TPU-Flakes werden am IWK aufbereitet und zu TPU-R 1–2/2022

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Circular Economy

Filamenten für den 3D-Drucker verarbeitet. Das gummielastische Filament wird unter der Marke Creamelt vertrieben.

Recycling-PET in der Modewelt Auch in der Textil- und Modeindustrie gewinnt Nachhaltigkeit und Kunststoffrecy­ cling zunehmend an Bedeutung. Im vergangenen Jahr konnte das IWK mehrere Projekte in diesem Bereich unterstützen und realisieren. Das Ziel dieser Projekte war jeweils zu zeigen, dass auch mit Recycling-Material keine Abstriche bezüglich der Ästhetik gemacht werden müssen.

Besonders gelungen, die Qualität von rezyklierten Stoffen in Szene zu setzen, ist dies in einer Zusammenarbeit zwischen der niederländischen Modedesignerin Iris van Herpen, Niederlande, und Evian, Frankreich.

Hier wurde ein Stoff entwickelt, der anhand seiner Erscheinung und seines Verhaltens an Wasser erinnern soll. Als Grundmaterial für das Kleid wurden rezyklierte Evian-Flaschen verwendet, die den Qualitätsanforderungen für das herkömmliche Bottle-toBottle-Recycling nicht erfüllen. Die Aufbereitung des Flaschenmahlguts zu Granulat fand am IWK statt, da hier sowohl das nötige Equipment für Kleinmengen als auch das Know-how vorhanden ist. Anschliessend wurde das Material von der Firma Monosuisse AG in Emmenbrücke (Schweiz) zu hochwertigem Monofilament verarbeitet. Mit diesen Filamenten aus den PET-Flaschen und dem Zusatz von Seide wurde vom renommierten italienischen

Monosuisse Filamentproduktion. (Bild: IWK)

Textilhersteller Ruffo Coli ein Stoff kreiert, der an die leicht spiegelnde Wasseroberfläche erinnert. Das hieraus hergestellte Designerkleid wurde anlässlich der British Fashion Awards präsentiert und stiess in der Modewelt auf grosses Interesse.

Nicht nur die Textilwelt, sondern auch die Schmuckindustrie beschäftigt sich mit dem Recycling von Kunststoffen und insbesondere der Verwendung aufbereiteter Materia­ lien. So wurde im vergangenen Sommer von einer jungen Designerin im Swarovski Design Future Lab eine innovative Schmuckkollektion entworfen, für die ausschliesslich rezyklierte Materialien genutzt wurden. Das IWK entwickelte auf Basis des rPET der Tide Ocean SA ein druckfähiges Filament, welches für das Aufbringen von Strukturen auf Textilen genutzt wurde.

Als Grundmaterial für das Kleid wurden rezyklierte Evian-Flaschen verwendet. (Bild: Evian, Designer Iris Van Herpen, entwickelt Solaris Community)

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Neben den Druckaktivitäten mit Filamenten werden sehr grosse Bauteile, wie Möbel mittels direktem Aufschmelzen der Granulate auf dem 3D-Drucker erzeugt.

Besonders imposante Bauteile sind in der Oceana Collection des Designers Karim Rashid, USA, zu sehen, der eine komplette Couchlandschaft geschaffen hat. Auch hier wurde ein spezielles Compound mit Tide Ocean Materialien für die Additive Fertigung entwickelt und für die Bemusterungen hergestellt.

Diese Projekte sollen Künstlern, Designern und Produktentwicklern rund um den Globus das Potenzial von rezyklierten Kunststoffen aufzeigen und wo immer möglich, zu deren Einsatz in weiteren Bereichen, auch im Premiumbereich, anregen.

Koordiniert werden diese Kooperationen von der Solaris Community, Schweden, einem Netzwerk, welches Ingenieure und Designer zusammenbringt.

Diese Pilotprojekte sind ein wichtiger Schritt in Richtung Kreislaufwirtschaft im Kunststoffsektor. Die hochwertigen Bauteile erlauben einen etwas anderen Blick auf das Kunststoffrecycling, welches sonst oft mit minderwertigen Produkten oder schwarzen Bauteilen assoziiert wird.

Kontakt IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung OST Ostschweizer Fachhochschule Prof. Dipl.-Ing. Daniel Schwendemann daniel.schwendemann@ost.ch www.ost.ch/iwk n 21

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Circular Economy

Branchen-Interview auf dem Weg zur K 2022

Rezyklierter Kunststoff ist gut fürs Klima Zur Einstimmung auf das Branchentreffen im Herbst 2022 lässt der VDMA Vertreter des Kunststoffmaschinenbaus und andere Stakeholder der Branche in diversen Interviews zu Wort kommen. Im fünften Interview der Serie spricht Manfred Hackl, CEO der Erema Group, über die Fortschritte, die in puncto Kreislaufwirtschaft seit der K 2019 erzielt wurden.

Herr Hackl, die Kreislaufwirtschaft stand schon 2019 im Fokus der K. Das wird 2022 wieder so sein. Ist man dem Ziel in den letzten Jahren näher gekommen?

Manfred Hackl: Die Kunststoffbranche hat mittlerweile wirklich verinnerlicht, dass sie etwas tun muss. Vieles ist schon in Gang gekommen. Das reicht vom Design for Recycling bis hin zum Sammeln und Sortieren. Auch bei den Recyclingtechnologien, also auch bei uns, hat sich wie schon in der Vergangenheit wieder viel getan. Man kann es so sagen: Der Zug, der 2019 in Fahrt gekommen ist, nimmt kontinuierlich Geschwindigkeit auf. Es ist noch lange nicht so, dass die Geschwindigkeit ausreichend wäre. Sie muss noch erhöht werden. Aber es ist schon sehr viel gut aufgesetzt und viele Teile der Wertschöpfungskette Kunststoff arbeiten schon intensiv zusammen.

Können Sie dafür ein paar Beispiele nennen?

Hackl: Die grossen Konzerne investieren derzeit grosse Summen, um den Kreislauf zum Beispiel bei HDPE-Flaschen zu schlies­ sen. Aus HDPE-Flaschen sollen wieder HDPE-Flaschen werden. Wir bei Erema haben eine Technologie entwickelt, mit der man geruchsneutrales Regranulat bekommt. Dafür haben wir vor kurzem einen der Plastics Recycling Awards Europe in der Kategorie «Recycling Machinery of the

Design von Recycling ist man dabei, für immer mehr Produkte, etwa Plastikbeutel, nicht mehr mehrere Folienschichten, sondern nur eine vorzusehen. Diese Monolayer-Verpackungen sind wesentlich einfacher zu recyceln. Man sieht schon an diesen Beispielen, dass sich viel getan hat.

Und wo hakt es noch?

Hackl: Es braucht vor allem Zeit. Die Kunststoffindustrie hat jahrzehntelang auf Linearität gesetzt. Der Übergang in eine Kreislaufwirtschaft funktioniert deshalb nicht von heute auf morgen. Man braucht sicherlich noch Jahre, bis alle Kreisläufe geschlossen werden. Dazu müssen immer neue, bessere Technologien entwickelt werden. Auch wir machen das. Aber auch wenn die Kreisläufe geschlossen sind, wird es noch lange dauern, bis sich das Image des Kunststoffs in der Öffentlichkeit verbessert.

Manfred Hackl: «Der Übergang in eine Kreislaufwirtschaft funktioniert nicht von heute auf morgen.» (Bild: Erema)

Year» erhalten. Diese Geruchsneutralität ermöglicht es, aus gebrauchten Kunststoffprodukten wieder ebenso hochwertige neue Kunststoffprodukte zu machen, nicht nur minder- oder gleichwertige. Oder: Im

Ist die Kreislaufwirtschaft vor allem ein deutsches, österreichisches oder Schweizer Thema?

Hackl: Nein, sie ist mittlerweile in ganz Europa angekommen. Auch in Amerika wird viel in diesem Bereich investiert. Die Treiber sind ja auch die grossen Markenhersteller und viele davon sitzen in den USA. Die setzen inzwischen stark auf Design for Recycling und machen strenge Vorgaben etwa für den Einsatz von Regra-

Masterbatch und Compounds 22

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Circular Economy

nulat in ihren Produktverpackungen. Auch in Asien passiert sehr viel. In China kommt die Kreislaufwirtschaft besonders schnell voran. Aber es gibt auch Regionen, die bei dieser Geschwindigkeit nicht mithalten können.

Noch immer wird Plastikmüll exportiert. Dabei bräuchten wir den hier doch dringend, oder?

Hackl: Ja, sicher. Da könnte die Politik noch wesentlich schneller reagieren und den Export von Sekundärrohstoffen verbieten. Europa hat ja nicht sehr viele Rohstoffe, aber diesen Sekundärrohstoff hat man. Also lassen wir ihn doch am besten in Europa. Das bringt uns mehr Unabhängigkeit. Aber das Verbot wird sicher kommen.

Hilft die Digitalisierung bei der Kreislaufwirtschaft?

Hackl: Wir brauchen die Digitalisierung, um Prozessstabilität, Prozesssicherheit und Qualitätssicherheit in der Produktion zu garantieren. Denn das ist es, was der Verarbeiter braucht. Er muss hundertprozentig sicher sein, welche Eigenschaften das recycelte Material hat. So, wie er das auch von Neuware gewohnt ist. Bei Erema haben wir die Digitalisierung mit der Kundenplattform BluPort deshalb in den letzten Jahren massiv vorangetrieben. Zudem können wir mit Hilfe unseres QualityOn-Pakets online Qualitätsmessungen durchführen, die dazu führen, dass das Regranulat eine durchgehend stabile Qualität aufweist. Das trägt dazu bei, dass der Verarbeiter Vertrauen in diese Regranulate bekommt.

Die Digitalisierung spielt auch bei der Rückverfolgung von Kunststoffverpackungen eine grosse Rolle. Diesem Thema widmet sich die unternehmensübergreifende Initiative R-Cycle. Unternehmen aus der ganzen Kunststoff-Wertschöpfungskette arbeiten gemeinsam an Rückverfolgungsstandards, die in Form eines digitalen Produktpasses alle recyclingrelevanten Informationen erfassen.

Welche Auswirkung hätte eine komplett funktionierende Kreislaufwirtschaft auf den Klimaschutz?

Hackl: Das hätte eine riesige Wirkung. Wenn wir das schaffen, was wir mit der PET-Flasche schon verwirklicht haben, nämlich einen funktionierenden Kreislauf für Produkte, dann kann sich auch Kunststoff insgesamt als kreislauffähiges Material etablieren und seine Vorteile gegenüber anderen kreislauffähigen Materialien wie Glas oder Papier voll ausspielen. Dann könnten wir Kunststoff noch gezielter einsetzen, um den Klimaschutz voranzutreiben. Ob bei Windrädern, bei der Hausisolierung, bei der Lebensmittelverpackung, beim Auto – aufgrund seiner vielfältigen Einsatzgebiete und der über den ganzen Lebenszyklus betrachtet besseren CO² -Bilanz leistet recycelter Kunststoff einen erheblichen Beitrag zum Klimaschutz. Die Verringerung der CO2-Emissionen würde durch den vermehrten Einsatz von Rezyklaten beschleunigt. Dazu muss die Kreislaufwirtschaft von der Gesellschaft quasi verinnerlicht werden. Sie muss so selbstverständlich und normal sein, dass niemand mehr darüber extra nachdenkt.

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KUNSTSTOFF XTRA

Circular Economy

APK stellt vollentfärbte Kunststoff-Rezyklate vor

Grau war gestern Kunststoffabfälle recyclen, und zwar so, dass daraus wieder verwertbare Materialien werden, ist nicht einfach.

Allein schon die Farbe von eingeschmolzenen Abfällen macht keinen guten Eindruck, von anderen Merkmalen ganz zu schweigen. APK will nun mit ihrem sogannten Newcycling die Verwertung von Haushaltabfällen im industriellen Massstab bewiesen haben.

Reine Kunststoffrezyklate aus gemischten Verbraucherabfällen gewinnen ist die Krönung für jedes Recyclingunternehmen.

«2021 war ein Meilenstein-Jahr für die APK AG. Wir konnten nachweisen, dass unsere Newcycling-Technologie Kunststoffabfälle aus Haushalten erfolgreich und im indus­ triellen Massstab verwerten kann. Wir haben unsere ehrgeizigen Ziele bezüglich Skalierung und Entfärbung vollständig erreicht», erklärt Klaus Wohnig, Vorstandsvorsitzender der APK AG. Im Laufe des Jahres 2021 hat die APK am Standort Merseburg in mehreren Phasen eine Produktionskampagne im industriellen Massstab realisiert. Ausgangsmaterial für die ‚post-consumer Newcycling-Kampagne‘ waren Folienabfälle aus der haushaltnahen Sammlung. In einer ersten

Info Die APK wurde 2008 mit dem Ziel gegründet, Kunststoffrezyklat mit grösstmöglichem Reinheitsgrad aus Kunststoffabfällen zu gewinnen. Die Eigenschaften des Rezyklats sollten vergleichbar zu denen von Neukunststoffen sein. Die Forscher und Ingenieure von APK haben mit dem Newcycling-Prozess eine effiziente Recy­ clingtechnologie entwickelt, die mechanische und lösungsmittelbasierte Schritte kombiniert. Derzeit beschäftigt die APK etwa 150 Arbeitnehmer an ihrem Standort Merseburg.

Die Produktionsanlage verfügt über eine jährliche Recyclingkapazität von bis zu 20 000 Tonnen. Die etablierten Kunststoffrezyklate aus Merseburg werden unter den Namen Mersalen und Mersamid vermarktet.

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Transparent-Folie aus LDPE-Rezyklaten aus APKs post-consumer Newcycling-Kampagne (links) und Folie aus neuen Kunststoffen (rechts). (Bild: APK AG)

Phase konnten bereits exzellente Ergebnisse bezüglich problemloser Verwertbarkeit, Ausbeute und mechanischer Werte des Rezyklats erzielt werden. Mit Blick auf die Entfärbung wurden die Prozessparameter in einer zwischengeschalteten Laborphase nachgeschärft. Die modifizierten Parameter wurden im November 2021 erfolgreich in der zweiten Phase der Kampagne von dem Entwicklungsteam rund um Hagen Hanel, Leiter des Plastics Recycling Innovation Center der APK, umgesetzt. «Unsere harte Arbeit hat sich voll ausgezahlt», erklärt Jürgen Flesch, im Vorstand der APK verantwortlich für Produktion und Technologie. «Wir konnten aus gemischten, flexiblen Haushaltsabfällen ein helles LDPE-Rezyklat gewinnen, welches anschliessend problemlos zu einer Folie verarbeitet wurde.» Die Analyse des erhaltenen Materials zeigte exzellente Farb- und Transparenzwerte. «Der L-Wert unserer ‚Kampagnen-Folie‘ liegt nahe bei

dem von Folien aus Neuware», erläutert Flesch.

Hohe Anforderungen an die Qualität Kunststoffrezyklate sind gefragt wie nie – insbesondere im Verpackungssegment – und die qualitativen Anforderungen an sie steigen merklich. «Der Machbarkeitsbeweis stellt einen wichtigen Schritt auf unserem Weg zum Bau neuer NewcyclingWerke dar», erklärt Maik Pusch, Direktor Corporate Development bei APK AG. Die APK treibt ihre Expansion mit Ehrgeiz voran und plant, in den kommenden Jahren mehrere neue Werke zusammen mit ersten Partnern der Kunststoff-Wertschöpfungskette.

Kontakt APK AG D-06217 Merseburg www.apk-ag.de

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KUNSTSTOFF XTRA

Automation

Forschungsprojekt PALIM

KI-basierte Qualitätsoptimierung Der Automobilzulieferer Valeo hat mit dem Fraunhofer KI-Spin-off plus10 und dem KI-Institut AImotion Bavaria der Technischen Hochschule Ingolstadt ein anwendungsnahes Forschungs- und Entwicklungsprojekt begonnen.

Ziel des Projekts PALIM (Performance-Accelerated Learning for Intelligent Manufacturing) ist die Effizienzsteigerung hochautomatisierter Fertigungslinien mithilfe neuartiger Machine-Learning-Algorithmen.

Beim Kick-off Meeting zum Projekt PALIM bei Valeo am Standort Wemding wurden die Leitlinien für das Forschungsvorhaben gesetzt. Ziel des Projekts ist es, am Beispiel einer hochautomatisierten Fertigungs- und Montagelinie die Eignung moderner Deep-Learning-Verfahren zur Zeitreihenverarbeitung systematisch weiter zu erforschen und anwendungsnah zu evaluieren. Die hochmoderne Fertigungsanlage, in der die Optik und Elektronik adaptiv montiert, konnektiert und geprüft wird, ist hierfür ein prädestinierter Anwendungsfall.

Förderung des Fachwissens Die Fertigungslinie am Standort Wemding produziert integrierte Sensoren und Kamerasysteme zur Fahrassistenz bis hin zum autonomen Fahren. Es ist ein Markt mit steigendem Bedarf. Aus Produktionsper­ spektive ist die Herausforderung, intelligente Sensoren in hohen Stückzahlen herzustellen. Daher ist es umso wichtiger, die Nutzung neuartiger Optimierungstools in deutschen Produktionsstätten, die kontinuierlich dazulernen, voranzutreiben.

«Die Automatisierungsbranche ist immer noch am Anfang, Deep-Learning-Ansätze in den Prozessen zu entdecken und umfassend zu nutzen. Solche Verfahren können eine potenziell höhere Genauigkeit und Generalisierung als konventionelle Machine-Learning-Ansätze bieten und einen echten Produktionsvorteil darstellen», erklärt Felix Georg Müller, Geschäftsführer bei plus10.

Die Projektpartner: plus10, Valeo und TH Ingolstadt Um dieses Projektvorhaben erfolgreich umzusetzen, bringen alle drei Verbundparteien verschiedene Kompetenzen mit ein: 1–2/2022

Beim Kick-off des Forschungsprojekts PALIM beim Valeo Standort in Wemding trafen sich die Projektverantwortlichen Lukas Lodes, Felix Georg Müller, Prof. Dr. Alexander Schiendorfer, Lena Kunz, Christian Pfefferer, Maximilian Schwab, Steffen Klarmann. (v.l.n.r.). (Bild: Valeo GmbH)

Die Expertinnen für selbstlernende Produktionsoptimierung von plus10 liefern bei PALIM das Know-How und langjährige Praxiserfahrungen zur hochfrequenten Maschinendaten-Erfassung, -Fusion und -Handling als Basis aller FuE-Arbeiten. Forschungs- und entwicklungsseitig wird plus10 Expertise und Vorarbeiten im Bereich der Verhaltensmodellierung von Fertigungsprozessen und Modellierungsansätzen zur Erklärung auftretender Phänomene mit klassischen und Deep-Learning-Ansätzen einbringen. Die Technische Hochschule Ingolstadt ist mit der Forschungsprofessur für KI-basierte Optimierung in der Automobilproduktion am Institut Almotion Bavaria verantwortlich für die Implementierung, Dokumentation und experimentelle Evaluation verschiedener Machine-Learning-Verfahren und Methoden. Über seinen Standort in Wemding bringt Valeo sein Wissen über die hochautomatisierte Produktion für proprietäre Spitzentechno-

logien ein. Durch Valeo.ai, das erste globale Zentrum für künstliche Intelligenz und Deep Learning in der Automobilbranche, kann das Projekt auf eine Forschungsbilanz zurückgreifen, die von 200 KI-Expertinnen mit engen Verbindungen zur wissenschaftlichen und akademischen Gemeinschaft geführt wird.

Das Forschungsprojekt PALIM wird mit einem Umfang von 1,3 Mio. € vom Freistaat Bayern über das Bayerische Verbundforschungsprogramm (BayVFP) über 3 Jahre bis August 2024 gefördert. Es ist somit Teil der Hightech-Agenda Bayern und dem Ausbau Augsburgs und Ingolstadts als KIZukunftsstandorte in Bayern. Betreut wird das Projekt vom Projektträger VDI/VDE Innovation + Technik GmbH. Kontakt www.plus10.de www.thi.de www.valeo.com

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KUNSTSTOFF XTRA

Automation

Mit dem 3D-Druck erhalten die Studierenden wertvolle Gestaltungsfreiheiten. (Bilder: ETH)

3D-Druck im Prototypenbau

Roboter zum Leben erwecken Studierende des ETH Projekts Dyana verbinden Animation und Robotik, um einen katzenartigen Charakter mit realistischen Bewegungen zu erschaffen. Für die Herstellung ihres ausgeklügelten Prototypen setzt das Team um Andrina Grimm unter anderem auf das 3D-Druckverfahren von Sintratec.

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Dyana begann im Herbst 2020 als interdisziplinäres Fokusprojekt der ETH Zürich und drei weiteren Schweizer Hochschulen, in welchem 14 Bachelor-Studierende einen einzigartigen Roboter entwerfen und bauen sollten. Die Maschinenbaustudentin Andrina Grimm ist verantwortlich für das Mechanik- und Designteam und arbeitete an der Umsetzung der Hülle. «Unsere Visi-

on ist es, Animation und Filmcharaktere durch agile Roboter zu verbinden, die sich in der realen Welt bewegen können», erklärt Andrina. In diesem Bereich der so genannten Animatronik befasst sich das Team mit einem spezifischen Problem: Wie können computeranimierte Bewegungen von einem Roboter in der realen Welt wiedergeben werden?

Wie bei den meisten Studierendenprojekten war der Zeitrahmen knapp bemessen.

«Es war eine grosse Herausforderung für uns, in nur 9 Monaten einen kompletten Roboter von Grund auf zu bauen – mit eigenen Beinen, Hüften und Schultermechanismen», betont Andrina. Da Dyana ein

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In 9 Monaten einen Charakter erschaffen

31.01.2022 09:42:59

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KUNSTSTOFF XTRA

Andrina Grimm und ihr Team entwickeln einen katzenartigen Roboter namens Dyana.

Charakter sein soll, der verschiedene Emotionen zum Ausdruck bringen kann, wurde besonderes Augenmerk auf das Erscheinungsbild gelegt. Schnell wurde klar, dass der 3D-Druck unerlässlich ist, um die aufwendige Ästhetik des katzenartigen Körpers rechtzeitig zu realisieren. «Wir haben früh entschieden, die Freiheiten der additiven Fertigung zu nutzen», so Andrina.

Automation

schenkel an Dyana angebracht. Dank der zweiten Charge können die Studierenden nun die Bewegungen des Roboters ausgiebig testen und haben im Falle eines Bruchs einen schnellen Ersatz zur Hand. Üblicherweise wird die Hülle von Robotern thermoplastisch geformt. Dyana zeigt eindrucksvoll, dass es auch andere – vielleicht sogar bessere – Wege gibt. «In unserem Projekt haben wir gezeigt, dass es möglich ist, 3D-Druck für die Hülle eines Roboters zu verwenden, was bisher noch nicht gemacht wurde», fasst Andrina zu-

sammen. «Ich denke, dass diese Technologie ein grosses Potenzial im Bereich der Robotik hat.» Das Projekt wird als Bachelorarbeit mehrerer Studierenden weitergeführt.

Kontakte Sintratec AG CH-5200 Brugg www.sintratec.com ETH Zürich www.dyana.ethz.ch

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EMS - GRIVORY: CO2-negativ

Mehr Freiheiten, mehr Iterationen Für den Bau ihres Prototypen setzte das Team auf verschiedene 3D-Druckverfahren: Multi Jet Fusion (MJF), Fused Deposition Modeling (FDM) und Selektives Lasersintern (SLS). «Unsere drei Kriterien für das 3D-Druckmaterial waren das Gewicht, die Designfreiheit und die kurze Herstellungszeit, damit wir schneller iterieren konnten», erklärt Andrina. «Für unsere Aus­ senhülle zum Beispiel haben wir sehr leichte Teile verwendet, weil wir dem ganzen System nicht noch mehr Masse zufügen wollten.» SLS erwies sich als die ideale Wahl für diese spezifischen Materialanforderungen.

Lasergesinterte Roboterschenkel Sintratec unterstützte das Projekt durch ein Sponsoring von 3D-gedruckten Komponenten, die auf dem Sintratec S2 System lasergesintert wurden. «Die SLS-Technologie wurde für die Oberschenkel und Schultern verwendet», erklärt Andrina. «Mit PA12 erhalten wir Teile, die stabil genug sind, damit der Roboter Stösse aushalten kann, und gleichzeitig flexibel genug, um gekrümmte Oberflächen zu ermöglichen.»

Nach dem Lackieren und dem Anbringen eines Silikonpolsters wurden die Ober1–2/2022

EMS steht für eine wirtschaftlich, sozial und ökologisch nachhaltige Geschäftstätigkeit.

Die innovativen, gewichtsreduzierenden Gesamtlösungen von EMS führen bei EMSKunden zu einer Reduktion des jährlichen CO2-Ausstosses von 35‘000 Tonnen pro Jahr.

EMS legt auch in der Produktion grossen Wert auf die Umwelt und Nachhaltigkeit.

Bereits 2006 wurde mit der Inbetriebnahme eines Biomassekraftwerkes auf dem weltweit grössten Werkplatz von EMS (Domat/Ems, Schweiz) der CO2-Ausstoss um über 80% reduziert.

Seit Anfangs 2020 operiert EMS CO2-frei und seit 2021 sind alle EMS-Standorte CO2-negativ.

Der innovative Entwicklungspartner EMS-GRIVORY, Via Innovativa 1, 7013 Domat/Ems, Schweiz Tel. +41 81 632 78 88, www.emsgrivory.com, welcome@emsgrivory.com

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KUNSTSTOFF XTRA

Automation

Automatisierte Nachbearbeitung von Kunststoff- und Metallkomponenten

Post Processing in der Serienfertigung Branchenübergreifend sehen immer mehr Unternehmen in der additiven Fertigung einen Ansatz, von traditionellen Lieferketten unabhängiger zu werden. Voraussetzung ist jedoch, dass das Post Processing der hergestellten Komponenten die Anforderungen der Serienfertigung erfüllt. Diesen Ansprüchen wird AM Solutions – ein Unternehmen der Rösler Gruppe – mit neuen Lösungen für die automatisierte Nachbearbeitung und Veredelung 3D-gedruckter Kunststoff- und Metallkomponenten gerecht.

Die additive Fertigung hat das Potenzial, Unternehmen unabhängiger von traditionellen Lieferketten zu machen und gleichzeitig eine flexiblere sowie schnellere Produktion zu fördern. Eine Barriere stellt jedoch oftmals das Post Processing der 3D-gedruckten Komponenten dar. Einerseits erfolgen zahlreiche Schritte nach wie vor in kostspieliger Handarbeit, andererseits sind die Prozesse häufig auf die Bearbeitung von Einzelteilen und Kleinstserien ausgelegt. Die in der Serienfertigung etablierten Forderungen nach gleichbleibender Produktqualität, Reproduzierbarkeit und Nachverfolgbarkeit von Prozessen sowie Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit lassen sich damit nicht erfüllen. Für Abhilfe sorgen hier neue Anlagen von AM Solutions – 3D post processing technology, dem auf automatisierte, serienfähige Lösungen für die Nachbearbeitung additiv gefertigter Teile spezialisierten Werk der Rösler Gruppe.

K-Teile im 24/7-Betrieb prozesssicher nachbearbeiten Mit der neuen S2 bietet AM Solutions – 3D post processing technology die bisher einzige Durchlauf-Strahlanlage für die Nachbearbeitung von 3D-Kunststoffkomponenten aus pulverbettbasierten Druckverfahren. Die ATEX-konform ausgestattete Plug-and-Play-Maschine ist für einen Dreischichtbetrieb ausgelegt und verfügt über Schnittstellen zur Integration in eine verkettete Fertigung. Die Teile werden – manuell oder automatisiert – einfach lose als komplette Druckjobs in die Anlage gegeben. Nach der schonenden Vereinzelung über ein speziell entwickeltes Schlaufenband durchlaufen die Kunststoffkomponenten den Strahlprozess einzeln, wobei 28

Die S2, bisher einzige Durchlauf-Strahlanlage für die Nachbearbeitung von 3D-Kunststoffkomponenten aus pulverbettbasierten Druckverfahren, ist für einen Dreischichtbetrieb ausgelegt. Die Teile können im getakteten Durchlauf gereinigt sowie gleichzeitig geglättet und verdichtet werden. (Bilder: AM Solutions)

anhaftendes Restpulver prozesssicher und gleichmässig entfernt wird. Entsprechendes Strahlmedium ermöglicht, dass die Oberflächen gleichzeitig homogenisiert und/oder verdichtet werden. Die Anzahl der bis zu vier strahlenden Düsen und der jeweilige Strahldruck sowie die Transportgeschwindigkeit lassen sich teilespezifisch anpassen und als Bearbeitungsrezept in der Anlagensteuerung hinterlegen. Applikationsabhängig liegt die Bearbeitungszeit pro Druckjob zwischen 15 und 20 Minuten, dabei ist, je nach Ausgangszustand, eine Verringerung der Oberflächenrauheit auf bis Ra 13 µm möglich.

Integriert in die kompakte Anlage ist eine effektive Strahlmittelaufbereitung. Sie gewährleistet, dass das Medium immer in gleichbleibend hoher Qualität zur Verfügung steht. Dies leistet ebenso wie das integrierte Software-Reportingtool einen wichtigen Beitrag zur Reproduzierbarkeit und Nachverfolgbarkeit des Prozesses sowie zur hohen Wirtschaftlichkeit der Nachbearbeitung. Die Maschine und das Verfahren sind zum Patent angemeldet.

Kosten und Ökologie im Griff Die als Konzeptlösung vorgestellte C2 verdeutlicht, dass AM Solutions – 3D post processing technology seinen Ursprung in der Entwicklung und Herstellung von Maschinen und Verfahrensmitteln für die Serienfertigung hat. Diese zum Patent angemeldete Innovation ermöglicht, aus gängigen Polymeren und Elastomeren (inklusive TPU) gedruckte Komponenten in Serie vollautomatisch chemisch zu glätten, sodass das bisher für diesen Nachbearbeitungsprozess aufwändige Vereinzeln der Teile entfällt. Die Mindest- und Maximalabmessungen der Bounding-Box liegen derzeit bei 10 x 10 x 10 und 300 x 300 x 300 mm bei einer Mindestwandstärke von zwei Millimetern. Darüber hi­ naus erfolgt der Prozess mit einem neu entwickelten, schadstofffreien Verfahrensmedium von AM Solutions – 3D post processing technology. Das chemische Glätten kann damit nicht nur ökologisch unbedenklich durchgeführt werden, es vereinfacht auch die spätere Entsorgung und senkt die Kosten spürbar.

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KUNSTSTOFF XTRA

Die hochflexible Nassstrahlanlage S1 Wet ermöglicht das Reinigen sowie das Oberflächenfinish von 3D-gedruckten Metallkomponenten ohne zusätzliche ATEX-Massnahmen.

Sie lässt sich von der manuellen Einzelteilbis zur vollautomatischen Chargenbearbeitung einsetzen.

Durch ein nachrüstbares Update kann die zum Patent angemeldete Innovation für nachhaltiges chemisches Glätten auch zum Färben der Kunststoffteile eingesetzt werden. Die neue C2 ist ab dem ersten Quartal 2022 kommerziell verfügbar.

Nassstrahlen für additiv gefertigte Komponenten Das Nassstrahlen ist in der Serienfertigung von Werkstücken aus Metallen und Kunststoffen ein lang etablierter und effizienter Prozess. Bei der S1 Wet hat AM Solutions die Vorteile dieses Verfahrens speziell auf die Anforderungen additiv gefertigter Komponenten adaptiert. Die hochflexible Strahlanlage kann sowohl zum Reinigen als auch zum Homogenisieren und Glätten der Oberflächen eingesetzt werden. Ausschlaggebend dabei ist das Strahlmittel, das dem Prozesswasser zugemischt wird. Je nach Ausgangszustand der Rohteile lassen sich die Ra-Werte deutlich verringern, wobei das Strahlmittel bis zu einem gewissen Grad auch in Innenbereichen und Kavitäten eine glättende Wirkung erzielt. Während der Bearbeitung bildet das Wasser eine schützende Schicht auf dem Bauteil, sodass sie materialschonend erfolgt. Bei Bauteilen aus Kunststoffen und weichen Metallen lässt sich dadurch unter anderem das Risiko von Einschlüssen minimieren. Ein weiterer Vorteil besteht in der Vermeidung von Veränderungen der Form und Masshaltigkeit bei metallischen Komponenten mit dünnen Wandstärken und sehr filigranen Strukturen.

Gleichzeitig sorgt die nasse Bearbeitung dafür, dass es zu keiner Staubentwicklung kommt. Weitere ATEX-Massnahmen sind daher nicht erforderlich.

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Automation

Überzeugen kann die neue S1 Wet auch durch ihre kompakte Plug-and-Play-Bauweise. Trotz des geringen Platzbedarfs von nur 2,6 Quadratmetern bringt sie alles mit, was für einen effizienten und nachhaltigen Betrieb erforderlich ist. So sind neben der Anlagensteuerung auch die Überwachung des Strahlsystems, um einen stets reproduzierbaren Prozess zu gewährleisten, ebenso wie die Filteranlage und das Abwassersystem integriert. Das verunreinigte Wasser fliesst in einen Tank, in dem sich der grösste Teil des Schlamms absetzt.

Diese schlammartige Masse kann durch ein optionales, in die Maschine integrierbares Abwasser-Recyclingsystem weiter entwässert werden. Der Wasserverbrauch wird so weiter verringert und Entsorgungskosten reduziert. Weitere an die Aufgabenstellungen bei der Nachbearbeitung angepasste Ausstattungsoptionen ermöglichen den Einsatz der S1 Wet von der manuellen Einzelteil- bis hin zur vollautomatischen Chargenbearbeitung.

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Manufacturing service partner Insbesondere auf Dienstleistungen rund um die additive Fertigung ist AM Solutions – Manufacturing service partner spezialisiert. Das Leistungsangebot erstreckt sich über die gesamte AM-Prozesskette und ist ebenfalls darauf ausgelegt, die etablierten Anforderungen der Serienfertigung zu erfüllen. Dafür deckt das in Italien ansässige Unternehmen der Rösler Gruppe von der grundlegenden Erfassung und Prüfung der Produktidee, über technische und wirtschaftliche Machbarkeitsstudien, Produktentwicklung sowie Erstellung von Prototypen bis zur Grossserienfertigung inklusive Nachbearbeitung alle Phasen des Produktentstehungsprozesses ab. Ziel ist es, durch die optimale Nutzung modernster Technologien und umfassendes Knowhow die Vorteile der additiven Fertigung bauteilspezifisch zu nutzen, sodass in deutlich verkürzten Entwicklungs- und Time to Market-Zeiten innovative Bauteile entstehen.

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KUNSTSTOFF XTRA

Industrie 4.0

Smart Services in der Industrie 4.0

Den Wert von Daten bestimmen Die Nutzung von Daten für neuartige Services hat für produzierende Unternehmen grosse strategische Bedeutung.

Für die Bereitstellung und Verarbeitung von Daten müssen die Unternehmen aber hohe Investitionen tätigen, oft ohne von vornherein zu wissen, ob sich daraus am Ende genügend Wert ergeben wird. In diesem Artikel zeigen wir auf, wie produzierende KMU den Wert ihrer Daten bestimmen.

Jürg Meierhofer ¹ Die Bereitstellung Daten-getriebener Services (auch «smart Services» genannt) wird zu einem wichtigen Differenzierungsmerkmal für produzierende Unternehmen, insbesondere für KMU. Dazu gehören zum Beispiel Services wie vorausschauende Wartung, Leistungsoptimierung, Qualitätskontrolle, Prozessüberwachung oder optimierte Logistik und Planung.

In industriellen Umgebungen werden Daten in der Regel zur Entscheidungsfindung oder Entscheidungsunterstützung verwendet. Erfolgt eine Entscheidungsfindung datenbasiert, können die Konsequenzen der Entscheide besser vorhergesehen werden. Der Entscheidungsprozess läuft dabei in drei Schritten ab: – Formulierung verschiedener Szenarien und Optionen. Beispiel: eine Produktionsanlage mit abnehmender Leistungsfähigkeit bis zur nächsten geplanten Wartung und mit Ausfallrisiken weiterbetreiben vs. einen Unterbruch für eine Wartung in Kauf nehmen.

– Bewertung der Optionen. Hier erzeugen Daten massiven Mehrwert. So können z. B. die Szenarien mit Hilfe von Simulationen und Modellen durchgespielt und quantitativ bewertet werden.

– Auswahl der besten Option. Hier müssen die harten Fakten, die aus Daten gewonnen werden können, in den Kontext des Betriebes und insbesondere der Menschen gesetzt werden, um daraus die beste Entscheidung abzuleiten.

Dieses Vorgehen kann visualisiert werden durch die sog. DIKW Pyramide: Aus digita¹ Von Jürg Meierhofer, Dr. sc. techn.

ETH,Executive MBA iimt, ZHAW IDP, Winterthur

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Dr. Jürg Meierhofer (Bilder: ZHAW)

len Rohdaten (Data) entsteht Information, indem sie im Kontext interpretiert werden.

Wissen (Knowledge) entsteht aber erst durch die Analyse – in unserem Beispiel sind das die bewerteten Entscheidoptionen nach Schritt 2. Durch die Kombination mit dem Management-Wissen nach Schritt 3 entsteht daraus die für den Entscheid benötigte ausgewogene Einschätzung («Weisheit – Wisdom»).

Der Wert von Daten hat grosse Bedeutung Datengetriebene Services setzen die Sammlung und Verarbeitung von Daten von Anlagen und Prozessen sowie die Entwicklung von Analysemodellen und die Interpretation der Ergebnisse voraus. Dies erfordert von den Unternehmen erhebliche Investitionen in technische und personelle Ressourcen, in neue Kompetenzen und in neuartige Wertschöpfungsprozesse.

Das stellt insbesondere für KMU eine gros­ se Hürde dar. Erschwerend ist dabei, dass der potenzielle Nutzen aus der Verwen-

dung der Daten oft erst a posteriori zuverlässig abgeschätzt werden kann, nachdem die Algorithmen und Services implementiert worden sind. Dazu müssen aber die Kosten für die Entwicklung schon zu wesentlichen Teilen investiert werden. Vor einer Projektumsetzung (a priori) verfügen die Unternehmen oft nicht über ausreichende Grundlagen zur Abschätzung, ob sich diese Investitionen lohnen. Es handelt sich also um eine typische «Huhn-Ei»-Situation. Als Folge davon wird die Entwicklung datenbasierter Innovationen in vielen Fällen nur zögerlich angegangen. Damit werden auch relevante Geschäftsopportunitäten verpasst.

Daher ist es sowohl für die Anbieter als auch für die Kunden wichtig, den durch eine Nutzung von Daten potenziell entstehenden Wert vor einem Investitionsentscheid abschätzen zu können. Die a priori Kenntnis dieses Werts für die Kunden wirkt sich direkt auf deren Investitions- und Zahlungsbereitschaft aus. Und damit folglich auch auf den Wert, den die Anbieter aus dem Angebot von smart Services für sich verbuchen können. Mit zunehmender Bedeutung industrieller Services generell und dem Übergang zu Daten-getriebenen Services wird somit die Quantifizierung des Wertes von Daten immer wichtiger.

Wie wird der Wert von Daten bestimmt?

Eine im Projekt «Data Sharing Framework» (siehe Infobox Projekt «Data Sharing Framework») durchgeführte empirische Studie mit über zehn Unternehmen hat ergeben, dass die Unternehmen meistens relativ gute Annahmen über den qualitativen Wert der Daten haben (z. B. «wir können damit die Stillstandszeiten reduzieren»), dass es aber weitgehend an Instru1–2/2022

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menten zur Quantifizierung dieses Wertes fehlt, die mit relativ geringem Aufwand praktisch anwendbar sind. Werden quantitative Ansätze angewandt, so erfordern sie sehr spezifische Kompetenzen und einen hohen Aufwand. Um eine fundierte Investitionsentscheidung treffen zu können, müssten die Unternehmen aber in der Lage sein, die potenzielle Rendite ihrer Investitionen zu berechnen. Um diese Hürde zu umgehen, beginnen sie oft mit kleinen und relativ kostengünstigen Pilotprojekten, die einen Teil dieses Wertes aufzeigen, oder mit einer groben Schätzung des Wertes der Daten anhand vergleichbarer Best-Practice-Fälle. Um die Unternehmen bei dieser Herausforderung zu unterstützen, entwickeln wir im Rahmen des Projekts «Data Sharing Framework» deshalb ein Modell zur einfachen

Projekt «Data Sharing Framework» Das Projekt «Data Sharing Framework» (www.data-sharing-framework.eu) der Internationalen Bodensee Hochschule (IBH) setzt sich das Ziel, kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in der Förderregion beim unternehmensund grenzübergreifenden Austausch von Daten zu unterstützen. Das Projekt entwickelt praxis­ t augliche und KMU-gerechte Tools in folgenden fünf Dimensionen: 1) Recht: Data Governance-Modelle und Vertragstoolboxen. 2) Datenbewertung: den Wert von Daten in Ökosystemen quantifizieren und transparent machen. 3) Vertrauen: Handlungsempfehlungen und Instrumente zur Steigerung des Vertrauens in das Datenteilen. 4) Kultur: Instrumente zur Diagnose und Entwicklung einer Organisationskultur, welche die Arbeit mit Daten ermöglicht und unterstützt. 5) Sicherheit: Methoden zur Minimierung von IT-Sicherheitsrisiken bei Kooperation zwischen KMU. Das Projekt wird aus Mitteln des Interreg-Programms «Alpenrhein-Bodensee-Hochrhein», dessen Mittel vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und vom Schweizer Bund zur Verfügung gestellt werden, gefördert.

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Industrie 4.0

text produzierender Unternehmen sind Anlagen typischerweise Maschinen des Wisdom Anbieters, die vom Kunden für seine eigeKnowledge ne Produktion verwendet werden. Wenn Information diese Maschinen mit Sensoren ausgerüsData tet sind, erzeugen sie Daten, die mit dem Anbieter ausgetauscht werden können, DIKW Pyramide typischerweise über eine Kommunikationsinfrastruktur wie das Internet der Dinge Quantifizierung des Wertes von Daten.

(Internet of Things, IoT). Das Gleiche gilt Kunden, die in diesem Fall Geschäftskun- für Kundenprozesse, die durch Prozessmaden sind, erzeugen Daten aus dem Be- nagement- oder Workflow-Tools gesteuert Magazin:und KunststoffXtra DE Format: 120x180+3mm trieb von Anlagen Prozessen. Im Sprache: Kon- werden.

Wenn der Anbieter diese Daten Thema: Platten AS: 28.02.2022

UNSERE PLATTEN FÜR IHREN ERFOLG Erhalten Sie mit unserem Video einen Einblick hinter die Kulissen:

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Industrie 4.0

vom Kunden erhält, kann er digitale Modelle für die Produkte und Prozesse des Kunden erstellen. Darüber hinaus kann der Anbieter auf Basis der Datenmodelle einen Mehrwert durch Erkenntnisse für seine eigenen Prozesse schaffen. Er kann z. B. Logistikkosten reduzieren oder beurteilen, wie seine installierte Maschinenbasis von der Gesamtheit der Kunden genutzt wird und so Schlussfolgerungen für sein eigenes Marketing oder die Entwicklung neuer Produkte gewinnen.

Für die im Bild dargestellte Anbieter-Kunden Situation wird im Projekt «Data Sharing Framework» nun ein Simulationsmodell entwickelt, mit dessen Hilfe auf einfache Art berechnet werden kann, wie sich die Nutzung von Daten auf die Prozesse der Kunden und des Anbieters auswirkt. Durch die Simulation kann der funk-

Anbieter Service

Nutzen für eigene Prozesse

DatenModelle

Nutzen durch Datengetriebene Services

Kunde

Operator (ServiceEmpfänger)

Wetschöpfung

Nutzen Daten-getriebene Erkenntnisse und Bezahlung

Daten von Anlagen und Prozessen

Anbieter-Kunden Situation

tionale und somit finanzielle Wert der Daten kostengünstig ermittelt werden. Es können auch verschiedene Intensitäten der Datennutzung durchgespielt und verglichen werden. Das Simulationsmodell ist so aufgebaut, dass es sich mit relativ geringem Aufwand an verschiedene Unternehmen anpassen lässt.

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Industrie 4.0

Virtual Realities

Digitalisierung beinhaltet Learning by doing Digitalisierung ist unauflöslich verbunden mit dem Nachhaltigkeitsstreben der Kunststoffindustrie. Das Umstellen von einer linearen Wirtschaft auf eine zirkuläre allein genügt jedoch nicht, um nachhaltig und klimaneutral zu werden. Die Realität ist weitaus komplexer.

Prof. Dr. Rudy Koopmans ¹ «Ready Player One» ist ein 2018 veröffentlichter Steven Spielberg Science-FictionFilm, der die Abenteuer von Individuen erzählt, die aus einer dystopischen Realität in eine virtuelle Spielwelt flüchten. In jüngerer Zeit kündigte Facebook-(jetzt Meta-) Gründer Mark Zuckerberg seine Pläne an, ein «Metaverse» zu schaffen. Das Konzept, das reale Leben mit dem virtuellen Leben zu verschmelzen, indem die Grenzen zwischen physischen und digital geschaffenen Realitäten zunehmend verwischen, soll zu einem kommerziellen Ziel werden. Das Individuum kann dann neu geschaffene Welten als neue digitale Selbstinkarnation, als Avatar, erleben. Hinter diesen populären, sichtbarsten Publikationen und Aussagen, die die Phantasie der Menschen ansprechen, verbergen sich komplexe technologische Entwicklungen, die von einer Indus­ trie, bestehend aus wenigen sehr grossen Konzernen und einer Vielzahl kleiner und mittlerer Unternehmen vorangetrieben werden. Die Digitalisierungsbranche hat sich auf alle sozioökonomischen Aktivitäten weltweit ausgewirkt. Diese Industrie wurde zum Kreislaufsystem, das den Fluss der Bits und Bytes reguliert, die es der Gesellschaft ermöglichen, zu funktionieren.

Neben einer Vielzahl von publizierten und popularisierten Spielen, enhanced und virtual reality, Künstlicher Intelligenz, Indus­ trie 4.0, sozialen Netzwerken, KonferenzModeration, Robotik und vielem mehr gibt es eine einzigartige zugrunde liegende Motivation, die die Digitalisierung der Welt vorantreibt. Der Hauptzweck besteht darin, Geräte zu entwickeln, die physische AufgaVon Prof. Dr. Rudy Koopmans, PICC Direktor, Passage du Cardinal 1, 1700 Fribourg

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Bild 1: Die MarketPlace-Plattform ist ein digitaler Arbeitsraum für die Materialmodellierung in all ihren Aspekten, einschliesslich der Nachhaltigkeit. (Bilder: zVg)

ben ausführen, die über die menschlichen Fähigkeiten hinausgehen. Digitalisierung ist also viel mehr als Digitisierung, d.h. letztere kopiert die statischen und verfügbaren Informationen in ein digitales Format. Digitisierung ist der «Daten»-Teil der Digitalisierung. Digitalisierung zielt auf die Emulation der Dynamik des Gehirns ab. Einfach ausgedrückt, geht es bei der Digitalisierung um die Verknüpfung oder den Aufbau funktionaler Beziehungen auf der Grundlage massiver und vielfältiger Datensätze (vergangene und gegenwärtige sensorische Inputs/Informationen), um Handlungsoptionen oder -szenarien zu generieren, die eine zuvor gestellte Fragestellung adressieren. Die zugrunde liegende Mathematik operiert in Form von Algorithmen, die Millionen von möglichen Beziehungen zwischen den verfügbaren Datensätzen generieren können. Jederzeit, bei Änderung der Datensätze, können die gefundenen Beziehungen angepasst werden. Der Kontext oder die Randbedingungen für die ausgewählte Fragestellung helfen, die Beziehungen zu kuratieren und

auszuwählen, die am besten als entsprechende Lösungen in Frage kommen. Die ultimative Unterscheidung wird durch einen tatsächlichen Matching-Test ausgelöst, d.h. eine Überprüfung, um herauszufinden, ob die vorgeschlagene Lösung das erwartete oder gewünschte Ergebnis geliefert hat. Ein solcher Test liefert neue Daten (Feedback) darüber, wie erfolgreich die gewählte Option ist und bildet die Grundlage für die Anpassung der Beziehungen.

Mit anderen Worten, Digitalisierung beinhaltet learning by doing, d.h. die Verwendung faktischer Erfahrungen (Datensätze), die dynamisch kombiniert werden (Beziehungen) können, um zukünftiges erfolgreiches Handeln (Optionen) zu ermöglichen.

Megaschnelle Berechungen, machen den gesamten Prozess interaktiv, reaktionsschnell und lebensecht. Diese verdeckten Abläufe erwecken den Eindruck, dass bestimmte Computer (z. B. in der Gestalt von Robotern) bewusste Entscheidungen treffen können. Der eigentliche Vorteil ist jedoch, dass schnelle Hardware und intelligente Algorithmen in sehr kurzer Zeit weit 33

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mehr (dynamische) Datensätze verarbeiten und verarbeiten können, um Antworten zu definieren, die Aktionen (Antworten) – physisch oder virtuell – steuern und das Feedback erfassen können. Das Feedback definiert neue Informationen, die als Input dienen, um optimierte Beziehungen zu generieren, die wiederum besser angepasste Aktionen bieten.

Kunststoff Heute und seit Beginn ihres exponentiellen Wachstums in den 1950er Jahren steht die Kunststoffindustrie vor ihrer grössten Herausforderung, nämlich sich neu zu erfinden, um in weniger als 30 Jahren nachhaltig und klimaneutral zu werden. Der Druck der Konsumenten und der Gesetzgebung nimmt dabei beständig zu und zwingt die Industrie (schnell) zu überdenken, wie einst sehr erfolgreiche Kunststoffe fortbestehen und das Material der Wahl bleiben können, um die Funktionsfähigkeit einer wachsenden globalen Bevölkerung abzusichern. Kunststoffe stehen dabei, im Guten wie im Schlechten, in Beziehung mit jedem Aspekt der menschlichen Aktivität sowie jedes Organismus auf der Erde. Eine einfache populäre wenngleich etwas naive Antwort ist, die bestehende sogenannte lineare Wirtschaft in eine zirkuläre umzuwandeln. Dies deutet auf Business as usual hin, wobei die Industrie nur ihre Chemikalien oder Materialien zurückgewinnt und einfach erneu-

erbare Energien anstelle von fossilen Brennstoffquellen zum Betrieb verwendet.

All dies muss ohne die Emission von Treibhausgasen (CO² und Äquivalente), ohne Verlust von Materialien oder Chemikalien und ohne weitere Schäden an der Biosphäre geschehen. Die Realität ist jedoch weitaus komplexer. Die Biosphäre, in der sich die Menschheit bewegt, ist ein System von Verbindungen und Schleifen, das sich kontinuierlich entwickelt und verändert und sich an veränderte Klima- und Umweltbedingungen anpasst. Es ist ein mehrdimensionales Netz von interagierenden Teilen und Prozessen, in dem die Wirtschaft nur eines von vielen Subsystemen ist. Solche komplexen Systeme zu verstehen ist der erste Schritt hin zur Entwicklung smarter Massnahmen, die nicht nur der Kunststoffindustrie, sondern der Menschheit ein langfristiges Überleben ermöglichen, und er kann nur mit Hilfe der Digitalisierung gelingen. Die durch die Digitalisierung ermöglichte Modellierung und Vorhersage von Wetter und Klima hat sich von den Modellentwicklungen von Edward Lorenz in den frühen 1960er Jahren – dem sogenannten Schmetterlingsmodell – zu sehr genauen Vorhersagen und Simulationen von Zukunftsszenarien des Einflusses von Treibhausgasemissionen auf die durchschnittliche globale Erwärmung der Biosphäre entwickelt. Das Wetter ist ein komplexes System, das mit einem Satz gekoppelter (verknüpfter) mathematischer

Gleichungen beschreibbar und mit ausgeklügelten, intelligenten Algorithmen lösbar ist, um vorherzusagen, was passieren wird.

Das Verständnis der beteiligten Variablen und der definierten Rahmenbedingungen kann zu einer Analyse der Konsequenzen und Risiken führen, die die optimalen Lösungen vorschlagen, um wie im Fall der Reduzierung der GHG-(Treibhausgas) Emissionen das Notwendige zu tun. Die Konsequenz (Rückkopplungsschleife) jeder ausgewählten Aktion oder Aktionen kann gleichermassen bewertet werden.

In ähnlicher Weise kann und muss die Digitalisierung dazu beitragen, Lösungen zu entwickeln, um Kunststoffe zu den nachhaltigen Materialien der Zukunft zu machen. Die Bemühungen haben jedoch gerade erst begonnen und werden – zumindest teilweise – auf der Ebene der materialwissenschaftlichen Entwicklung im EU-Horizon-2020-Projekt MarketPlace veranschaulicht.

MarketPlace Die Entwicklung von Kunststoffen als Materialien zur Herstellung funktionaler Produkte, die nachhaltig und klimaneutral in Bezug auf ihre chemischen Einsatzstoffe, Synthese, Verarbeitung, Nutzung und Nachnutzung sind, ist eine komplexe Systemherausforderung. Sehr vereinfacht ausgedrückt, sind bei erster Betrachtung die wissenschaftlichen und technologischen Herausforderungen multiskalig von kleinen

Bild 2: Vereinfachtes Prozessdiagramm zur Herstellung eines Keramikteils aus einer hochgefüllten Polymerverbindung

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bis grossen Längenskalen und von kurzen bis langen Zeitskalen. Die relevante Wissenschaft auf jeder Längen-/Zeitskala wird mathematisch definiert, in spezifische Algorithmen geformt und typischerweise als separate Programme aufgesetzt, um spezielle Herausforderungen anzugehen. Um den gesamten Lebenszyklus des späteren Produkteinsatzes und nach seiner Verwendung zu adressieren, müssen alle diese Programme von der atomistischen oder molekularen (Diskreten) Skala mit der makroskopischen Materialskala (Kontinuum) verbunden werden. In einem zweiten Fall sind Mehrzieloptimierungsalgorithmen erforderlich, um alternative Lösungen zu erforschen. Darüber hinaus müssen Programme integriert werden, die den ökologischen Fussabdruck und die sozioökonomischen Aspekte des gesamten Lebenszyklus des Produktes bewerten. Die gesamten Modellierungs- und Simulationsaktivitäten, die zugehörigen Werkzeuge und Datenbanken, das Expertennetzwerk,

die Betriebs- und Sicherheitsverfahren, die Rechenanlagen und vieles mehr werden in einer zentralen und offenen Anlaufstelle – der sogenanten MarketPlace-Plattform – zusammengeführt (Bild 1). Neue Programme und Informationen können von allen hinzugefügt, aktualisiert oder gelöscht werden, entweder kostenlos oder mit kommerzieller Bezahlschranke. Das Projekt MarketPlace wird durch das EU Horizon2020 Programm gefördert und orientiert sich an den Empfehlungen des European Materials Modelling Council (EMMC).

Es trägt zu den Digitalisierungsbemühungen der EU bei, wobei der Schwerpunkt auf der Bereitstellung eines virtuellen Marktes liegt, um einzukaufen, zu erleben und gemeinsam an komplexen Materialherausforderungen in all ihren Aspekten, einschliesslich der Nachhaltigkeit, zu arbeiten.

die Formteilqualität Formteilqualität die

Energiekosten Energiekosten

Beispiel PICC ist im Rahmen von HES-SO – HEIAFR Partner im Projekt MarketPlace. Die

Hauptaufgabe von PICC ist die Validierung der Funktionsfähigkeit der MarketPlacePlattform bei der Bewältigung einer bestimmten Materialherausforderung. Als Beispiel wird die Herausforderung des keramischen Spritzgiessens von Zahnimplantaten untersucht. Wie in Bild 2 gezeigt, stellt die Modellierung der Herstellung eines Keramikteils aus einem hochgefüllten Kunststoff mehrere Herausforderungen auf unterschiedlichen Längen- und Zeit­ skalen dar. Die Herstellung der Verbindung zeichnet sich durch die Wechselwirkungsphysik und -chemie von Polymer und anorganischem Füllstoff sowie den Einfluss von Partikelform und -grösse aus. Das Spritzgiessen erfordert ein Verständnis der Strömung und Partikelverteilung auf Kontinuumsebene, um ein «grünes» Teil zu forKühlenund und wird das men. In einem nächsten Schritt Kühlen Temperieren mitden Polymer pyrolytisch entfernt, um Temperieren mit «braunen» Teil zu bilden, der schliesslich System System gesintert wird, um das endgültige Bauteil zu liefern, das sehr spezifische Leistungs-

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Bild 3: Simulationen der Injektion einer hochgefüllten Polymermischung an drei verschiedenen Stellen einer Zahnimplantat-Form. Die drei Fälle zeigen die Injektionspunkte (oben), die Schweisslinienbildung (Mitte) und den Restverzug und die Schrumpfung für jeden Fall (unten).

kriterien erfüllen muss. Für jeden dieser Schritte ist eine sehr ausgefeilte Modellierung erforderlich, um Physik und Chemie zu erfassen, um die Formintegrität und die mechanische Leistungsfähigkeit des finalen Bauteils vorherzusagen.

Zunächst muss der gesamte Prozess in einen Modellierungsdaten-Work flow (MODA) umgewandelt werden, der die erforderlichen Daten, die erforderlichen Softwaremodule und die physischen Grös­ sen definiert, die nötig sind, um schliesslich Ausgaben zu erhalten, die die Leistungsaufwer tung des Endprodukts ermöglichen. Bis zu diesem Zeitpunkt im Modellierungsprozess wurden keine Nachhaltigkeitskriterien berücksichtigt, obwohl im Rahmen der MarketPlace-Plattform mehrere Werkzeuge zur Verfügung gestellt werden können, um die ökologischen, ökonomischen und sozialen Auswirkungen des Zielprodukts zu untersuchen.

Das MODA definiert, welche Schritte mit den auf der MarketPlace-Plattform verfügbaren Tools zu unternehmen sind. Beispielsweise kann, die Vermischung des Polymergranulats und des anorganischen Pulvers simuliert werden, um eine homogene Verbindung zu erhalten, die in einen «grünen» Teil gegossen werden kann.

Wie in Bild 3 gezeigt, kann der Spritzgiessprozess dann für verschiedene Injektionspunkte simuliert werden, um die am besten geeignete Teileproduktion zu bewerten, 36

die letztlich ein Keramikteil liefert, das alle Leistungsanforderungen erfüllt.

Weitere Modellierungen des Debondingund Sinterprozesses können dann unter Verwendung der verfügbaren Programme auf der MarketPlace-Plattform durchgeführt werden. Fachkundige Hilfe findet der Nutzer im Bedarfsfall innerhalb von MarketPlace. Dies kann z. B. in Form des Aufbaus des Modellierungsaufwands oder der Durchführung der Modellierung mit eventueller Schulung des einzelnen Modellierers erfolgen.

dig zu bewerten, ist kein Ding der Unmöglichkeit mehr, sondern liegt bereits in greifbarer Zukunft.

Perspektiven

Referenzen Ready Player One https://en.wikipedia.org/wiki/Ready_Player_One

Die MarketPlace-Plattform ist nur der Anfang einer wissenschafts- und technologiegetriebenen digitalen Plattform zur Weiterentwicklung von Materiallösungen für die Industrie, einschliesslich der Kunststoffindustrie. Bis heute ist die Realisierung der vollumfänglichen Funktionstüchtigkeit des MarketPlace, wie man es sich anhand von «Ready Player One» vorstellen kann, jedoch noch in weiter Ferne. Aber die MarketPlace-Plattform als Avatar zu betreten und mit anderen Avataren zu interagieren, um gemeinsam nachhaltige Kunststoffmaterialien und -produkte in der virtuellen Welt der Polymere, Extruder, des Produktdesigns, der Verwendungen und Nachnutzungen zu bauen und zu verbessern und dabei gleichzeitig die Leistungseigenschaften und Nachhaltigkeit vollstän-

Dank Das MarketPlace-Projekt wird durch die H2020-NMBP-25-2017-Ausschreibung mit der Nummer der Finanzhilfevereinbarungfinanziell unterstützt: 760173. Die Grafiken wurden freundlicherweise von den Projektpartnern und insbesondere Nikolaos Lempesis und Vlasios Mitsoulas zur Verfügung gestellt.

E.O. Wilson, Halbe Erde, W.W.Norton & Company, New York (NY), 2016 https://www.aps.org/publications/apsnews/200301/history.cfm E. Lorenz und der Schmetterlingseffekt: Marktplatz: https://www.the-marketplace-project.eu

Kontakt PICC Plastics Innovation Competence Center, iRAP CH-1700 Fribourg www.picc.center

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Drei Farbmanagement-Trends, die heute die Kunststoffindustrie beeinflussen

Farbmanagement im Wandel der Zeit Die richtige Farbe spielt in vielen Branchen eine wichtige Rolle, ganz besonders jedoch in der Kunststoffindustrie, da Kunden Farbkonsistenz mit hoher Qualität assoziieren. Bei der Farbkontrolle kann das Erzielen exakter, konsistenter Übereinstimmungen überraschend schwierig sein, da die Kunststoffindustrie sehr vielseitig ist und die verwendeten Materialien stark variieren.

Earl Balthazar ¹ In der Vergangenheit wurde das rein digita­ le Farbmanagement in der Kunststoffindus­ trie nur in begrenztem Umfang eingesetzt.

Infolge der erheblichen Auswirkungen der Pandemie auf die Hersteller sah sich die Branche jedoch gezwungen, auf digitales Farbmanagement umzustellen, um digitale Farbstandards zwischen verschiedenen Produktionsstätten zu übertragen und die Produktion ohne Verzögerung aufrechtzu­ erhalten. Unternehmen, die mit HighEnd-Spektralphotometern und -Software ausgestattet waren und über Farbmanage­ mentverfahren und -prozesse verfügten, waren für den Erfolg gerüstet. Datacolor erwartet, dass sich einige dieser Veränderun­ gen verfestigen, da die Kunststoffindus­trie die Digitalisierung zunehmend nutzt und sich auf ein erfolgreiches Farbmanagement konzentriert. Folgende drei Trends prägen derzeit die Kunststoffindustrie:

Räumliche Verteilung der Arbeitskräfte Das Arbeitsumfeld hat sich weiter gewan­ delt, und die Arbeitskräfte in der Kunst­ stoffindustrie sind nach wie vor über Kon­ tinente verteilt oder arbeiten von zu Hause aus. Diese Verteilung der Arbeitskräfte hat den Bedarf an digitalen Farbmanagement­ lösungen deutlich gemacht, die eine kon­ sistente Kommunikation über mehrere Standorte hinweg ermöglichen, wie z. B. tragbare Farbmessgeräte. Tragbare, ultra­ portable Spektralphotometer und spezielle Software ermöglichen es Entscheidungs­ trägern, Farbe von jedem Ort der Welt aus digital zu messen, zu analysieren und zu ¹ Earl Balthazar, Senior Applications Engineer, Datacolor

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Digitales Farbmanagement gehört heute zum Standard. (Bild: Datacolor)

übermitteln. Die Branche erwartet auch weiterhin eine hervorragende Überein­ stimmung zwischen Geräten (Inter-Instru­ ment Agreement, IIA). Darunter wird die Übereinstimmung zwischen zwei oder mehreren Spektralphotometern verstan­ den, die dieselbe Farbe messen. Dies gilt auch für die Messwerte einer ganzen Ge­ räteflotte, sowohl für Tischgeräte als auch für tragbare Spektralphotometer.

Die IIA spielt eine weniger wichtige Rolle, wenn nur ein Spektralphotometer an ei­ nem Standort betrieben wird. Sie ist je­ doch von entscheidender Bedeutung, wenn über eine Lieferkette oder verschie­ dene Niederlassungen hinweg kommuni­ ziert werden muss, wie es in der Kunst­ stoffindustrie typischerweise der Fall ist, da an jedem dieser Standorte einheitliche und genaue Farbmessergebnisse benötigt werden. Je grösser die IIA, desto einheitli­ cher sind die Farben über Produkte, Mate­ rialien und Standorte hinweg.

Wir gehen davon aus, dass die Arbeitskräf­ te auch im Jahr 2022 über die ganze Welt verteilt arbeiten werden, sei es in Form eines hybriden oder eines vollständig de­ zentralen Arbeitsmodells. Wir erwarten daher, dass sich die Branche weiterhin auf moderne Farbmanagementtechnologien konzentrieren wird, die es Farbexperten ermöglichen, ihre Arbeit schneller und ef­ fizienter zu erledigen.

Einführung von Automatisierung und Digitalisierung Eines der Markenzeichen der heutigen digi­ talen Farbmanagementtechnologie ist die zuverlässige und präzise Farbgenauigkeit, die für jeden Kunststoffhersteller von grund­ legender Bedeutung ist. Da die Rohstoff­ preise weiter steigen und die Transportkos­ ten für die Hersteller immer pro­blematischer werden, sucht die Branche nach Möglichkei­ ten, die Kosten zu senken und eine virtuelle Kommunikation zu ermöglichen.

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Die Antwort und die Zukunft des Farbmanagements liegt in der Digitalisierung, Automatisierung und der Cloudnutzung. Während der Pandemie erlebten wir einen Anstieg des digitalen Datenaus­ tauschs in der Kunststoffindustrie, was zu einer effizienteren Kommunikation und Produktion führte. Die Branche wird irgend­ wann diese nahtlose Interaktion auch in der gesamten Lieferket­ te erwarten – von den Lieferanten und Herstellern bis hin zu den Einzelhandelsstandorten und den Verbrauchern – und gleichzeitig die Möglichkeit haben, Herstellungsfehler oder Farbabweichungen sofort zu erkennen. Dadurch wird Zeit eingespart, die ansonsten für mehrere Korrekturdurchläufe verschwendet wird.

Die Nutzung cloudbasierter Kommunikation ist aus zahlreichen Gründen von Vorteil. Wenn ein Unternehmen beispielsweise digi­ tale Standards verwendet, können Lieferanten die Cloud nutzen, um QTX-Dateien für ein Vorabscreening oder eine Farbfreigabe zu senden. Auch wenn ein Spritzgiesser oder Konverter die Entwick­ lung neuer Farben bei einem Masterbatcher anfordert, kann dieser mit Hilfe eines digitalen Standards die Versuche über QTX-Dateien bis zur endgültigen Farbgenehmigung hin- und hersenden.

Die Cloud wird auch in der Lage sein, Farbdatenpunkte zu analy­ sieren, die sich auf die Entwicklung von Farbrezepturen beziehen und auf bestätigten Verkaufsdaten basieren. Wir gehen davon aus, dass die Cloud in der Kunststoffbranche immer beliebter wird und dass es immer fortschrittlichere Lösungen geben wird, die eine cloudbasierte Zukunft Wirklichkeit werden lassen.

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Unterstützung umweltfreundlicher Initiativen Nachhaltigkeit und Abfallvermeidung nehmen bei Herstellern und Verbrauchern gleichermassen einen hohen Stellenwert ein. Auch wenn es in der Kunststoffindustrie noch grosser Anstrengungen in Bezug auf Nachhaltigkeit bedarf, so gibt es doch Möglichkeiten, umweltfreundliche Initiativen zu unterstützen und in bestimmten Bereichen der Produktion weniger Abfall zu produzieren.

Pandemiebedingte Reisebeschränkungen haben viele Unterneh­ men dazu gezwungen, digitale Farbmanagementverfahren einzu­ führen, die deutlich machen, wie ein nachhaltigerer Ansatz im Bereich Farbe aussehen könnte. Spektralphotometer und Soft­ ware zur Kontrolle der Farbqualität können dazu beitragen, die Reproduzierbarkeit in der gesamten Lieferkette zu gewährleisten, sodass die Farbe digital verwaltet werden kann und keine physi­ schen Muster mehr hergestellt werden müssen. Durch die digita­ le Analyse von Proben entfällt auch die Notwendigkeit, physische Proben zur Bewertung zu versenden, wodurch Treibstoffver­ brauch und Kohlendioxidemissionen reduziert werden können.

Obgleich komplex, ist eine genaue und reproduzierbare Farbe ein wesentlicher Faktor für Kunststoffe. Die heutigen Branchentrends unterstreichen die Bedeutung der Farbe als einflussreicher Faktor bei Produktentwicklungen und Kaufentscheidungen der Verbrau­ cher. Die Kunststoffindustrie wird sich auch weiterhin den Anfor­ derungen unserer sich wandelnden Welt anpassen.

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Wirtschaft

Die Roboterdichte gibt den Automatisierungsgrad einer Nation an. (Bild: adpic)

World Robotics 2021 Report

Roboterdichte erreicht Rekordwerte Die Roboterdichte in Europa – also die Zahl der Industrie-Roboter pro 10 000 Mitarbeiter – steigt auf einen neuen Rekord von 371 Einheiten (2020). Mit insgesamt 230 600 Einheiten hat Deutschland einen Anteil von 38 % am gesamten operativen Industrie-Roboter-Bestand in Europa. Das sind Ergebnisse aus dem World Robotics 2021 Report, der von der International Federation of Robotics (IFR) herausgegeben wird.

«Die Roboterdichte ist eine sehr wichtige Kennzahl, um die Unterschiede im Automationsgrad verschiedener Volkswirtschaften nachzuvollziehen», sagt Milton Guerry, Präsident der International Federation of Robotics. Weltweit hat sich die durchschnittliche Roboterdichte innerhalb der vergangenen fünf Jahre fast verdoppelt und stieg 2020 auf 126 Einheiten pro 10 000 Mitarbeiter (2015: 66 Einheiten).

Aufgeschlüsselt nach Regionen beträgt die durchschnittliche Roboterdichte in Westeuropa 242 Einheiten, in Nordamerika 167 und in Asien/Australien 134. Die fünf weltweit automatisiertesten Länder sind: Südkorea, Singapur, Japan, Deutschland und Schweden.

Frankreich hat eine Roboterdichte von 194 Einheiten (Platz 16 weltweit) und 40

liegt damit deutlich über dem globalen Durchschnitt von 126 Robotern. Das Nachbarland ist ähnlich aufgestellt wie andere EU-Länder, beispielsweise Spanien (203 Einheiten), Österreich (205 Einheiten) oder die Niederlande (209 Einheiten).

EU-Mitglieder wie Schweden (289 Einheiten), Dänemark (246 Einheiten) oder Italien (224 Einheiten) erreichen dagegen durch den Einsatz von Industrie-Robotern noch einen deutlich höheren Automatisierungsgrad.

Grossbritannien liegt als einziges G7Land mit einer Roboterdichte von 101 Einheiten unter dem Weltdurchschnitt (126 Einheiten) und belegt damit Platz 24. Der Trend zeigt aber auch hier nach oben: Vor fünf Jahren lag die Roboterdichte im Vereinigten Königreich noch bei 71 Einheiten.

Zahlen und Fakten – Mehr als 3 Mio. Industrieroboter sind weltweit im Einsatz – Aufteilung: Automotive 32 %, E&E 25 %, Metallindustrie 10 % – Neu im Einsatz (wertmässig): 13,2 Mrd. US-Dollar – 76 % aller in Betrieb genommenen Roboter sind in den Top 5 Ländern: China, Japan, USA, Korea, Deutschland – Roboterdichte* weltweit: Korea 932; Singapore 605; Japan 390; Deutschland 371; Schweden 289; * installierte Roboter pro 10 000 Mitarbeitende in der verarbeitenden Industrie 2020

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Wirtschaft

Für Sie!

Umfassende Temperierund Kühllösungen aus einer Hand

Produkte Roboterdichte in der verarbeitenden Industrie 2020 (Grafik: IFR)

Die Abwanderung ausländischer Arbeitskräfte nach dem Brexit hat die Nachfrage nach Robotern im Jahr 2020 erhöht. Diese Entwicklung dürfte sich in naher Zukunft fortsetzen. Die Modernisierung des verarbeitenden Gewerbes wird von der Regierung durch einen massiven Steueranreiz, die «Super Deduction», gefördert: Von April 2021 bis März 2023 können Unternehmen 130 % Kapitalfreibetrag als Steuererleichterung für Investitionen in Anlagen und Maschinen geltend machen.

Weltweit gesehen entwickelt sich China am dynamischsten: Aufgrund der sehr starken Installationszahlen stieg die Roboterdichte von 49 Einheiten im Jahr 2015 auf 246 im Jahr 2020. Damit rangiert China heute weltweit auf Platz 9 – ein grosser Sprung im Vergleich zu Platz 25, den das Reich der Mitte noch vor fünf Jahren innehatte.

Asien ist zudem die Heimat des Landes mit der weltweit höchsten Roboterdichte: Südkorea hält diese Position seit 2010.

Das Land übertrifft den globalen Durchschnitt mit 932 Einheiten um das Siebenfache. Seit 2015 stieg die Roboterdichte jedes Jahr um durchschnittlich 10 %. Mit seiner international erfolgreichen Elektronikindustrie und der starken Automobilindustrie hat die koreanische Wirtschaft zwei Branchen, die zu den grössten Abnehmern für Industrie-Roboter zählen.

Japan liegt vor Singapur (605 Einheiten) weltweit an dritter Stelle: Im Jahr 2020 wurden in der verarbeitenden Industrie 390 Roboter pro 10.000 Beschäftigte in­ stalliert. Nippon ist der weltweit führende 1–2/2022

Hersteller von Industrie-Robotern: Die Produktionskapazität der japanischen Zulieferer erreichte im Jahr 2020 174.000 Einheiten. Die japanischen Hersteller liefern heute 45 % des weltweiten Angebots.

Die Roboterdichte in den USA stieg von 176 Einheiten im Jahr 2015 auf 255 Einheiten im Jahr 2020. Das Land liegt damit weltweit an siebter Stelle – noch vor Taiwan (248 Einheiten) und China (246 Einheiten). Die Modernisierung der heimischen Produktionsanlagen hat den Roboterabsatz in den Vereinigten Staaten angekurbelt. Der Einsatz von IndustrieRobotern trägt wesentlich zur Erreichung von Dekarbonisierungszielen bei, beispielsweise in der kosteneffizienten Produktion von Solarzellen und beim weiteren Übergang zu Elektrofahrzeugen.

Mehrere Automobilhersteller kündigten bereits Investitionen an, um ihre Fabriken für neue Fahrzeugmodelle mit Elektro­ antrieb auszurüsten oder die Kapazitäten für die Batterieproduktion zu erhöhen.

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Umwelt

Studie über Kunststoff zeigt:

Wachsender Kohlenstoff-Fussabdruck ETH-Forschende analysierten die weltweite Wertschöpfungskette von Kunststoffen und stellten fest: Die Klimaund Gesundheitsfolgen von Plastik sind wegen vermehrt genutzter Kohle für Prozesswärme, Strom und als Rohstoff in der Produktion grösser als erwartet.

Michael Keller ¹ Kunststoffe sind nützlich, günstig und äus­ serst beliebt. Die globale Nachfrage hat sich in den letzten vierzig Jahren vervier­ facht und dürfte weiter steigen – mit ne­ gativen Folgen für die Umwelt und die menschliche Gesundheit. In der öffentli­ chen Wahrnehmung gelten Kunststoffe vor allem am Ende ihres Lebenszyklus als um­ weltschädigend, etwa wenn sie beim Ver­ brennen Treibhausgase und Luftschadstof­ fe freisetzen oder in Form von Mikroplastik Gewässer und Böden verschmutzen.

Auch die Forschung zu den globalen Um­ weltfolgen von Plastik hat sich primär auf die Entsorgungsphase konzentriert. Nur wenige Studien gibt es hingegen zur Her­ stellung von Kunststoffen, die das Klima und die Luftqualität ebenfalls beeinträch­ tigt. Vertiefte Analysen setzen allerdings detaillierte Informationen über Lieferket­ ten und Prozesse voraus, um die relevan­ ten Stoff- und Energieflüsse nachvollzie­ hen zu können.

Globaler Fussabdruck von Kunststoffen bestimmt «Bislang ging man vereinfachend davon aus, dass die Produktion von Plastik unge­ fähr gleiche Mengen an fossilem Brenn­ stoff erfordert wie als Rohstoff – meistens Erdöl – in Plastik enthalten ist», sagt Livia Cabernard, Doktorandin am Institute of Science, Technology and Policy (ISTP) der ETH Zürich. Nur: Damit hatte man das re­ lative Gewicht der Produktion gegenüber der Entsorgung deutlich unterschätzt.

Cabernard ist Teil eines Teams von For­ schenden um Stephan Pfister, Senior Sci­ entist am ISTP, und Stefanie Hellweg, ETH¹ Michael Keller, Hochschulkommunikation, ETH Zürich

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Plastik ist nicht nur als Abfall umweltschädlich – auch in der Herstellung fallen Treibhausgase und Luftschadstoffe an. (Bild: Blende-8/AdobeStock)

Professorin für Ökologisches Systemdesign am Institut für Umweltingenieurwissen­ schaften. In akribischer Detektivarbeit hat das Team die Klima- und Gesundheitswir­ kung der weltweiten Wertschöpfungskette von Kunststoffen über einen Zeitraum von zwei Jahrzehnten analysiert.

In einer soeben erschienenen Studie zei­ gen die Wissenschaftlerinnen und Wissen­ schaftler, dass sich der globale Kohlen­ stoff-Fussabdruck von Kunststoffen seit 1995 verdoppelte und im Jahr 2015 zwei Milliarden Tonnen CO² -Äquivalent (CO²e) erreichte. Das entspricht 4,5 Prozent der globalen Treibhausgasemissionen und ist mehr als bisher erwartet. Im selben Zeit­ raum ist der globale Gesundheitsfussab­ druckvon Kunststoffen durch Feinstaubbe­ lastung um 70 Prozent gestiegen, was im Jahr 2015 rund 2,2 Millionen verlorene gesunde Lebensjahre (DALY) verursachte.

Kohle für Prozesswärme, Strom und als Rohstoff Für ihre Studie ermittelte das Team die Treibhausgasemissionen, die über den ge­

samten Lebenszyklus von Kunststoffen hinweg entstehen – von der Extraktion fossiler Ressourcen über die Verarbeitung zu Produktklassen und deren Nutzung bis hin zum Lebensende, einschliesslich Recy­ cling, Verbrennung und Deponien.

Als Hauptursache für die wachsende Treib­ hausgasbilanz von Kunststoffen identifizie­ ren die Forschenden die boomende Plas­ tikproduktion in kohlebasierten Schwellen­ ländern wie beispielsweise China, Indien, Indonesien und Südafrika. Die Energie und Prozesswärme zur Produktion von Plastik stammen in diesen Ländern primär aus der Verbrennung von Kohle. Zudem wird Kohle zu einem geringen Teil auch als Rohstoff für Plastik genutzt.

«Der kunststoffbedingte Kohlenstoff-Fuss­ abdruck des chinesischen Verkehrssektors, der indonesischen Elektronikindustrie und des indischen Bausektors ist seit 1995 um mehr als das 50-fache gestiegen», erläutert Cabernard. Weltweit haben sich die kohle­ basierten Emissionen in der Pastikproduk­ tion seit 1995 vervierfacht und verursa­ chen nun fast die Hälfte des globalen 1–2/2022

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Umwelt

Kohlenstoff-Fussabdrucks von Kunststof­ fen. Wird Kohle verbrannt, entstehen feins­ te Partikel, die sich in der Luft anreichern.

Solcher Feinstaub ist stark gesundheits­ schädigend und kann Asthma, Bronchitis und Herzkreislauferkrankungen verursa­ chen. Da immer mehr Kohle für Prozess­ wärme, Strom und als Rohstoff in der Plas­ tikproduktion verwendet wird, nehmen auch die negativen Folgen für die Gesund­ heit zu.

Case-Szenario, in dem alle Kunststoffe verbrannt würden, verursacht deren Pro­ duktion den Löwenanteil der gesamten Treibhausgas- und Feinstaubemissionen», sagt Cabernard. Die gesamte Produktions­ phase von Plastik ist für den weitaus grössten Teil (96 Prozent) des KohlenstoffFussabdrucks von Kunststoffen verant­ wortlich.

Unterschätzte Plastikproduktion

Bisher gab es nur eine Publikation, die den globalen Kohlenstoff-Fussabdruck der Kunstoffproduktion untersuchte. «Diese hatte die Treibhausgasemissionen je­ doch unterschätzt, weil die zunehmende Abhängigkeit von Kohle aufgrund der Aus­ lagerung von Produktionsprozessen in kohlebasierte Länder nicht berücksichtigt werden konnte», erklärt Cabernard.

Für ihre Studie verwendeten die Forschen­ den eine neue Methode, die Cabernard zuvor in ihrer Doktorarbeit unter Leitung

Im Gegensatz zu früheren Schätzungen, die von gleichen Mengen an Brennstoff und Rohstoff für die Herstellung von Kunststoffen ausgingen, weisen die ETHForschenden nun nach, dass doppelt so viel fossile Energie für die Plastikprodukti­ on verbrannt wird, wie als Rohstoff in Plas­ tik enthalten ist.

Das hat Konsequenzen für die Bewertung der Umweltfolgen. «Selbst in einem Worst-

von Pfister und Hellweg entwickelt hatte.

Es handelt sich um eine multiregionale Input-Output-Analyse, mit der sich globale Wertschöpfungsketten von Produktion zu Verbrauch über Sektoren, Länder oder Re­ gionen hinweg präzise abbilden lassen.

Literaturhinweis combustion. Nature Sustainability (2021), published online 2 th December, doi: 10.1038/s41893-021-00807-2 call_made

Einsichten dank neuer Methodik

Cabernard L, Pfister S, Hellweg S: A new method for analyzing sustainability perfor­ mance of global supply chains and its ap­ plication to material resources. Science of The Total Environment, Volume 684, 20 September 2019, doi: 10.1016/j. scitotenv.2019.04.434 call_made Kontakt ETH Zürich CH-8092 Zürich www.ethz.ch

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KUNSTSTOFF XTRA

Forschung/Entwicklung

Aachener Konsortium startet mit AVK Technologieprojekt

T3-Hub für spritzgegossene Standardbauteile Tape Technologie Transfer-Hub (T3-Hub) lautet der Titel eines durch AZL und IKV initiierten Verbundprojekts mit insgesamt sechs Partnern, das sich mit einem Paradigmenwechsel beschäftigt: Statt extrem leichter und teurer Bauteile sollen durch die Technologie des Tapelegens Standardbauteile für kostengetriebene Massenanwendungen entstehen. So könnten unter anderem Formteile für Industrieanwendungen, E+E, Haushaltsgeräte oder das Transportwesen zu wettbewerbsfähigen Kosten und mit deutlich reduziertem CO²-Footprint entstehen – statt des Bauteilgewichts steht die Materialeinsparung hier an erster Stelle.

Tapes sind wenige zehntel Millimeter dicke, zwischen 5 und 25 mm breite bandförmige Halbzeuge, die aus unidirektional orientierten Verstärkungsfasern, meist Glas oder Carbon, bestehen und in eine thermoplastische Matrix eingebettet sind. Herkömmlich finden diese als flächige Laminate ihren Einsatz für hochbelastete Strukturbauteile in der Luft- und Raumfahrt, dem Automobilbau oder werden durch Wickeln zu Rohren oder Behältern verarbeitet. Derartige Bauteile sind sehr leicht, verfügen über exzellente mechanische Eigenschaften, sind aber im Vergleich zu Spritzgiessbauteilen kostenintensiv und in den Stückzahlen limitiert.

Der T3-Hub verfolgt einen neuen Ansatz: Bionische Tape Strukturen sollen gezielt in «klassische» Spritzgiessbauteile eingebettet werden, um so Kosten einzusparen und den CO²-Fussabdruck in der Produktions- und Nutzungsphase zu reduzieren.

Aufgrund der verstärkenden Wirkung der Tapes lassen sich unter anderem Wanddicken reduzieren und Verrippungen einsparen. Weitere Einsparpotenziale ergeben

Fabian Becker: «Lastgerechte FVK-Tapestrukturen können dazu beitragen, den CO ² Footprint von preissensitiven Spritzgiessbauteilen zu reduzieren.»

44

Massgeschneidertes Tape-Laminat (Bilder: AZL)

sich dadurch, dass durch die hohen mechanischen Tapeeigenschaften auch neue Anwendungen für alternative Compounds mit geringerem CO2-Fussabdruck, Recy­ clingmaterial oder auch biobasierte Polymer und Faserwerkstoffe erschlossen werden. «Einsparungen beim Materialverbrauch sind der grösste Stellhebel zur Senkung der Produktionskosten im Spritzgiessprozess und des CO2-Fussabdrucks», so Fabian Becker, Senior Design Engineer | CAE, bei der AZL Aachen GmbH und Projektverantwortlicher. «Durch die Integration von geringen Anteilen von Tape in typische Spritzgiessbauteile soll der ökologische Fussabdruck bei mindestens Kostenneutralität reduziert werden.»

Kernidee hinter dem 30-monatigen, vom BMWi geförderten Projekt, ist der Transfer der Nischen-Technologie für Hochleistungsbauteile auf die Massenproduktion von Standard-Formteilen durch Materialreduktion und -substitution mittels lastgerechter Verstärkungseinleger. Mit der Ziel-

setzung Leichtbautechnologien in Massenanwendungen zu etablieren, passt das Forschungsvorhaben hervorragend in die Leichtbau-Strategie der Bundesregierung.

In dem Projekt wird die gesamte Entwicklungs- und Herstellungskette betrachtet.

Als Ergebnis stehen alle Methoden zur effizienten Identifikation von geeigneten Produkten und deren virtueller Entwicklung, Know-how über die Produktionstechniken und eine Plattform zur Vorentwicklung von Bauteilen für Anwender zur Verfügung. Die digitale Entwicklungskette wird zwischen Simcon, IKV und AZL auf Basis der Software CADMould umgesetzt.

Conbility und IKV steigern die Effizienz der Herstellung und Verarbeitung der Tapes im laserunterstützten Tapelegen, alle Produktionsdaten werden von Conbility zu einem Digitalen Zwilling der Bauteile zusammengeführt. Am Aachener Zentrum für integrativen Leichtbau (AZL) der RWTH Aachen entsteht eine Demonstrations- und Entwicklungsplattform zur Fertigung von full1–2/2022

KUNSTSTOFF XTRA

Forschung/Entwicklung

Beiträge der einzelnen Konsortiumspartner zur Abbildung einer ganzheitlichen Methodik entlang der Prozesskette.

scale Spritzgiessbauteilen mit Tapeverstärkung. Eng eingebunden ist auch die Industrievereinigung verstärkte Kunststoffe (AVK), die das Konsortium bei der Identifikation von Anwendungsszenarien und der Technologiebewertung unterstützt.

Das Projekt ist die Fortführung einer mit 20 Firmen durchgeführten Markt- und Technologieanalyse zur Tapeintegration in

Spritzgiessbauteile. Neben der Entwicklung der technologischen Bausteine verfolgt das Projekt insbesondere das Ziel des Technologietransfers in die Praxis. Von hoher Bedeutung ist hierfür die Demonstration des Potenzials zur kostenneutralen Verbesserung des CO2-Fussabdrucks und die Anwendbarkeit für den «klassischen» Spritzgiessverarbeiter. Um möglichst viele

interessante Anwendungen zu identifizieren bietet das Konsortium interessierten Firmen die Möglichkeit ihre Bauteile zu analysieren.

Kontakt AZL D-52074 Aachen www.azl-aachen-gmbh.de

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Forschung/Entwicklung

KUNSTSTOFF XTRA

Neues Stecksystem kommt Transformation des Autos entgegen

Klein und wahnsinnig schnell Die Transformation des Autos schreitet immer weiter voran. Alternative Antriebe, autonomes Fahren und der Drang zu mehr Nachhaltigkeit wirken sich auf das Design des Fahrzeugs und das Fahrerlebnis aus. Speziell der Autoinnenraum erlebt einen einzigartigen Umbruch.

Der Autoinnenraum verändert sich zunehmend zu einem fahrenden Büro und Wohnzimmer. Ursprüngliche Anwendungen wie die Instrumententafel verwandeln sich in Entertainment-Einheiten mit Bildschirmen für Videokonferenzen. Elektronische Endgeräte mit zusätzlichen Funktionen benötigen immer grössere Datenraten. Dies stellt enorme Anforderungen an das Hochleistungsequipment und somit auch an die elektronischen Komponenten und verwendeten Materialien. Dazu kommt die Notwendigkeit zur Einsparung von Gewicht und der Einsatz von kleineren Bauteilen aufgrund eingeschränkter Platzsituationen.

Diesen Herausforderungen hat sich MD Elektronik gestellt und konnte mit der Unterstützung der kunststofftechnischen Expertise von BASF das neue Stecksystem «C-Klic» auf Basis des USB Typ C Standards erfolgreich entwickeln. Mit Ultradur B 4300 G4 kristallisierte sich ein glasfaserverstärktes Polybutylenterephthalat (PBT) heraus, welches die hohen Anforderungen erfüllt und somit das Projekt zu einem erfolgreichen Abschluss führte. Diese automobiltaugliche Innovation ermöglicht aufgrund hervorragender Material­eigenschaften eine Platzeinsparung von bis zu 60% im Vergleich zu Standard USB-Anschlüssen. Darüber hinaus überzeugt das Bauteil mit einer Datenübertragungsrate von >10GB/s und optionalem USB Power Delivery.

Erfolgsfaktor: Vertrauensvolle Partnerschaft «Die gute Zusammenarbeit beider Unternehmen war der Schlüssel zum Erfolg», zeigten sich Markus Kaaserer, Expert Techno Polymers und Johannes Trä, Director Development bei MD Elektronik äusserst zufrieden. «Unser Ziel war es, möglichst viele Einzelteile des Steckverbindersystems aus einem identischen Material zu 46

Das neue Stecksystem «C-Klic» auf Basis des USB Typ C Standards. (Bild: BASF)

fertigen. Dies vereinfacht die Verarbeitung, ist wesentlich effizienter und trägt durch weniger Materialwechsel auf den Produktionsmaschinen zur Nachhaltigkeit bei.

Dank des umfangreichen Produktportfolios der BASF standen uns viele Lösungen zur Verfügung.»

Aufgrund der herausragenden Materialeigenschaften wird das Ultradur im CPA-Element, Codiergehäuse und in der innenliegenden Umspritzung eingesetzt. Speziell in diesem Einzelteil spielt das PBT seine ganze Stärke aus. Dank exzellenter elektrischer Eigenschaften und einer hervorragenden Dimensionsstabilität schützt der technische Kunststoff die sensible Elektronik vor äusseren Einflüssen wie Feuchtigkeit oder Schmutz. Im Vergleich zu einem Standard USB Lademodul mit integrierter Elektronik lässt sich das neue Stecksystem in wesentlich kleineren Abmessungen produzieren und spart somit an Bauraum und Gewicht.

«Diese Neuentwicklung unterstreicht den Wandel in Richtung Infotainment im AutoInnenraum», zieht Bernd Skupin, Global Key Account Manager aus dem Unterneh-

mensbereich Performance Materials bei BASF, eine positive Bilanz. «Das neue Stecksystem ermöglicht eine wesentlich grössere Datenübertragung als Systeme, die in derzeitigen Autos verwendet werden. Mit dem weiter steigenden Bedarf an leistungsstarken elektronischen Endgeräten, die im Fahrzeug verwendet werden, können wir mit unserer Kompetenz bei Neuentwicklungen bestens unterstützen.»

«Darüber hinaus erfüllt das Ultradur einen weiteren wichtigen Aspekt. Aufgrund der sehr guten Dimensionsstabilität und geringen Feuchtigkeitsaufnahme können die engen Toleranzen unabhängig von den Umgebungsbedingungen im Fahrzeug eingehalten werden», ergänzt Volker Zeiher, Senior Specialist Technical Development bei BASF. Mit dieser automobiltauglichen Steckverbinderkonstruktion ist ein weiterer Schritt zum Wohnzimmer auf Rädern getan.

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KUNSTSTOFF XTRA

Publireportage

Schritt für Schritt mitwachsen

Chemielogistik digital – Tablett statt Excel-Datei KMU in der chemischen Industrie können sich für alle logistischen Aufgaben auf erfahrene Partner wie DACHSER verlassen.

Die Digitalisierung von Logistikdienstleistungen wird nicht zuletzt von Kundenanforderungen getrieben. Hersteller und Handelsunternehmen in der chemischen Industrie brauchen transparente, rechtskonforme, logistische Systemlösungen, die von Lieferanten über Produktions- und Handelsnetzwerke bis zu den Endverbrauchern alle Warenbewegungen und Lagerstrukturen abdecken, einschliesslich der Steuerung dieser Netzwerke. Doch die Digitalisierung ist nicht bei allen Firmen auf dem gleichen Stand. Einige haben bereits strategische Schritte umgesetzt, andere stehen noch ganz am Anfang.

Informationslogistik Logistikdienstleister wie DACHSER bieten diesen Unternehmen eine breite Palette digitaler Servicelösungen – weltweit und Verkehrsträgerübergreifend. EDI-Schnittstellen erleichtern die Auftragserfassung.

Plattformen zur Sendungsverfolgung schaffen Transparenz über den Zustellprozess. Supply Chain Event ManagementTools informieren über Lieferverzögerungen und ermöglichen die unverzügliche Suche nach alternativen Transportlösungen. Bei der routinemässigen GefahrgutFahrzeugkontrolle haben IT-Tools das Klemmbrett ersetzt. Bewährt haben sich auch Plattformen zum digitalen Dokumenten-Handling. DACHSER verwaltet mit ihnen eine Vielzahl von Dokumenten aus unterschiedlichsten Eingangskanälen und verknüpft sie mit Kernsystemen wie etwa einem Transport-Management-System über ein eindeutiges Identifizierungsmerkmal. So stehen Schriftstücke, die physisch, per E-Mail, aus einem digitalen Front-End oder per EDI übermittelt wurden, über die gesamte Supply Chain zur Verfügung.

Dies bringt Effizienzgewinne zum Beispiel bei der multimodalen Beförderung von Gefahrgut. Die verantwortliche Erklärung für 1–2/2022

DACHSER, der digitalisierte Partner für KMU in der chemischen Industrie. (Bilder: Dachser)

den Seeverkehr (gemäss IMDG-Code 5.4) wird direkt durch den Versender per E-Mail an eine technische Adresse geschickt und mit den Sendungsdaten zusammengeführt, sodass das Dokument über die ganze Supply Chain hinweg an der richtigen Stelle abrufbar ist. Ein Prüfprozess ist integriert. Für den Versender hat dies den Vorteil, dass das Dokument nicht mehr manuell unterschrieben werden muss. Lediglich der Beförderer muss bei der physischen Übergabe an eine Reederei den Zusatz «ursprünglich elektronisch erhalten» ergänzen.

Blockchain-Technologie Zahlreiche Unternehmen setzen in der Chemie- und Gefahrgutlogistik bereits und für die Zukunft auf Blockchain-Technologie. Sie ermöglicht eine transparente Durchführung und Dokumentation von Transaktionen in vertrauenswürdiger Umgebung. So können Gefahrgutinformationen für alle berechtigten Teilnehmer der Supply Chain bereitgestellt und gleichzeitig bis zur Quelle zurückverfolgt werden. Allerdings steckt diese Technologie noch in den Kinderschuhen.

Zukunftsperspektiven Die Digitalisierung der Logistik bringt Effizienzgewinn und mehr Nachhaltigkeit. Wenn

keine Medienbrüche zwischen Papier und Software wie Word und Excel mehr entstehen, liegen Daten schneller zentral vor, die Transparenz steigt und die Informationen können bedarfsgerecht besser analysiert werden. Die Digitalisierung bringt keine disruptiven Veränderungen. Vielmehr zeichnet sich eine evolutionäre Entwicklung im sogenannten cybersozio-physischen Netzwerk ab. KMU in der chemischen Industrie können Schritt für Schritt mitwachsen und sich dabei auf einen verlässlichen, digitalisierten Partner wie DACHSER für ihre weltweiten Logistikanforderungen verlassen.

Kontakt

Selina Hipp Business Development Manager Switzerland DACHSER Chem Logistics selina.hipp@dachser.com dachser.ch

n 47

KUNSTSTOFF XTRA

NEWS

Wittmann ändert Markenstrategie Die Wittmann Gruppe hat sich entschlossen, ihre bisher verfolgte Markenstrategie zu ändern und von einer Zwei-Markenstrategie auf eine EinMarkenstrategie überzugehen und damit ihren Vorteil, Gesamtlösungen aus einer Hand anbieten zu können, auch über die Marke zu kommunizieren.

Mit der Integration der Battenfeld Maschinen in das erweiterte Produktportfolio der Wittmann Gruppe wurde bisher beim Aussenauftritt konsequent eine Zwei-Markenstrategie verfolgt. Wittmann, für alle

Michael Wittmann, Geschäftsführer der Wittmann Gruppe (Bild: Wittmann)

Produkte rund um die Spritzgiessmaschine und Wittmann Battenfeld für die Spritzgiess-

maschine und Spritzgiessprozesse.

In den letzten Jahren hat aber der Wettbewerbsvorteil der Gruppe, «Gesamtlösungen aus einer Hand» anbieten zu können, wesentlich an Bedeutung gewonnen. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, soll nun der «One-Stop-Shop» Vorteil auch durch eine einheitliche Markenbezeichnung und Farbgebung entsprechend hervorgehoben werden.

Daher hat sich die Wittmann Gruppe dazu entschlossen, zukünftig für alle Werbebelange

und Produktbereiche der Gruppe das Wittmann Logo zu verwenden.

Die Umstellung des Aussenauftritts beginnt mit dem 1.1.2022 und soll mit der KMesse im Oktober 2022 vollzogen sein.

Hinsichtlich Organisation der Unternehmen der Wittmann Gruppe ergeben sich keine Änderungen. Auch nach der Umstellung der Markenstrategie bleiben alle Firmenwortlaute unverändert erhalten.

enorme und in der Praxis nicht immer umsetzbare Herausforderungen. Besonders problematisch wird die Umsetzung, wenn zu den Bestandsprodukten zu wenige aktuelle klinische Daten verfügbar sind. «Es kann nicht die Lösung sein, dass in Folge der hohen Kosten durch z. B. zusätzliche klinische Prüfungen für bewährte Produkte die Unternehmen ihre Produktportfolios reduzieren und Innovationsvorhaben einstellen

müssen. Durch den Wegfall einzelner Medizinprodukte für bestimmte Behandlungsmethoden, für Patienten mit seltenen Erkrankungen oder für spezielle Anwendungen in der Kinderheilkunde entsteht sonst ein Versorgungsengpass. Die Leidtragenden sind immer die Patienten», warnt Dr. Martin Leonhard, Vorsitzender Medizintechnik bei Spectaris.

www.wittmann-group.com

Versorgungsengpässe wegen MDR Der Deutsche Industrieverband Spectaris hat in der Vergangenheit immer wieder vor den innovationshemmenden Auswirkungen der EU-­ Medizinpro­ dukteverordnung (Medical Device Regulation, MDR) auf die gesamte (deutsche) Medizintechnikbranche gewarnt. Aber nicht nur die Innovationsfähigkeit wird ausgebremst. Auch die Versorgungssicherheit mit langjährig auf dem Markt bewährten und sicheren Medizinpro-

dukten sei durch die MDR gefährdet. Der neue EU-Rechtsrahmen für Medizinprodukte bringt tiefgreifende Änderungen für alle Wirtschaftsakteure und insbesondere für die Hersteller von Medizinprodukten mit sich.

Jedes einzelne Medizinprodukt muss unter der MDR vollständig neu auf seine Konformität bewertet werden – der Grossteil davon sind langjährig bewährte und sichere Bestandsprodukte.

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KUNSTSTOFF XTRA

NEWS

Engel richtet Geschäftsführung neu aus Die Engel Unternehmensgruppe nimmt Veränderungen in der Geschäftsführung zum 1. Fe­bruar 2022 vor. Dr. Gerhard Dimmler, bisher Bereichsleiter Forschung und Entwicklung, wird als CTO neu in die Geschäftsführung berufen. Er übernimmt von CEO Dr. Stefan Engleder das Ressort Entwicklung und zeichnet darüber hi­ naus für die Digitalisierung verantwortlich.

«Gerhard Dimmler hat die Forschung und Entwicklung von Engel in den letzten Jahren entscheidend geprägt und

Dr. Gerhard Dimmler übernimmt die Funktion des CTO bei Engel.

(Bild: Engel)

massgeblich dazu beigetragen, dass das Unternehmen in den weltweiten Märkten als Tech-

nologieführer wahrgenommen wird», betont Stefan Engleder.

«Herrn Dimmler in das Geschäftsführungsteam zu holen, ist ein wichtiger Schritt für die nachhaltige Umsetzung unserer Unternehmensstrategie.»

Eine weitere Veränderung gibt es im kaufmännischen Bereich.

CFO Markus Richter scheidet zum Ende des laufenden Geschäftsjahres Ende März auf eigenen Wunsch aus dem Unternehmen aus. Sein Nachfolger wird Simon Zeilberger, der mit Wirkung zum 1. April als kaufmännischer Geschäftsfüh-

rer neu in die Engel Gruppe eintritt. Zeilberger sammelte vor allem in der Metall- und Stahlindustrie umfassende Managementerfahrung. Er verantwortete zuletzt als Vorstandsund Geschäftsführungsmitglied den kaufmännischen Bereich einer grossen Familienstiftung und war gesamtverantwortlich für den Industriezweig der Unternehmensgruppe.

Das Ressort Produktion wird unverändert von Joachim Metzmacher als CPO geführt. www.engelglobal.com

Brillante Einführung in die Kunststofftechnologie Hopmann, C., Greif, H., Wolters, L.: Technologie der Kunststoffe. 5. Aufl., Carl Hanser Verlag München, 2021. ISBN 978-3-446-46752-1; E-Book ISBN 978-3-446-46960-0 Dieses didaktisch geschickt konzipierte Lern- und Arbeitsbuch präsentiert die komplexe Materie der Kunststofftechnologie von den Grundlagen über die Verarbeitung bis zur Abfallund Recyclingproblematik kurz

(Bild: Hanser)

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und verständlich. Die 21 Lektio­ nen sind in vorangestellte Leitfragen und eine abschliessende Erfolgskontrolle eingebettet.

Seit seinem ersten Erscheinen vor über 45 Jahren wurde das Buch stets fachlich und pädagogisch weiterentwickelt, auch für die neueste Auflage. So haben die Autoren neu das Thema Additive Fertigung eingearbeitet, viele Lektionen durch Beispiele und Produkte angereichert sowie Kurzzeichen und

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1–2/2022

Abkürzungen zusammengestellt. Das Buch eignet sich bestens für das autodidaktische Lernen. Es wendet sich an eine beruflich interessierte Leserschaft und an alle, die sich über das Thema Kunststoffe sachlich informieren möchten.

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Prof. Johannes Kunz www.hanser.de

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KUNSTSTOFF XTRA

NEWS

SP Cluster hat neuen Manager

Raphael Hatem (Bild: SP Cluster)

Seit 1. Januar 2022 hat der Swiss Plastics Cluster einen neuen Manager. Raphael Hatem löst Aurélie Auffret ab, die sich nach drei Jahren einer neuen Herausforderung stellt.

Hatem hat einen Abschluss in visueller Kommunikation und Marketing. Seine berufliche Karriere begann 2005 bei Tag

Simon Gremaud verstärkt Arburg-Team Heuer, einem Uhrenhersteller der LVMH-Gruppe, als Grafiker in der Marketingabteilung.

2006 wechselte er zum Juwelierhaus Bertolucci in Genf und überwachte die Entwicklung der kreativen Aktivitäten des Unternehmens. Seit 2010 ist er selbstständig und berät zahlreiche Unternehmen und Zulieferer in der Uhren- und Mikrotechnikbranche im Bereich der digitalen Kommunikation. Zudem ist er seit 2019 an der Entwicklung des Swiss LGBTILabels beteiligt, das Diversität und damit verbunden eine Organisationskultur, unabhängig von der Branche oder der Grösse der Organisation, fördert. www.swissplastics-cluster.ch

SPE findet im Januar 2023 statt Bereits im Dezember 2021 hatte die Messe Luzern als Veranstalterin der Swiss Plastics Expo in Absprache mit dem Messekomitee beschlossen, die Messe auf 2023 zu verschieben. Nun steht auch das Datum fest. Sie findet vom 17. bis 19. Januar 2023 auf dem Messegelände Allmend in Luzern statt. Eine Unsicherheit weniger besteht auch bezüglich Veranstaltungsturnus. Die Messe kehrt wieder zu ihrem

Drei-Jahres-Rhythmus zurück und wird jeweils im Folgejahr der K in Düsseldorf durchgeführt. Die bereits für 2022 eingegangenen SPE-Anmeldungen der Aussteller und der Standplatz behalten ihre Gültigkeit für die Austragung 2023. Den Ausstellern sollen bei Änderungen vorerst keine Kosten seitens der Messe Luzern entstehen, verspricht Messeleiterin Sara Bussmann. www.swissplastics-expo.ch

Agathon AG erweitert VR Der Schweizer Maschinen- und Normalienhersteller Agathon AG in Bellach hat mit David Frei den Verwaltungsrat erweitert. Frei bringt grosse Fachkenntnis und Erfahrung in den Bereichen digitale Transforma50

tion und Umsetzung von Wachstumsstrategien mit und wird das Unternehmen punktuell bei der digitalen Transformation unterstützen. www.agathon.ch

Simon Gremaud (Bild: Arburg)

Seit August 2021 kümmert sich Simon Gremaud als Ver-

kaufsberater für die West- und Zentralschweiz um die Bedürfnisse der Arburg-Kunden. In dieser Zeit wurde er intensiv eingearbeitet, dies sowohl am Standort in Lossburg wie auch an seinem neuen Arbeitsplatz in Münsingen. Gremaud war zuletzt bei einem führenden Hersteller und Lösungsanbieter für Automatisierungstechnik tätig. www.arburg.com

Empack und Logistics & Automation auf Kurs Die Empack und Logistics & Automation sind gut unterwegs, nachdem der Veranstalter Easyfairs Switzerland das Messeduo von Januar auf den 30. und 31. März 2022 verschoben hat. Durchführungsort ist das Messegelände in Bern.

An der Empack 2022, der grössten Verpackungsmesse der Schweiz, präsentiert Easyfairs die geballte Kompetenz der Verpackungsindustrie von A bis Z. Namhafte Aussteller werden ihre Neuheiten und Dienstleistungen rund um Verpackung, Design und Nachhaltigkeit präsentieren.

Neben dem vielfältigen Rahmenprogramm werden auch die die bewährten Fachvorträge der «Packaging Talks» in Zusammenarbeit mit dem Kompetenzpartner Schweizerisches Verpackungsinstitut SVI durchgeführt, welche Expertenwissen aus erster Hand vermitteln. Auf dem Sonderbereich «Workbench» werden echte Werkbänke stehen, um diverse Materialien zu modernen Verpackungen live mit Experten

vor Ort zu begutachten und anzufassen. Während der beiden Messetage haben die Besuchenden die Möglichkeit, die nominierten Produkte des Swiss Packaging Awards des SVI in der Halle 3.0 zu begutachten.

Die Logistics & Automation 2022 in der Bernexpo bildet zusammen mit Kompetenzpartnern und verschiedenen Branchenverbänden den Rahmen zum Messethema «The future of intralogistics technology». Die Partnerverbände unterstützen zudem mit ihrem umfangreichen Netzwerk und ihren Expertenvorträgen den Branchenevent.

Die beiden Messetage werden mit diversen Highlights und dem neuen Sonderfeature «Transport & Delivery» zur Plattform für Wissens- und Technologieaustausch der Schweizer Logistik-, Distributions- und Intralogistik-Community im 2022. www.empack-schweiz.ch www.logistics-automation.ch 1–2/2022

KUNSTSTOFF XTRA

IN KÜRZE n Der japanische Technologiekonzern Asahi Kasei wird im Februar 2022 die Produktion von Acrylnitril (AN) unter Verwendung von Biomasse-Propylen aufnehmen. Die südkoreanische Tongsuh Petrochemical Corp, Ltd. (TSPC), eine hundertprozentige Tochtergesellschaft von Asahi Kasei, hatte bereits am 21. Oktober 2021 als erster Acrylnitrilhersteller in Asien die international anerkannte Zertifizierung ISCC PLUS für AN als nachhaltiges Produkt erhalten und stellt dieses für Asahi Kasei her. www.asahi-kasei.eu n Das Interesse bei Ausstellern für die neue MedtecLIVE with T4M vom 3. bis 5. Mai in Stuttgart ist so hoch, dass die Veranstaltung drei Monate vor dem Messestart umziehen muss. Statt in der geplanten Halle 9 der Landesmesse

NEWS

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IN KÜRZE

Stuttgart, wird die Fachmesse in der neuen Halle 10 stattfinden, wo rund 40 Prozent mehr Fläche zur Verfügung stehen. «Und die Nachfrage nach Standflächen ist weiterhin ungebrochen hoch», sagt Christopher Boss, Executive Director MedtecLIVE bei der NürnbergMesse. www.medteclive@nuernbergmesse.de n Sicherheit geht vor: Daher hat Arburg den Termin der Technologie-Tage 2022 von März auf Juni verschoben. Das Branchenevent, zu dem stets tausende Gäste aus aller Welt nach Lossburg reisen, wird vom 22. bis 25. Juni 2022 in Lossburg stattfinden. www.arburg.com n Die JEC Group hat beschlossen, die JEC World zu verschieben. Die weltweit füh-

IN KÜRZE

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rende Veranstaltung für Verbundwerkstoffe wird nun nicht im März, sondern vom 3. bis 5. Mai 2022 am gleichen Veranstaltungsort in Paris Nord Villepinte stattfinden, und zwar auch online über die digitale Plattform JEC World Connect. www.jec-world.events n Die branchenübergreifende Initiative für hochwertiges Kunststoffrecycling «R-Cycle» ist für den Deutschen Innovationspreis für Klima und Umwelt (IKU) 2022 des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWi) nominiert. www.r-cycle.org n Die Pandemie wirbelt auch den internationalen Veranstaltungskalender für die mechanische Verfahrenstechnik und Analytik durcheinander. Die NürnbergMesse als Veranstalte-

IN KÜRZE

rin hat entschieden, die Powtech 2022, internationale Leitmesse für Pulver-, Granulatund Schüttguttechnologien, um vier Wochen zu verschieben.

Sie findet nun parallel zur Fachpack, Fachmesse für Verpackung, Technik und Prozesse, vom 27. bis 29. September 2022 im Messezentrum Nürnberg statt. www.powtech.de n Die Interroll mit Sitz in Sant’Antonino (CH) konnte im Geschäftsjahr 2021 deutlich wachsen: Der Umsatz stieg auf CHF 640,1 Mio. (+20,6 % zum Vorjahr). Der Auftragseingang kletterte signifikant auf CHF 788,4 Mio. (+43,9 % zum Vorjahr). Aufgrund der positiven Auftragsentwicklung im Gesamtjahr 2021 blickt die Gruppe vorsichtig optimistisch ins Geschäftsjahr 2022. www.interroll.com

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News

Kunststoffrecycling in der Baubranche Eine Studie des Umweltbundesamtes (UBA), an der auch das SKZ beteiligt ist, kommt zum Schluss, dass es derzeit vielfach an geeigneten Vorgaben für das Recycling der Kunststoffbauprodukte fehlt und zudem die Mengen ungenügend erfasst werden. Um die anfallenden Mengen in

Zukunft hochwertig recyceln zu können, schlägt die Studie vor, bautechnische Produktstandards um Vorgaben hinsichtlich Dauerhaftigkeit, Recycling-Fähigkeit und Rezyklateinsatz zu ergänzen.

Kunststoffabfälle sollten für das Recycling besser getrennt gesammelt werden. Zudem

sollte die Kreislaufführung von branchenspezifischen Verpackungen sichergestellt werden.

In dieser Studie werden die Verwendung von KunststoffProdukten und Möglichkeiten des Rezyklateinsatzes im Baubereich, eingesetzte Kunststoff-Mengen, Rücknahmesysteme, Verwertungstechniken,

aktueller Rezyklat-Einsatz und Bauprodukt-Verpackungen aus Kunststoff detailliert dargestellt. Potenziale zur Steigerung des hochwertigen Rezy­ klat-Einsatzes wurden identifiziert und be­s tehende Hürden und Handlungsoptionen für Politik und Wirtschaft dargestellt.

Automatisierung der Qualitätsprüfung von Sekundärkunststoffen Im Projekt Qoncert entwickelt das SKZ zusammen mit den Softwareexperten von Anaptis und Infosim neue digitale Werkzeuge. Das Ziel ist, Verfügbarkeit und Qualität von Sekundärkunststoffen zu steigern. Den Fokus legen die drei Partner auf Daten, Prozesse und die Kombination aus neuester Webtechnologie, KI-Engine und passgenauen Schnittstellen.

Kunststoffverarbeiter und Recycler sollen mit der QoncertLösung ihre Sekundärmateriali-

en mit geringem Aufwand über mehrere Ver triebskanäle gleichzeitig vermarkten können. Zusätzlich werden Prüfdienstleistungen digital in diesen Prozess integriert. Damit wird deren Abwicklung beschleunigt und digitale Nachweise können effizienter bereitgestellt werden.

Im Qoncert-Konsortium bündeln die Partner ihre Kompetenzen zu Datenerfassung und -analyse in der Kunststoffverarbeitung und Materialprüfung (SKZ), Prozessoptimierung und

Qoncert soll die Vermarktung von Sekundärkunststsoffen erleichtern.

(Bild: digitalstock/stock.adobe.com)

ERP-Systemen (Anaptis) sowie automatisiertes Service Ma-

nagement und Plattformen (Infosim).

Rückseitenfolien-Check an Photovoltaik-Anlagen

Querschliff eines untersuchten Solarmoduls. (Bild: Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg)

Im Projekt PolymerCheck sollen mobile Messgeräte und Prüfverfahren zur zerstörungs52

freien Untersuchung von Rückseitenfolien von PV-Modulen im Feld entwickelt werden.

Durch Bewitterung degradierte Rückseitenfolien sind eine häufige Schadensursache, wenn PV-Anlagen nach einigen Jahren Betrieb plötzlich nicht mehr ordnungsgemäss funktionieren. Die Betriebsstörung zeigt sich typischerweise durch Detektion eines Erdschlusses, der durch eine nicht mehr ausreichende elektrische Isolation der Rückseitenfolie einiger Module hervorgerufen wird.

Im Projekt soll deshalb ein mobiles, feldtaugliches Messgerät basierend auf Spektroskopie zur Untersuchung der Folien entwickelt werden. Ausserdem

soll im Projekt ein Verfahren zur beschleunigten Alterung und zur verbesserten Detektion von Alterungseffekten entwickelt werden, um damit Folienaufbauten hinsichtlich ihrer Witterungsbeständigkeit zu prüfen.

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Dies eröffnet neue Möglichkeiten für Heisskanalanwendungen und innovative Produktionsverfahren wie die additive Fertigung. Der neu entwickelte Drucksensor 4004A mit einem Frontdurchmesser von lediglich 3 mm zog viele Besucher – darunter Kunststoffverarbeiter, Erstausrüster und Maschinen-

Granulat flexibel sortieren

bauer – an den Stand. «Damit schlagen wir für unsere Kunden ein neues MesstechnikKapitel auf – und sie bekommen damit innovative Instrumente an die Hand, mit denen sie ihre Lösungen weiterentwickeln können», so Dr. Robert Vaculik, Leiter des Geschäftsfelds Plastics von Kistler.

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Die zur Unternehmensgruppe Grewing gehörende Separation AG bietet seinen Kunden ab sofort die Möglichkeit, lose Produkte wie Kunststoffgranulate in einem Vorratssilo zwischenzulagern. Primär können Kunststoffgranulate in dem 70 Kubikmeter fassenden Silo zwischengelagert werden, um sie zu einem späteren Zeitpunkt weiterzuverarbeiten. Diese können mittels Saugförderer direkt den mobilen Granulatsortierungsanlagen der Separation AG zugeführt werden, wo fehlerhafte Teilchen über optoelektronische und mechanische Trennverfah-

ren aussortiert werden. Nach der Sortierung erfolgt die Abfüllung des Granulats wie gewohnt wahlweise in Säcken, Big Bags oder Oktabins. Auf Kundenwunsch wird das Material auch lose verladen. Durch dieses Verfahren verbleiben die Produkte durchgängig in geschlossenen Systemen und sind so vor etwaigen Verunreinigungen optimal geschützt.

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Grafe Entwicklungsprojekt entwickelt Duftbatches Kunststoffe, die duften – dieser EFfekt wird derzeit von Grafe in einem Entwicklungsprojekt in die Tat umgesetzt. Erstes Ergebnis ist ein Masterbatch für PP, das mittels Duftöl eines externen Lieferanten zum Wohlgeruch gebracht wird. In dem von Grafe verwendeten schonenden Fertigungsverfahren ist das Masterbatch mit dem Öl aussergewöhnlich hoch konzentriert.

Trotzdem bleibt das Masterbatch förderbar und lässt sich bei einer Dosierung zwischen einem und drei Prozent ganz normal verarbeiten. Je nach Trägerpolymer bleibt die Transparenz erhalten. Die Länge der Duftzeiten hängt von Art der Anwendung, der Kunststoffty-

pe, der Umgebungstemperatur und der Frischluftzufuhr ab. So

gibt es vier Monate alte Proben in PP, die immer noch angenehm duften. Erste Versuche beim Einfärben hätten gezeigt, dass die Duftwirkung nicht signifikant beeinflusst wird, berichtet Grafe. Derzeit gebe es kaum vergleichbare Anwendungen auf dem Markt. Die direkte Integration des Duftes in Funktionsbauteile wie Schalter, Taster oder Verkleidungsbauteile sei eine Neuerung, denn bisher seien Duftstoffe in Verbindung mit Kunststoffen eher aus dem Bereich Packaging und Marketing bekannt. Im aktuellen Projekt, das seit Anfang 2021 läuft, wurde ein Duftbatch kreiert, das wie hygienisch reines, frisch geputztes Bad riecht und den

Namen «Fresh Air» trägt. Doch die Bandbreite möglicher Anwendungen ist riesig. Ob klassische Badhygiene, Urinale, Taster für Spülungen oder Duschen – allein im Sanitär-Sektor sind die Möglichkeiten nahezu unbegrenzt. Mit den Duftbatches stünde den Anwenderindustrien neben Optik und Haptik nun eine dritte Möglichkeit zur Verfügung, die Sinne anzusprechen, nämlich die Olfaktorik, beschreibt Grafe die neuen Marktchancen der Entwicklung.

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