KunststoffXtra 3/2020 by SIGWERB GmbH

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März 2020

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

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR WERKSTOFFE – VERARBEITUNG – ANWENDUNG

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Herzblut und Stallgeruch Obwohl der Saal proppenvoll war, war der Aufmarsch der stimmberechtigten Mitglieder eher enttäuschend, ging es doch um nicht mehr und nicht weniger als um das Fortbestehen des Kunststoff-Ausbildungs- und Technologie-Zen trums KATZ. Die drei Varianten, die Daniel Sommer, Geschäftsführer des KATZ-Fördervereins, den Mitgliedern anbot, gingen von Ausbau aller Segmente über einen massiven Abbau bis zu einem Angebot, das ohne angewandte F&E weder Fisch noch Vogel war. So war es wenig erstaunlich, dass sich die Teilnehmer einstimmig (mit drei Enthaltungen) für die Variante A, das heisst für den Ausbau der Tätigkeiten, entschieden. Szenario B wäre einem Kahlschlag gleichgekommen und hätte wohl das Aus für das KATZ bedeutet. Die Teilnehmer hatten also de facto gar keine Wahl, als den Schritt nach vorn zu machen und für eine Stärkung und Neubelebung der Stützpfeiler des KATZ zu stimmen, die da sind Aus- und Weiterbildung, Dienstleistung und Technologie und aF&E. Es ist nun mal so, dass die Unternehmen auf gut ausgebildetes Personal angewiesen sind, und diese Aufgabe liegt in der Hoheit des KATZ und ist auch dessen Stärke (mehr dazu erfahren Sie in unserem Fokusthema). Dass es nun ein Betriebswirt richten soll – als Geschäftsführer wird eine Person mit technischem Hochschulabschluss mit Weiterbildung in Betriebswirtschaft oder ein Betriebswirt mit Weiterbildung im Kunststoffbereich gesucht – ist vor dem Hintergrund der finanziellen Schieflage des KATZ verständlich. Es ist sicher zu begrüssen, wenn haushälterisch mit den Mitteln umgegangen wird. Zu hoffen ist aber, dass sich der neue Geschäftsführer/die neue Geschäftsführerin nicht nur auf Zahlen konzentriert, sondern auch Ideen einbringt, attraktive Themen aufnimmt und in Seminaren anbietet und ausgiebig Kontakte pflegt zu Hochschulen und Indus triepartnern. Kurz: Der Mann oder die Frau muss Herzblut und – wie es Prof. Dr. Wolfgang Kaiser, Mitbegründer und erster Geschäftsführer des KATZ, zu sagen pflegt – «Stallgeruch» mitbringen.

Marianne Flury, Redaktorin m.flury@sigwerb.com

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Masterbatch für Biopolymere Medizinaltechnik

EDITORIAL

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KUNSTSTOFF XTRA

INHALTSVERZEICHNIS

FOKUS Das KATZ erhält Rückendeckung

Das Kunststoff-Ausbildungs- und Technologie-Zentrum ist vom Vorzeige-Kompetenzzentrum zum Sorgenfall geworden. Seit 2016 schreibt das KATZ rote Zahlen. Nun hat der Vorstand die Reissleine gezogen. An der aMV des Fördervereins KATZ legte der Präsident Daniel Sommer drei Strategievarianten zur Abstimmung vor.

VERARBEITUNG Hält die Form, auch wenn es heiss wird?

Hochwärmebeständiges PVC rückt immer dann in den Fokus der Konstrukteure und Produktentwickler, wenn im Anlagenbau oder in der Gebäudetechnik besondere Temperaturprobleme zu lösen sind. Insbesondere für Anwendungen, bei denen aus technischen oder klimatischen Gründen kurzzeitig bis zu 92° C erreicht werden, erweist sich das thermoplastische Polymer meist als kostengünstiger Garant für eine dauerhafte Formbeständigkeit.

IMPRESSUM

KUNSTSTOFF XTRA

Die Fachzeitschrift für Werkstoffe – Verarbeitung – Anwendung Erscheinungsweise 10 × jährlich Jahrgang 10. Jahrgang (2020) Druckauflage 5200 Exemplare WEMF / SW-Beglaubigung 2019 4610 Exemplare total verbreitete Auflage 1372 Exemplare davon verkauft ISSN-Nummer 1664-3933 Internet www.kunststoffxtra.com Geschäftsleiter Andreas A. Keller

WERKSTOFFE Die Farbe verrät die Persönlichkeit

Durch ein gemeinsam mit Clariant ColorWorks durchgeführtes Projekt zur Grundlagenforschung und Farbenfindung hat sich die Francesco Franceschetti Elastomeri (FFE), ein Hersteller thermoplastischer Elastomercompounds (TPE), in einem ihrer Hauptmärkte – Skischuhe – einen unschätzbaren Wettbewerbsvorteil verschafft.

BIOKUNSTSTOFFE Nachhaltige Hochleistung für den Leichtbau

Gegenwärtig basieren 95 Prozent der Carbonfasern auf dem Weltmarkt aus erdölbasiertem Polyacrylnitril (PAN) als Präkursor. Am IAP werden Präkursoren aus nachwachsenden Rohstoffen entwickelt. Ein neuartiger Ofen, der Temperaturen von bis zu 2900 °C erzeugt, ermöglicht es nun, biobasierte Carbonfasern herzustellen, deren Eigenschaften teilweise die von herkömmlichen PAN-basierten Carbonfasern erreichen.

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

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Anzeigenverkaufsleitung Thomas Füglistaler

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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 2020 by SIGWERB GmbH, CH-6302 Zug

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INHALTSVERZEICHNIS

MESSEN/PRÜFEN/QS Lösungen aus einer Hand

CLUSTER

CIRCULAR ECONOMY China treibt Kreislaufwirtschaft massiv voran

Die Firma units wird seit Jahren als Full-Service-Partnerin für Simulation, Engineering und industrielle Messtechnik höchsten Ansprüchen gerecht. Mit der Anschaffung zweier topmoderner Computertomografen (CT) geht die Dienstleisterin einen weiteren Schritt in die Zukunft.

20 21

Im Umgang mit seinen Abfällen will China weg von der Deponierung, hin zu einer modernen Kreislaufwirtschaft. Das Land startet von einem vergleichsweise niedrigen Niveau. Chinas Recyclingrate liegt mit geschätzten 20 bis 30 Prozent drei bis viermal niedriger als die Deutschlands.

PUBLIREPORTAGE KÜNSTLICHE INTELLIGENZ Mit KI Werkzeugmaschinen warten

Am KIT haben Forscher ein System zur vollautomatischen Überwachung von Kugelgewindetrieben in Werkzeugmaschinen entwickelt. Auf Basis der von einer integrierten Kamera erzeugten Bilddaten überwacht eine Künstliche Intelligenz (KI) kontinuierlich den Verschleiss und reduziert so den Maschinenstillstand.

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VERBAND

März 2020

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DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR WERKSTOFFE – VERARBEITUNG – ANWENDUNG

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19.02.20 13:40

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Fokus

Ausserordentliche Mitgliederversammlung des KATZ

Das KATZ erhält Rückendeckung Das Kunststoff-Ausbildungs- und Technologie-Zentrum ist vom Vorzeige-Kompetenzzentrum zum Sorgenfall geworden. Seit 2016 schreibt das KATZ rote Zahlen. Nun hat der Vorstand die Reissleine gezogen. An der aMV des Fördervereins KATZ legte der Präsident Daniel Sommer drei Strategievarianten zur Abstimmung vor.

Über 80 Personen – knapp 37 davon stimmberechtigt – trafen sich am 3. Fe bruar in Aarau zur ausserordentlichen Mit gliederversammlung des Fördervereins KATZ und wollten wissen, wie es mit dem finanziell angeschlagenen Kompetenzzen trum weitergeht. Die Fakten, die Daniel Sommer auf den Tisch legte, sind ernüchternd. Nachdem in den Jahren 2010 bis 2015 regelmässig Ge winn ausgewiesen wurde, wechselten die Vorzeichen ab 2016 ins Minus. Das Ge schäftsjahr 2019 schloss mit einem Verlust von CHF 157 649. Es sind verschiedene Gründe, die zum Rückgang führten: So sei 2016 ein grosses Projekt im Bereich Technologie zurückge zogen worden und habe zu einem Minder ertrag von CHF 190 000 geführt, informier te Sommer. Ein schmerzlicher Einschnitt für das KATZ war auch, dass per 1.1.2018 der jährliche Beitrag der FHNW nicht mehr als fixe Zuwendung, sondern nach Auf wand gegen Verrechnung geleistet wurde. Erfreulich konstant bis leicht höher hielten sich im Gegenzug die Erträge aus der Schulung, die inzwischen 45 Prozent zum Ertrag beisteuern. Seit 2016 habe man sich wohl überlegt, wie und wo gespart werden könne, den Bereich Personal habe man aber nicht an tasten wollen, so Sommer. Entsprechend blieb der Personalbestand über die letzten 10 Jahre in etwa unverändert.

Was ist falsch gelaufen? Aufgeschreckt durch den drastischen Schwund der liquiden Mittel – diese hal bierten sich von etwas über CHF 400 000 im Jahre 2016 auf gut CHF 200 000 in 2019 – bestellte der Vorstand einen Aus 4

Bild: Marianne Flur y

Marianne Flury

Die Mitglieder stärken dem KATZ den Rücken und stimmen klar für die Strategievariante A, die den Fortbestand auf gesunder finanzieller Basis sichern soll.

schuss (bestehend aus Daniel Sommer, Rainer Grether, Kurt Röschli und Rainer Schnaidt), der das KATZ wieder auf Kurs bringen soll. «Ein sicherer, selbstständiger Fortbestand des KATZ mit diesen liquiden Mitteln ist nicht mehr gewährleistet», be tont Sommer. Fehler ortet der Präsident in den jeweils zu positiv dargestellten Bud gets, in der mangelnden Anlehnung an die FHNW und dem Inkasso, das zu wenig konsequent umgesetzt wurde. Um dieses «Manko» zu beheben ist die Ausschreibung für einen neuen Geschäfts führer explizit an eine Person mit Techni schem Hochschulabschluss und Weiterbil dung in Betriebswirtschaft oder an einen Betriebswirt mit Weiterbildung im Kunst stoffbereich adressiert. Während bisher der Geschäftsführer von der FHNW ange stellt war und ihm 80 Prozent für die Auf gaben am KATZ zustanden, wird künftig der Geschäftsführer im Dienste des KATZ stehen. «Die FHNW übernimmt einen Teil

der Lohnkosten, obwohl sie dazu nicht ver pflichtet wäre», erklärt Sommer den Para digmenwechsel. Im Moment läuft das Auswahlverfahren und der Präsident ist zuversichtlich, dass der Vorstand noch im 1. Quartal den neuen Geschäftsführer vor stellen kann. Auf die Frage eines Mitglieds, weshalb der Vorstand denn nicht früher auf die finanzi elle Schieflage reagiert habe, gab Sommer unumwunden zu: «Wir haben zu lange zu geschaut.»

Strategie 2020 bis 2022 Bevor der Präsident den Anwesenden drei mögliche Szenarien, wie es mit dem KATZ weitergehen könnte, vorstellte, machte er nochmals auf dessen Stärken aufmerk sam, die sich nicht zuletzt auch aus den Überschneidungen der drei Standbeine ergeben (siehe Grafik). Die Aus- und Wei terbildung von technischem Personal 3/2020

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Fokus

der Variante A, aF&E würde auf dem status quo bleiben. «Der Vorstand empfiehlt die Variante A – wir sehen hier die meisten Chancen», hält Sommer fest. «Damit sollten wir das Ge schäftsjahr 2021 mit einem leichten Plus abschliessen.»

Wichtige Trends in der Polymerwelt nachvollziehen und implementieren

Praxisnahes Know-how

Grafik: K ATZ

Kompetenzen bauen und Identitäten via Vielfältigkeit schaffen

schaffe ein stabiles Einkommen, so Som mer. Das Geschäftsfeld Beratung und Technologie verhelfe zu kurzfristigen Pro jekten und gewährleiste auch, praxisnahes Know-how zu entwickeln. Die Forschung und Entwicklung schliesslich (aF&E) bringe langfristige Projekte ein (18 bis 24 Mona te) und helfe dem KATZ relevant zu blei

Weshalb braucht es das KATZ? Mitglieder äussern sich dazu: «Wir hätten die Kapazitäten nicht, um Schulungen, wie sie das KATZ macht, bei uns durchzuführen.» «Die Aus- und Weiterbildung im Ver bund mit Technologie ist unabdingbar. Ohne Technologie geht die Kompe tenz verloren.» «Wir brauchen Fachleute – das KATZ ist nötig.» «Der Trend geht in Richtung mehr üK (überbetriebliche Kurse), weil die neue Bildungsverordnung nach Schwerpunkten ausbilden wird – das kommt dem KATZ zugute.» «Wir nutzen das Angebot vom KATZ sehr gerne und schicken auch regel mässig Leute dorthin.» «Damit das KATZ seinen Auftrag erfül len kann, braucht es den Bereich Technologie.» «Ein KATZ, reduziert auf die Aus- und Weiterbildung, ist nichts.»

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ben, zu Innovation beizutragen und dies in die Bildung zu implementieren.

Drei Varianten stehen zur Diskussion Die drei Varianten, die Sommer schliess lich als mögliche Strategien für die nächs ten drei Jahre für das KATZ präsentierte, beinhalten in Kürze folgende Eckpfeiler: Variante A (siehe Kasten): Das Kursange bot wird gehalten und aktualisiert, die La bordienstleistungen ausgebaut und F&E gepuscht. Variante B: Das Kursangebot wird gehalten und aktualisiert, aber das Personal wird auf ein Minimum gestutzt und die Räumlich keiten werden aufgegeben. Technologie/ Beratung und aF&E werden abgebaut. Variante C: Aus- und Weiterbildung sowie Technologie und Beratung entsprechen

Kapitalerhöhung zur Sicherung der Liquidität Um den Fortbestand des KATZ finanziell zu sichern, beantragte der Vorstand eine Kapitalerhöhung in Form eines einfachen Darlehens zur Verstärkung der Liquidität. Beantragt wurde ein zusätzlicher, einmali ger Jahresbeitrag, gedeckelt bei CHF 1800 pro Mitglied. Bei der Abstimmung schliesslich wurde die Variante A deutlich angenommen, für B stimmte niemand, die Variante C erhielt eine Stimme. Auch die Kapitalerhöhung kam glatt durch und so konnte Sommer erleichtert festhalten: «Das klare Resultat zeigt, dass wir auf dem richtigen Weg sind, dass wir aber auch vor einer grossen Her ausforderung stehen und Aufgaben zu er ledigen haben.»

Präsident gesucht Die Mitgliederversammlung 2020 findet am 12. Mai statt. Dann soll auch der neue Geschäftsführer vorgestellt werden. Zu dem muss der Förderverein einen neuen Präsidenten suchen respektive wählen, denn Sommer wird sich nicht mehr zur Verfügung stellen. Er begründet dies da mit, dass seine ordentliche Amtszeit ablau fe und sein Arbeitgeber aus dem Förder verein ausgetreten sei. Eine Weiterführung auf privater Basis könne mit der berufli chen Belastung nicht vereinbart werden.

Strategie Variante A 

Aus- und Weiterbildung   

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Beratung & Technologie   

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Kursangebot halten Neue Kursformen anbieten Kosten weiter optimieren Labordienstleistungen ausbauen Beratungen spezifizieren Stärke vom Maschinenpark anbieten

Forschung & Entwicklung  

Im Markt bekannt machen Konstante Partner suchen

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Verarbeitung

Einbaufertige Profile aus wärmefestem PVC

Hält die Form, auch wenn es heiss wird? Hochwärmebeständiges Polyvinylchlorid (High-Temp-PVC) rückt immer dann in den Fokus der Konstrukteure und Produktentwickler, wenn im Anlagenbau oder in der Gebäudetechnik besondere Temperaturprobleme zu lösen sind. Insbesondere für Anwendungen, bei denen aus technischen oder klimatischen Gründen kurzzeitig bis zu 92 ° C erreicht werden, erweist sich das thermoplastische Polymer meist als kostengünstiger Garant für eine dauerhafte Formbeständigkeit.

Der Kunststoffverarbeiter SLS realisiert Profile und Profilsysteme für den Fensterund Türenbau sowie für den Einsatz in Elektrotechnik, Fahrzeugbau, Verpackungstechnik und Medizintechnik. Dazu nutzt das Unternehmen eine grosse Auswahl verschiedener technischer Kunststoffe. Zählt eine erhöhte Wärmeformbeständigkeit zu den zentralen Anforderungen an ein Bauteil, so fällt die Wahl häufig auf hochtemperaturfestes PVC. Denn dieser thermoplastische Kunststoff erweist sich für Anwendungen, bei denen kurzzeitig bis zu 92 °C erreicht werden, als überaus kostengünstige Alternative. Inzwischen millionenfach unter Beweis gestellt hat das High-Temp PVC seine dauerhafte Wärmeformbeständigkeit im Fensterbau, wo es häufig den Vorzug erhält vor den üblicherweise verwendeten Standardwerkstoffen.

Kunststoffprofile als thermische Trennung Sowohl als Solowerkstoff als auch im konstruktiven Verbund mit anderen Kunststoffen wird das High-Temp PVC oft für Bauteile verwendet, die in der Anwendung starker Wärmeabstrahlung oder Hitzestaus ausgesetzt sind. SLS fertigt daraus beispielweise Verstärkungsrippen für Verbundbauteile, die der thermischen Trennung von Aluminiumprofilen in Tür- und Fensterkonstruktionen dienen. Ein weiteres High-Temp PVC-Produkt des Unternehmens sind extrudierte Führungsschienen, die in Garagentor- und Rollladensystemen ¹ Manfred Stiller, freier Fachjournalist, Darmstadt

Bilder: SLS

Manfred Stiller ¹

Transluzenter Wetterschutz: Gehäusesystem für Lichtleisten aus High-Temp-PVC.

anliegende Blechteile gegen Abstrahlungswärme abschotten. Besonders hohe Sicherheitsanforderungen stellt auch die Herstellung von Montageprofilen für gläserne Aufzugsschächte; hier geht es ebenfalls um die Beständigkeit bei Hitzestau.

Effektvolles Schutzgehäuse Neben den Anwendungen in Fensterbau und Gebäudetechnik realisierte SLS jüngst auch eine optisch besonders reizvolle Designerlösung für die Beleuchtungstechnik

Verstärkungsrippen aus High-Temp-PVC ex trudiert: für Verbundbauteile zur thermischen Trennung von Aluminiumprofilen in Tür- und Fensterkonstruktionen.

aus High-Temp PVC. Im Mittelpunkt stand dabei die Herstellung eines schlanken und langen Gehäuses für die sichere Verlegung farbiger Lichtleisten zur Ambientebeleuchtung im Aussenbereich. SLS realisierte die dafür nötigen Profile aus einem transluzenten High-Temp PVC. So entstand ein Gehäusesystem, das den eingeführten Lichtleisten einerseits den nötigen Schutz vor Sonnenbestrahlung und Wettereinflüssen bietet, andererseits aber ihren reizvollen Beleuchtungseffekt zur Geltung kommen lässt. Ähnliche Lösungen sind auch denkbar für Anwendungen in der Elektrotechnik und in der Automatisierungstechnik. Kontakt SLS Kunststoffverarbeitungs GmbH & Co. Industriestrasse 11 D-66994 Dahn +49 6391 92 43-0 info@sls-kunststoffprofile.de www.sls-kunststoffprofile.de n 3/2020

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Werkstoffe

Trendfarbenanalyse bei Skischuhen

Die Farbe verrät die Persönlichkeit

«Ich sah eine Gelegenheit zu beweisen, dass wir nicht nur ein einfacher Rohmaterialanbieter sind, sondern eine Vision des Endprodukts haben, des Skischuhs», erläutert Francesco Franceschetti, Gründer der östlich von Mailand ansässigen FFE. «Clariant als Farbspezialist und Hersteller ist in einer ähnlichen Position. Geschäftlich agieren wir zwar völlig eigenständig, doch gemeinsam können wir diesem Markt zeigen, dass wir ein sehr tiefgreifendes Verständnis seiner Anforderungen und eine konkrete Vorstellung seiner Zukunft haben. Das ist in diesem Bereich etwas völlig Neues.»

Skischuhmarkt unter der Lupe Anfang Juni 2019 bündelten Clariant und FFE ihre Ressourcen, um eine gründliche Studie des italienischen Skischuhmarkts und der von den Schuhherstellern in ihren Produkten verwendeten Farben durchzuführen. Das Ergebnis dieses aussergewöhnlichen Projekts ist ein umfassender Bericht und Leitfaden, einschliesslich fünf Farbvorschlägen für die Skisaison 2021/ 2022. Dafür wurden zunächst 13 Schuhhändler, Ski- und Sportkettenläden besucht, um grundlegende Fakten zusammenzutragen. Auf diese Weise entwickelten Clariant und FFE ein fundiertes Verständnis der Anforderungen unterschiedlicher Skisportler. Dann besuchte das Team die Websites von 11 Skischuhherstellern und sammelte insgesamt 499 Abbildungen einzelner dort in Online-Katalogen präsentierter Stiefel. Der Schwerpunkt lag dabei auf den verwendeten Farben in vier Kernbereichen: Schuhschale, Stulpe, Schnallen und Akzentflächen. Daraus entstand eine 3DFarbkarte mit fast 2000 Farbdatenpunkten. 3/2020

Bild: Clariant

Clariant und FFE auf Farbenfindungstour für die Skisaison 2021/2022.

Diese Analyse gab den Clariant Farbexperten eine solide Datenbasis und Kenntnis der Farben im aktuellen Markt. Roberto Romanin, Designer bei Clariant ColorWorks EMEA, beschreibt den nächsten Projektschritt: «Gestützt auf die demografischen Informationen aus unseren Interviews mit den Skiladenbesitzern sowie auf unsere Farbkarte schufen wir drei Moodboards zur Definition unterschiedlicher Zielpersönlichkeiten und passender Farben. Diese Stimmungsbilder dienen nun als Designleitfaden für neue Skischuhe der Skisaison 2021/2022.» Die Moodboards illustrieren mit LifestyleFotos und fünf nach bekannten Skigebieten benannten neuen Farben die Stimmung von drei Zielpersönlichkeiten. Zwei grundlegend neutrale Farbtöne – ein warmes Weiss und ein dunkles Silbergrau mit Grünmetallic-Effekt – füllen jeweils den Farbraum, in dem derzeit noch Schwarz und Weiss dominieren. Drei darauf abgestimmte Farbtöne – ein kräftiges reines Rot, ein haptisch weiches Grün und ein technisch inspiriertes, Metallic-Petrolblau – sprechen das Profil der drei Zielskisportler an. Inzwischen ist das Clariant- und FFE-Team unterwegs, um Schuhherstellern die Forschungsdaten und die fünf Farben vorzustellen. Zu diesem Zweck wurden proprie-

täre Spiralis Prototypen aus entsprechend eingefärbten Irfran Compounds spritzgegossen, wie sie das italienische Unternehmen für hochwertige Skischuhanwendungen vertreibt. Die Präsentationen werden äusserst positiv aufgenommen, berichten Romanin und Franceschetti. Selbst Desi gner und Schuhgestalter, die bereits ziemlich viel über Farben wissen, zeigen sich überrascht davon, wie Farbe nicht nur technisch erklärt, sondern auch als Philosophie und Geschichte über die Menschen dargestellt werden kann, die das Endprodukt kaufen. «Sie haben uns gesagt, dass sie so etwas noch nie gesehen haben», unterstreicht Francesco Fran ceschetti. FFE und Clariant wollen ihre SkischuhTrendfarbenanalyse künftig auf jährlicher Basis anbieten, um zu beweisen, dass die beiden Partnerfirmen nicht nur Materialien liefern, sondern auch das Skischuhgeschäft, die Anforderungen der Schuhhersteller und die Persönlichkeiten der Zielkunden verstehen. Kontakt Clariant International Ltd. Rothausstrasse 61 CH-4132 Muttenz 1 +41 61 469 67 42 www.clariant.com

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Werkstoffe

Forscher entdecken einzigartige Polymerfasern

Leicht, stark und zäh Extrem belastbar und zugfest, und dabei zäh und federleicht – Materialien mit dieser aussergewöhnlichen Kombination von Eigenschaften werden in vielen Industriebranchen sowie in der Medizin dringend benötigt und sind ebenso für die wissenschaftliche Forschung von grossem Interesse. Polymerfasern mit eben diesen Eigenschaften hat jetzt ein Forschungsteam der Universität Bayreuth entwickelt. Gemeinsam mit Partnern in Deutschland, China und der Schweiz wurden die Polymerfasern charakterisiert.

«Die von uns entdeckten Fasern können mit High-Tech-Verfahren, die in der Industrie bereits etabliert sind, leicht hergestellt werden – und zwar auf der Basis von Polymeren, die weltweit gut verfügbar sind. Eine einzelne Faser ist so dünn wie ein menschliches Haar, wiegt weniger als eine Fruchtfliege und ist dennoch sehr stark: Sie kann ein Gewicht von 30 Gramm heben, ohne zu reissen. Dies entspricht etwa dem 150 000-fachen Gewicht einer Fruchtfliege. Bei Experimenten mit der hohen Zugfestigkeit dieser Fasern wird ihre ausserordentliche Zähigkeit sichtbar. Dies bedeutet, dass jede einzelne Faser viel Energie aufnehmen kann», erklärt Prof. Dr. Andreas Greiner, Inhaber des Lehrstuhls für Makromolekulare Chemie II an der Universität Bayreuth, der die Forschungsarbeiten geleitet hat. Ebenfalls beteiligt waren Forscher am Forschungszentrum Jülich, an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, am Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS, an der RWTH Aachen, der Jiangxi Normal University, Nanchang, und der ETH Zürich.

Der Weg ist geebnet für eine neue Materialklasse Aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften eignen sich die Polymerfasern hervorragend für technische Bauteile, die hohen Belastungen ausgesetzt sind. Sie ermöglichen innovative Anwendungen auf den verschiedensten Gebieten, beispielsweise ¹ Christian Wissler, Pressestelle, Universität Bayreuth

Bilder: Universität Bayreuth / Jürgen Rennecke

Christian Wissler ¹

Elektrospinnen einer multifibrillaren Polyacrylnitrilfaser

in der Textilindustrie oder der Medizintechnik, im Automobilbau oder in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Zudem sind die Polymerfasern gut recycelbar. «Wir sind sicher, dass wir mit unseren Forschungsergebnissen das Tor zu einer neuen zukunftsweisenden Materialklasse weit aufgestossen haben. Praktische Anwendungen seitens der Industrie sind schon in naher Zukunft zu erwarten. In den Polymerwissenschaften werden unsere Fasern wertvolle Dienste bei der weiteren Erforschung und Entwicklung hochleistungsfähiger Funk t ions materialien leisten können», sagt Greiner. Die chemische Basis dieser vielversprechenden Fasern ist Polyacrylnitril. Eine einzige Faser, die einen Durchmesser von

rund 40 000 Nanometern hat, besteht wiederum aus bis zu 4000 ultradünnen Fibrillen. Diese Fibrillen werden durch geringe Mengen eines Zusatzstoffes verknüpft. Dreidimensionale Röntgenbilder zeigen, dass die Fibrillen innerhalb der Faser fast ausnahmslos in der gleichen Längsrichtung angeordnet sind. «Wir haben diese Polymerfasern in einem Labor für Elektrospinnen an der Universität Bayreuth präpariert und umfassend auf ihre Eigenschaften und Verhaltensweisen hin getestet. Die einzigartige Festigkeit in Kombination mit hoher Zähigkeit hat uns dabei immer wieder fasziniert», berichtet die Bayreuther Polymerwissenschaftlerin Prof. Dr. Seema Agarwal. 3/2020

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Werkstoffe

Kunststoffproduktion Der Spezialist aus Industriebauten einem Guss für

Vorbereitung zum Elektrospinnen

Erstautor der in «Science» veröffentlichten Studie ist der Bayreuther Chemie-Doktorand Xiaojian Liao. «Es freut mich sehr, dass ich im Rahmen meiner Doktorarbeit zu diesem materialwissenschaftlichen Forschungserfolg beitragen konnte. Die intensiven interdisziplinären Kontakte zwischen Chemie, Physik und Mate rialwissenschaften auf dem Bayreuther Campus haben mir in den letzten Jahren wichtige Anregungen gegeben», sagt Liao. Originalpublikation: Xiaojian Liao, Martin Dulle, Juliana Martins de Souza e Silva, Ralf B. Wehr spohn, Seema Agarwal, Stephan Förster, Haoqing Hou, Paul Smith, An dreas Greiner: High strength in combination with high toughness in robust and sustainable polymeric materials. Science (2019), DOI: http://dx.doi. org/10.1126/science.aay9033 Science hat diesem Forschungserfolg in derselben Ausgabe einen 366/6471/1314

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Eine effiziente Kunststoffproduktion bedingt, dass die Fertigungsprozesse, die Haustechnik und die Architektur von Anfang an aufeinander abgestimmt werden. Das Gebäude muss entsprechend konzipiert sein. Darauf sind unsere erfahrenen Architekten und Ingenieure spezialisiert. Sie achten darauf, dass die Material- und die Personenflüsse kreuzungsfrei verlaufen, der Lagerbereich direkt an die Produktion angebunden ist und das Gebäude später flexibel erweitert werden kann. Die Beachtung solcher Kriterien entscheidet letztlich über Ihre Wettbewerbsfähigkeit in der hart umkämpften Kunststoffbranche.

eigenen Beitrag gewidmet: https://science.sciencemag.org/content/

Kontakt Universität Bayreuth Prof. Dr. Andreas Greiner Lehrstuhl Makromolekulare Chemie II und Bayerisches Polymerinstitut (BPI) Universitätsstrasse 30 D-95440 Bayreuth +49 921 55-3399 andreas.greiner@uni-bayreuth.de www.uni-bayreuth.de

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Werkstoffe

Die richtige Eigenschaft für jede Applikation

TPE auf dem Vormarsch Thermoplastische Elastomere (TPE) sind auf dem Vormarsch, insbesondere in Märkten und für Applikationen, die die Einhaltung einer Vielzahl von Regularien und Vorschriften erfordern, aber auch, wenn es darum geht, effiziente und wirtschaftliche Lösungen zu realisieren.

Simulanzien zu Prüfzwecken Getestet wird dies übrigens mit Simulan zien (z.B. Ethanol, Olivenöl, Essigsäure). Welche, das legt die PIM-Verordnung fest, je nachdem wie und wofür der Gegenstand, aus dem etwas migrieren könnte, eingesetzt wird bzw. mit welchen Lebensmitteln er voraussichtlich in Kontakt gerät. So werden etwa die Simulanzien Ethanol 10 Vol-%, Ethanol 20 Vol-% und Essigsäure 3 Gew.-% den Lebensmitteln mit hy drophilen Eigenschaften zugeordnet (z.B. Milch, frischer oder haltbar gemachter Fisch, Schalentiere, Fleisch und Fleischerzeugnisse etc.). Die Simulanzien Ethanol 50 Vol-% und pflanzliches Öl werden Le10

Bild: Adobe Stock

Nicht nur aufgrund ihres Eigenschaftsprofils, auch durch stetige Optimierung von Mechanik, Haptik, Migrations- oder auch Gebrauchseigenschaften setzen sich TPE zunehmend als Substitutionswerkstoff zu Gummi, Silikon oder PVC durch – wie die folgenden Beispiele zeigen: Migrationsarmut ist eine ganz wichtige Eigenschaft für alle Materialien und Gegenstände, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, denn diese «dürfen weder zur Gesundheitsgefährdung, noch zur unvertretbaren Veränderung der Zusammensetzung der Lebensmittel oder zur Beeinträchtigung der organoleptischen Eigenschaften führen». Im Gegensatz zu PVC-basierten Werkstoffen, die Phthalate oder andere Weichmacher enthalten, die durch Fett oder Flüssigkeiten herausgelöst werden können, bietet Actega DS innovative, für den Lebensmittelkontakt zertifizierte TPE-Werkstoffe ohne PVC und Phthalate oder sonstige, als bedenklich oder nicht genug geprüft eingestufte Weichmacher an, aus denen nichts mi griert. An die Materialien in der Medizintechnik werden hächste Anforderungen gestellt. Dank stetiger Optimierung der Eigenschaftsprofile ist TPE prädestiniert für die diversesten Applikationen.

bensmitteln mit lipophilen Eigenschaften zugeordnet (alkoholische Getränke mit einem Alkoholgehalt über 20 Vol-%, in alkoholische Medien eingelegte Gemüse, Fette, Öle etc.). Für Mehrweggegenstände gilt dabei, dass die Migrationsprüfung dreimal an ein und derselben Probe unter jeweiliger Verwendung einer anderen Portion des Lebensmittelsimulanz durchgeführt werden muss. Diese Prüfungen gelten sowohl für Verpackungen, als auch für eine Vielzahl von Produkten, sofern genau definiert ist, mit welchem Lebensmittel das Produkt in Kontakt kommt. Bei man-

chen Gegenständen ist dies jedoch nicht eindeutig, z.B. bei Schneidbrettern, die mit einer Vielzahl von Lebensmitteln in Kontakt kommen. Dafür gibt es eine Regelung nach EU 10/2011: «Diejenigen Materialien, die dazu bestimmt sind, mit allen Arten von Lebensmitteln in Berührung zu kommen, werden mit den Lebensmittelsimulanzien A, B und D2 geprüft.»

Lösemittelverklebbarkeit Lösemittelverklebbarkeit ist insbesondere in einer Reihe von medizintechnischen 3/2020

KUNSTSTOFF XTRA

Applikationen gefragt, wie z.B. bei Schläuchen, Tropfkammern oder Trachealkanülen. Bei Trachealkanülen z.B. werden Mi kroschläuche durch das Kanülenschild hindurchgeführt, etwa bei einer Luftbeförderung zum Cuff (aufblasbare Manschette am unteren Ende eines Endotrachealtubus oder einer Trachealkanüle zur Abdichtung des Raumes zwischen Tubus und Trachealwand) oder für die optionale Sekretabsaugung. Dabei müssen die Mikroschläuche auf die Aussenkanüle verklebt werden. Bei Tropfkammern gilt es, diese mit dem Schlauch optimal zu verbinden. Dazu werden gängige Lösemittel verwendet wie Tetrahydrofuran (THF), Methylethylketon (MEK), aber auch Cyclohexanon und andere Lösemittel. Eine umfangreiche Testreihe mit diesen Lösemitteln unterstreicht die hervorragende Lösemittelverklebbarkeit der speziell entwickelten ProvamedRezepturen. Zudem zeichnen sich diese TPE durch ausgewogene Flexibilität und Steifigkeit aus. Sie sind ohne Beeinträchtigung der Materialeigenschaften und ohne Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der Klebstoffe zwischen Tropfkammer und Schlauch sterilisierbar und weisen eine perfekte Haftung, insbesondere auf Polystyrol, ABS und PVC auf.

Transparenz – oft unabdingbar Ein hohes Mass an Transparenz kann insbesondere im Medizinsektor von entscheidender Bedeutung sein. Bei Tropfkammern gilt es beispielsweise, die Tropfenfolge kontrollieren und den Flüssigkeitsspiegel schnell und einfach einstellen zu können. Auch bei medizinischen Schlauchsystemen ist Transparenz gefordert, damit flüssige Inhalte sichtbar bleiben und der optische Flow-Control ermöglicht wird. Ob Dosierschlauch für Inhalatoren, knickbeständige Schläuche von IV-Sets oder coextrudierte Beatmungsschläuche – so vielfältig die Schlaucharten, so umfangreich die Einsatzgebiete und umso detaillierter die Anforderungen. Mithin muss auch die eingesetzte Werkstoffverbindung feinfühlig entwickelt und von höchster Qualität sein. Einlumige Schläuche und Monolayer werden z.B. für den Transport von Flüssigkeiten und Medikamenten in der Infusion, in der enteralen und parenteralen Ernährung, 3/2020

Werkstoffe

in der Urologie und Endoskopie eingesetzt. Multilumen- oder Mehrkammerschläuche kommen der Akutdialyse, als zentralvenöse Katheter, in der Urologie und als Liquordrainage zum Einsatz. Einsatzgebiete für Schläuche im MultilayerUniversale Temperiergeräte bis 150 °C aufbau können z.B. Infusionsleitungen und Wasser Temperiergeräte bis 90 °C Füllschläuche für Beutelsysteme, DruckleiDruckwasser Temperiergeräte bis 160 °C tungen für die Angiographie, VerabreiÖl Temperiergeräte bis 360 °C chung von Medikamenten in der OnkoloKühlgeräte von -25 °C bis +40 °C gie und hochflexible Arbeitskanäle mit niedrigen Gleitreibungskoeffizienten in der Endoskopie sein. Und schliesslich werden Schläuche mit Armierung als Respirationstool-temp.ch TTschläuche genutzt. Grundsätzlich sind fol18 8_ ren de Wechgende Anforderungen zu erfüllen: r_1 -2 selwirkungen zwischen Schlauchmaterial TT13 98 _re und pharmazeutischen oder körpereigend er_ 1-2 nen Stoffen sind zu vermeiden. Es darf keine Interaktion mit dem Kunststoff geben, die Medikamentenabsorption ist zu verhindern und das Material muss in jeder Beziehung medienbeständig sein. Weitere wichtige Aspekte sind die Biokompatibilität des Materials nach ISO 10993, die Sterilisationsfähigkeit in den gängigen Verfahren sowie die Knickbeständigkeit. TT -13 98 Transparenz gilt aber nicht nur als eine Schlüsseleigenschaft in vielen medizintechnischen Applikationen, sie ist u.a. auch bei Beruhigungssaugern, Trinklerntassen und Trinktüllen eine wichtige Anforderung. Das ist einerseits der Kontrollmöglichkeit geschuldet, damit man leicht und bequem TT14 2_ ren mögliche Verunreinigungen oder Schmutz de r_1 -2 erkennen kann. Zum anderen ist es von T T-D W1 6 0_ vielen Eltern erwünscht, dass das transpa9k W_ ren de rente TPE eine silikonähnliche Optik err_1 -2 möglicht. Dieses Kriterium ist bei dieser Klientel offenbar ein sehr wichtiges. Dank stetiger Optimierung der Eigenschaftsprofile von TPE und individueller Anpassung sind alle diese Applikationen TT -14 2 problemlos möglich.

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Biokunststoffe

Biobasierte Carbonfasern

Nachhaltige Hochleistung für den Leichtbau Carbonfasern werden aus polymeren faserförmigen Vorläufermaterialien hergestellt, den Präkursoren. Gegenwärtig basieren 95 Prozent der Carbonfasern auf dem Weltmarkt aus erdölbasiertem Polyacrylnitril (PAN) als Präkursor. Am Potsdamer Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP werden Präkursoren aus nachwachsenden Rohstoffen entwickelt. Ein neuartiger Ofen, der Temperaturen von bis zu 2900 °C erzeugt, ermöglicht es nun, biobasierte Carbonfasern herzustellen, deren Eigenschaften teilweise die von herkömmlichen PAN-basierten Carbonfasern erreichen.

Carbonfasern, auch Kohlenstofffasern oder C-Fasern genannt, sind das festeste und steifste Material, das derzeit in grosstechnischen Anlagen erzeugt werden kann. Dies sowie ihr geringes Gewicht machen sie heute vor allem im Leichtbau zur Verstärkung von Kunststoffen unersetzlich. Hier vollbringen sie in stark beanspruchten Bauteilen – beispielsweise in Flugzeugen, Autos, Sportgeräten oder Windkraftanlagen – wahre Höchstleistungen. Windkraftanlagen werden in Zukunft zudem immer grösser werden, um dem Bedarf nach alternativen Energien gerecht zu werden. Auch im Bereich der alternativen Mobilität sind Carbonfasern als leichtes Verstärkungsmaterial in Autos unter anderem für Wasserstofftanks von grossem Interesse. Ein weiteres wichtiges perspektivisches Anwendungsfeld der Carbonfasern ist das Bauwesen. Sogenannter Carbonbeton ist leichter als Stahlbeton und korrodiert nicht. Schon heute werden bröckelnde Brücken damit nachhaltig saniert oder auch neu errichtet. Mit Blick auf globale Umweltaspekte wächst im Bereich des Leichtbaus die Nachfrage nach biobasierten und nachhaltigen Hochleistungsmaterialien stetig, auch um grüne Technologien der Zukunft zu unterstützen. Hochleistungs-Carbonfasern auf Basis nachwachsender Rohstoffe sind derzeit jedoch praktisch nicht am Markt verfügbar.

¹ Dr. Sandra Mehlhase, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Fraunhofer-IAP

Bild: Fraunhofer-IAP

Sandra Mehlhase ¹

Bei 2900 °C werden am Fraunhofer-IAP Bio-Fasern aus Cellulose graphitisiert. Sie erreichen die mechanischen Eigenschaften erdölbasierter Carbonfasern.

Wo liegen die Herausforderungen? Auf dem Weg zur Carbonfaser, die fast ausschliesslich aus Kohlenstoff besteht, ist der Umweg über einen formbaren Präkursor notwendig, denn reiner Kohlenstoff ist weder löslich noch schmelzbar. Er lässt sich daher nicht direkt in Faserform überführen. «Die Herstellung von Carbonfasern aus Präkursoren, die auf nachwachsenden Rohstoffen wie Cellulose, Lignin oder Hemicellulose basieren, war bisher zwar prinzipiell möglich, jedoch sind bei den üblichen Pyrolysetemperaturen von bis zu 1600 °C die mechanischen Eigenschaften Steifigkeit und Festigkeit sehr beschränkt. Solche biobasierten Carbonfasern stellen keine ernstzunehmende Alternative zu den erdölbasierten Pendants für Hochleistungsanwendungen dar», erklärt Dr. Jens

Erdmann, Faserspezialist am Fraunhofer IAP. Um biobasierte Carbonfasern für Hochleistungsanwendungen herzustellen, müssen also einige Nachteile überwunden werden: Erstens die schlechte Materialausbeute. Bisher werden nur etwa 10 bis 30 Gewichtsprozent des Präcursors zur Carbonfaser, je nach eingesetztem biobasiertem Rohstoff. Der Rest geht bei der thermischen Umwandlung vom Präkursor zur Carbonfaser in Form von gasförmigen Abprodukten verloren. Zweitens der geringe Anteil an geordneten Kohlenstoffstrukturen in der Carbonfaser. Und drittens die geringe Orientierung der geordneten Kohlenstoffstrukturen entlang der Faserachse. Sie bestimmt massgeblich die Eigenschaften der Faser. «Am Fraunhofer IAP haben wir uns aller drei Nachteile angenommen und forschen unter anderem mit Partnern aus der Industrie 3/2020

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erfolgreich an praktischen und ökonomischen Lösungen», so Erdmann.

Kurzzeitig extreme Temperaturen verbessern Eigenschaften «Die grösste Herausforderung liegt jedoch darin, die mechanischen Eigenschaften, insbesondere Festigkeit und Steifigkeit, der biobasierten Carbonfasern um ein Vielfaches zu steigern», so Erdmann. «Dafür haben wir einen speziellen Ultrahochtemperaturofen anfertigen lassen, in dem die biobasierten Carbonfasern zusätzlich für wenige Sekunden bei Temperaturen zwischen 2700 und 2900 °C thermisch nachbehandelt werden. In diesem Temperaturbereich lassen sich die Kohlenstoffstrukturen in der Faser durch Verstrecken so anordnen, dass sie in Richtung der Faserachse orientiert sind. Das macht die Fasern deutlich fester und steifer und sie erhalten mechanische Eigenschaften, die das Niveau erdölbasierter Carbonfasern erreichen. Wir erhalten sogenannte HighModulus-Fasern», so Erdmann. Das Arbeitsprinzip des Ultrahochtemperaturofens ist vergleichbar mit dem einer Glühlampe, bei der durch einen filigranen Kohlenstofffaden so viel Strom geleitet wird, bis dieser so heiss wird, dass er glüht. Nur ist der Ofen um ein Vielfaches grösser als eine Glühlampe. Statt des Kohlenstofffadens hat er ein massives Grafitrohr, das als Heizelement dient. Je nach angestrebter Temperatur wird ein Strom von bis zu 1500 Ampere hindurch geleitet bis es glüht. Die zu behandelnde Carbonfaser wird kontinuierlich durch das Rohr gezogen und dabei gezielt verstreckt. Unerlässlich ist hierbei eine Schutzgasatmos phäre, die sowohl den Ofen als auch die durchlaufende Faser vor thermo-oxidativer Zersetzung schützt.

Forschen für die Industrie Mit dem neuen Ofen eröffnen sich für das Fraunhofer IAP, und damit auch für dessen Kooperationspartner, viele neue Möglichkeiten, um leichte und stabile Materialien zu entwickeln. Das bisherige Forschungsangebot – Herstellung von Fasern aus der Lösung und aus der Schmelze, Modifizie-

Biokunststoffe

rung von Biopolymeren, Polymersynthese, thermische Konvertierung und Analytik sowie Material- und Strukturcharakterisierung – wird um die Herstellung und Entwicklung von biobasierten HochleistungsCarbonfasern optimal ergänzt. «In der Vergangenheit hat sich gezeigt, dass es für Unternehmen, die Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen im Bereich der Ultrahochtemperaturbehandlung von Fasern benötigen, äusserst schwierig ist, Partner zu finden, die über einen Ultrahochtemperaturofen verfügen. Am Fraun-

hofer-IAP ist das jetzt möglich. Der Ofen ist ideal, um mit wenig Fasermaterial innerhalb kurzer Zeit viele Variationen von Parametern zu testen», freut sich Jens Erdmann. Kontakt Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP Geiselbergstrasse 69 D-14476 Potsdam-Golm +49 331 568-1151 info@iap.fraunhofer.de www.iap.fraunhofer.de

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Biokunststoffe

Bio-basierte Polymere 2019

Ein turbulenter und wachsender Markt

Es waren turbulente Zeiten für bio-basierte Polymere im Jahr 2019: PLA ist trotz Expansion ausverkauft, genauso wie PHA. Bio-basiertes PP steht nun erstmals zur Verfügung, die Produktion von PBAT, PBS, bio-basiertem PE, stärkehaltigen Polymerverbindungen und Epoxidharzen wurde ausgebaut. Ein Rückgang in der Produktion ist vor allem bei bio-basiertem PET zu verzeichnen. Ausserdem fehlt die Unterstützung der Politik, die im Rahmen der «Plastic Policy» bio-basierte und biologisch abbaubare Kunststoffe zusammen mit fossilen Kunststoffen in Sippenhaft nimmt. Im Jahr 2019 betrug die gesamte Produktionsmenge der bio-basierten Polymere 3,8 Mio. Tonnen, was 1 % der Produktionsmenge der fossil-basierten Polymere entspricht. Dies ist etwa 3 % mehr als noch im Jahr 2018 – dieses jährliche Wachstum wird sich voraussichtlich bis 2024 fortsetzen. Die wichtigsten biogenen Rohstoffe, die für die Produktion von biobasierten Polymeren genutzt werden, sind Nebenprodukte (46 %). Dabei wird vor allem Glycerin genutzt, ein Nebenprodukt der Biodieselproduktion, das für die Herstellung von Epoxidharzen verwendet wird.

Die Produktion ist professioneller geworden Die Produktion von bio-basierten Polymeren hat sich in den letzten Jahren deutlich professionalisiert und differenziert. Eine grosse Anzahl verschiedener Hersteller und Anbieter haben sich auf dem Markt etabliert, um bio-basierte Alternativen für praktisch jede Anwendung zu schaffen. Die ohnehin schon grosse Anzahl von Akteuren im Bereich der bio-basierten Polymere, viele davon aus Asien, macht es schwierig, jede einzelne der Produktionskapazitäten und ihre tatsächliche Produk14

Grafiken: nova-Institut

Der neue Markt- und Trendbericht «Bio-based Building Blocks and Polymers – Global Capacities, Production and Trends 2019-2024» des deutschen nova-Instituts zeigt Kapazitäten und Produktionsdaten für alle bio-basierten Polymere im Jahr 2019 und gibt eine Prognose für 2024.

Bild 1: Kunststoffproduktion von 1950 bis 2018

tion zu überprüfen. Detaillierte Recherchen, einschliesslich Interviews mit internationalen Experten und Akteuren im Bereich der bio-basierten Polymere, ermöglichen nun eine verifizierte und realistische Sicht auf den Markt. Die Ergebnisse zeigen einen noch kleineren Markt für bio-basierte Polymere (1 %) als bisher angenommen. Die Kapazitäten und die Produktionsmengen von bio-basierten Polymeren werden mit einer erwarteten jährlichen Wachstumsrate von ca. 3 % bis 2024 weiter steigen, was nahezu der prognostizierten Wachstumsrate von Polymeren und Kunststoffen auf fossiler Basis entspricht (Bild 1). Der Anstieg der Produktionskapazität von 2018 bis 2019 basiert im Wesentlichen auf dem Ausbau der Polybutylenadipat-terephthalat-Produktion (PBAT) in Europa, der weltweiten Epoxidharzproduktion und der europäischen Produktion von stärkehaltigen Kunststoffen. Ausserdem wurden 2019 erhöhte und neue Kapazitäten von Polybutylensuccinat und Copolymeren (PBS(X)), bio-basiertem Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) – erstmals kommerziell verfügbar – gemeldet. Insbesondere Epoxid-

harze und PP werden bis 2024 weiter deutlich wachsen. Zudem werden Polyhy droxyalkanoate (PHA) voraussichtlich bis 2024 ihre Kapazitäten ausbauen können. Im Jahr 2019 haben detaillierte Untersuchungen des Marktes für bio-basierte Strukturpolymere signifikante Veränderungen und eine frühere Fehlinterpretation der verfügbaren, aber nicht transparenten Marktzahlen ergeben. Daher ist das tatsächliche weltweite Produktionsvolumen für bio-basierte Polymere im Jahr 2018 deutlich geringer als im vorangegangenen Bericht publiziert. In Anbetracht der zukünftigen stetigen Zunahme von bio-basierten Polymeren ist der Bedarf an Biomasse ein wichtiger Faktor, der berücksichtigt werden muss. Dies gilt insbesondere für die immer wiederkehrende Diskussion über die Nutzung von sog. «food crops» für die bio-basierte Polymerproduktion. Bild 2 zeigt die prozentuale Verteilung der 5 Millionen Tonnen Biomasse, die für die weltweite Produktion von 3,6 Millionen Tonnen biobasierter Polymere benötigt werden. Der wichtigste Biomasse-Rohstoff für die bio-basierte Polymerproduktion sind bioge3/2020

KUNSTSTOFF XTRA

ne Nebenprodukte (46 %), insbesondere Glycerin als Nebenprodukt der Biodieselerzeugung, das über Epichlorhydrin als Zwischenprodukt hauptsächlich für die Epoxidharzproduktion verwendet wird. Die verwendete Biomasse besteht zu 37 % aus Stärke und Zucker, zu 8 % aus Cellulose (hauptsächlich für Celluloseacetat) und zu 9 % aus Pflanzenölen, sowohl Speiseöle wie auch nicht verzehrbare Industrieöle, wie z. B. Rizinusöl. Von den 3,6 Millionen Tonnen produzierter bio-basierter Polymere (vollständig und teilweise bio-basiert, ohne biologisch abbaubare PBAT und PBS auf fossiler Basis) sind nur 1,6 Millionen Tonnen tatsächliche bio-basierte Komponenten der Polymere (43 %). In Anbetracht dieser Tatsache wird dreimal mehr Rohmaterial benötigt als in den Polymeren endet. Diese Menge von über 3,4 Millionen Tonnen (68 %) an Rohstoffen, die nicht in das Produkt gelangen, ist auf die hohe Anzahl an Konversionsschritten und die damit verbundenen Rohstoff- und Zwischenproduktverlusten zurückzuführen. Insgesamt bleibt das Marktumfeld mit niedrigen Rohölpreisen und wenig politischer Unterstützung weiterhin eine He rausforderung.

Biokunststoffe

– Die beiden grossen Stärken der biobasierten Polymere sind bisher politisch nicht honoriert worden. Der erste Vorteil besteht darin, dass bio-basierte Polymere im Produktionsprozess fossilen Kohlenstoff durch erneuerbaren Kohlenstoff aus Biomasse ersetzen. Dies ist für eine nachhaltige, klimafreundliche Kunststoffindustrie unabdingbar. – Den zweiten Vorteil bieten mehr als die Hälfte der bio-basierten Polymere: Sie sind biologisch abbaubar (abhängig von den Umweltbedingungen) und können daher eine Alternative für Kunststoffe sein, die nicht gesammelt werden und in die Umwelt gelangen können. Hier könnten sie biologisch abgebaut werden, ohne Mikrokunststoffe zu hinterlassen. Nur wenige Länder wie Italien, Frankreich und voraussichtlich Spanien werden diesen zusätzlichen Entsorgungsweg politisch unterstützen. – Im Jahr 2019 wurde das Einweg-Kunststoffverbot («single-use plastic ban») der Europäischen Union verabschiedet. Es wird im Sommer 2020 in Kraft treten. Biologische Abbaubarkeit und ein bio-basierter Ursprung werden nicht als Gründe für eine Ausnahme von dem

Verbot anerkannt. Fast alle bio-basierten und biologisch abbaubaren Polymere werden zusammen mit fossilen Kunststoffen in Sippenhaft mit petrochemischen Kunststoffen genommen und ebenfalls verboten. – Im Rahmen der derzeit in der REAChVerordnung erarbeiteten Mikroplastikbeschränkung werden PHB voraussichtlich von einem Mikroplastikverbot ausgenommen sein. Im Sommer 2020 wird die endgültige Verordnung erwartet.

«Grüne» Marken und kritische Konsumenten Die wichtigsten Markttreiber in den Jahren 2018 und 2019 waren Marken, die ihren Kunden umweltfreundliche Lösungen anbieten wollen und kritische Verbraucher, die nach Alternativen zur Petrochemie suchen. Würden bio-basierte Polymere als Lösung akzeptiert und ähnlich wie Biotreibstoffe gefördert, könnten jährliche Wachstumsraten von 10 bis 20 % und mehr erreicht werden. Gleiches gilt, wenn der Ölpreis deutlich steigen sollte. Aufgrund der bereits vorhandenen technischen Reife der bio-basierten Polymere könnten in diesen Fällen erhebliche Marktanteile gewonnen werden. Die jährlich von European Bioplastics (www.european-bioplastics.org/market) veröffentlichten Daten stammen aus dem Marktbericht des nova-Instituts, jedoch mit einer reduzierten Auswahl an bio-basierten Polymeren.

Bild 2: Prozentuale Verteilung der 5 Millionen Tonnen Biomasse, die für die weltweite Produktion von 3,6 Millionen Tonnen bio-basierter Polymere benötigt werden.

Kontakt nova-Institut GmbH Industriestrasse 300 D-50354 Hürth +49 2233 48 14-40 contact@nova-institut.de www.nova-institut.de

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Messen/Prüfen/QS

Optimierte Qualitätskontrolle dank modernster Röntgentechnologie

units – Lösungen aus einer Hand Die Firma units wird seit Jahren als Full-Service-Partnerin für Simulation, Engineering und industrielle Messtechnik höchsten Ansprüchen gerecht. Mit der Anschaffung zweier topmoderner Computertomografen (CT) Zeiss Metrotom 1500 der 3. Generation, geht die Dienstleisterin einen weiteren Schritt in die Zukunft.

Roger Eggenberger, CEO von units, ist stets darauf bedacht, dass sich sein Unternehmen und sein Team laufend weiterentwickeln. Deshalb hat er im Oktober 2019 am Standort Lustenau (A) und zwei Monate später am Hauptsitz in Au (CH) die neuesten Computertomografen Zeiss Metrotom 1500 der 3. Generation in Betrieb genommen. «Mit diesen topmodernen Anlagen können wir die 3D-Röntgenmesstechnik noch weiter professionalisieren. Wir haben bereits einige wertvolle Erfahrungen sammeln können, insbesondere was die Auflösung und Scandauer anbelangt», sagt Eggenberger. Dabei gibt er auch unumwunden zu, dass die Unterschiede zum Vorgängermodell G1, mit dem units in den vergangenen 13 Jahren über 500 TB Daten generiert hat, gross sind und ihm und seinem Team einiges abverlangen. Eine besondere Herausforderung sei der Sprung vom Metrotom mit 2K (ca. 4 Mio. Pixel) auf den neuen mit 3KAuflösung (ca. 10 Mio. Pixel). «Denn je mehr Auflösung möglich ist, desto grösser werden auch die Datenmengen. Und dies nicht immer zur Freude unserer Kunden, denn auch die Anforderungen an die PCSysteme im Bereich Prozessor/RAM/Festplattenspeicher haben exponentiell zugenommen», erklärt der Firmeninhaber. Er sah dies dann allerdings als Ansporn, dem units-Motto treu zu bleiben und den Kunden Qualität vor Quantität zu bieten. Deshalb hat Eggenberger kurzerhand neue PC’s angeschafft, die in der Lage sind, diese riesigen Datenvolumen der hochkomplexen Messungen aufzunehmen und zu verarbeiten. «Wir möchten unseren Kunden individuelle und brauchbare Lösungen ¹ Cécile Alge, Journalistin, Oberriet

Bild: zvg

Cécile Alge ¹

An der Swiss Plastics Expo luden units-CEO Roger Eggenberger und Nadine Richoz, Vetrieb Innendienst, die Besucherinnen und Besucher zum virtuellen Autorennen ein.

liefern. Deshalb ist es für uns wichtig, dass wir eng mit ihnen zusammenarbeiten und auf diese Weise all ihre Bedürfnisse und Anforderungen im Detail kennenlernen. Dann schaffen wir eigentlich alles», so Eggenberger. «Denn Auflösung ist schliesslich nicht das Mass aller Dinge, sondern wichtiger ist die Reproduzierbarkeit der Daten und deren Wiederholgenauigkeit. Diesbezüglich ist der Zeiss Metrotom ungeschlagen.»

Kosten einsparen Ein weiterer, wichtiger Benefit für die units-Kunden ist, dass sie durch das effiziente CT-Verfahren in der Regel ihre Messkosten senken können. Bekanntlich stehen viele Unternehmen heute unter grossem Kosten- und Zeitdruck. Gerade die Herstellung von Werkzeugen und Formen ist sehr kostenintensiv, da meistens mehrere Iterationen erforderlich sind, bis die Werkzeuge optimal hergestellt und die Prozesse per-

fekt ausgearbeitet sind. «Durch die Erfassung aller Strukturen in einem 3D-Modell mit Röntgenmesstechnik und der Enginee-

units – eine Erfolgsgeschichte Die Firma units hat in ihrer 19-jährigen Firmengeschichte eine beachtliche Entwicklung vollzogen. Was einst mit drei findigen Köpfen begonnen hat, ist heute ein hochmodernes Dienstleistungsunternehmen, das 31 Mitarbeitende beschäftigt und an drei Standorten präsent ist: in Au im St. Galler Rheintal, im solothurnischen Zuchwil sowie im vorarlbergischen Lustenau (A). units ist die Full-Service-Partnerin für Simulation mit der Kompetenz Moldflow (Füllsimulation), Engineering mit Schwerpunkt digitalisieren und industrielle Messtechnik (Computertomografie und taktiles Messen).

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Messen/Prüfen/QS

Roger Eggenberger ist ein CEO mit so viel Herzblut, dass er sich oft schwertut, Feierabend zu machen. Doch wer ihn kennt, weiss, dass er dabei nicht nur an den eigenen Erfolg denkt, sondern dass ihm seine Kunden, deren Vertrauen und Zufriedenheit am Herzen liegen. Immer wieder betont er in Gesprächen, dass er deren Puls spüren wolle und wie wichtig es ihm sei,

Kontakt units IM-Technology AG Rosenbergs-Au-Strasse 1 CH-9434 Au +41 71 242 42 00 info@units.ch www.units.ch

Bild: Fredy Holenstein

Puls der Kunden spüren

dass sie während der ganzen Messprozesse vom units-Fachpersonal optimal begleitet und betreut werden. Gerade auch, weil die Anforderungen immer komplexer werden – angefangen vom Lesen technischer Zeichnungen übers Interpretieren und Optimieren der Datenmengen bis hin zum fertig ausgemessenen Bauteil. «Durch unsere langjährige Erfahrung wissen wir, wie wichtig es ist, dass sich unsere Kunden verstanden fühlen und optimale Lösungen aus einer Hand erhalten. Das ist Qualität, die uns und unsere Kunden zufrieden macht und von der letztlich beide profitieren», schliesst Eggenberger.

3D-Messtechniker Ermin Caluc und units-CEO Roger Eggenberger (rechts).

ring-Kompetenz, kann dieser Prozess optimiert und erheblich verkürzt werden. Für den Kunden reduzieren sich auf diese Weise die Werkzeugkosten und deren Durchlaufzeit», erklärt der units-Inhaber. Auch bei der Herstellung von Alugussteilen sei eine sorgfältige Prüfung direkt nach dem Giessprozess von Vorteil und könne unnötige Kosten vermeiden. Eine optimierte Qualitätskontrolle mit der Röntgentechnik lohne sich also alleweil.

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Messen/Prüfen/QS

Kunststoffe verstehen

Polymeranalytik vom Feinsten Zur Ergänzung der bisherigen Schwerpunkte Bauteilauslegung, Werkzeugtechnik und Produktionstechnik wurde am IWK der Bereich um die Werkstoff- und Bauteilprüfung um einige polymeranalytische Methoden erweitert. Ziel ist es, den Kooperationspartnern die Möglichkeit zu wesentlich umfangreicheren Prüfmöglichkeiten zu geben, die ihnen erlauben, auf einfache bis komplexe Fragestellungen rund um Werkstoff, Bauteil und Verarbeitung eine Antwort zu erhalten.

Instrumentelle polymeranalytische Methoden öffnen den Weg, um Zusammenhänge zwischen physikalisch-mechanischem Verhalten und chemischer Zusammensetzung besser zu verstehen. Dies ist zum Beispiel bei Schadensanalysen relevant, wo insbesondere Ursachen für Schäden ermittelt werden sollten. Auch lassen sich Aussagen zum Langzeitverhalten machen, obwohl unter Umständen visuell noch gar kein Effekt erkennbar ist. In diesem Beitrag werden die verfügbaren Methoden kurz erläutert und anhand einiger Anwendungsbeispiele deren Nützlichkeit aufgezeigt.

Methoden Wie in einem forensischen Labor werden anhand hochsensitiver Methoden Materialien quasi bis auf ihre Grundbausteine hin «seziert». Die Polymeranalytik setzt Methoden zur Visualisierung (Mikroskopie, Computertomografie, Mikroanalytik) und zur chemischen Analyse (Spektrometrie, Thermoanalyse) ein. Im Folgenden sind die wichtigsten Systeme kurz erläutert: – Anhand geeigneter Präparate (Dünnschnitte, Dünnschliffe) lassen sich unter dem Transmissions-Lichtmikroskop mit Polarisations-Kontrastierung Informationen zum Gefüge ableiten, die Hinweise auf Material-, Konstruktions- oder Verarbeitungsfehler geben. Bild 1 zeigt beispielhaft eine dicke Spritzhaut mit ausgeprägter Scherzone (nicht, bzw. nur teilweise ausgebildete Sphärolithe an der Oberfläche), die auf eine zu kalte ¹ Prof. Dr. Samuel Affolter, Leiter Polymerchemie am IWK, HSR Rapperswil

Bilder: IWK

Prof. Dr. Samuel Affolter ¹

Bild 1: Gefügebild eines Querschnitts durch ein spritzgegossenes POM-Bauteil; A gescherte Randzone, B Bauteilseele

Werkzeugtemperatur beim Spritzgies sen hinweisen. – Zur 3D-Visualisierung wird die Computertomografie CT eingesetzt. Hiermit können Materialkontraste durch Fasern (Visualisierung der Faserrichtung), Löcher (Gasblasen, Schwundvakuolen, Schaumstrukturen) und Einschlüsse (Fremdmaterial) im Bauteil ohne Zerstörung gefunden werden. Die lokale Auflösung beträgt einige µm und hängt stark von der Probengrösse ab. Auch eignet sich die Methode zur geometrischen Ausmessung, um z.B. Soll-IstVergleiche machen zu können. Bild 2 visualisiert einen Ausschnitt eines geschäumten Faserverbundwerkstoffs, bei welchem anschliessend durch Bildverarbeitung Fasern und Poren aufgetrennt wurden. – Um die chemischen Bestandteile von Werkstoffen in lokaler Auflösung bis zu wenigen µm z.B. bei Einschlüssen zu analysieren, verwendet man mikroanalytische Methoden wie die FTIR-Mikroskopie oder die Rasterelektronenmikroskopie REM, die mit einem energiedispersi-

ven Röntgendetektor EDX gekoppelt ist. Bei der FTIR-Mikroskopie werden insbesondere organische Strukturelemente durch Absorption von Infrarotlicht identifiziert, wie sie in Makromolekülen und vielen Additiven vorkommen. FTIRSpektren von Probeteilen können im Anschluss anhand verfügbarer Datenbanken gecheckt werden; oft können so auch komplexere Mischungen, z.B. Polymerblends oder additivierte Werkstoffe hinsichtlich der wichtigsten Komponenten identifiziert werden. Das REM selber erlaubt Bildaufnahmen mit unübertroffener Tiefenschärfe (Sekundärelektronendetektor) oder mit Materialkontrast (Rückstreudetektor); der zusätzliche EDX-Detektor erlaubt die lokal aufgelöste Analyse von fast allen Elementen des Periodensystems (ab Ordnungszahl 6, Kohlenstoff); hiermit lassen sich insbesondere die anorganischen Bestandteile (insb. Füllstoffe, anorganische Fasern, Flammschutzmittel u.a.m.) von Polymerwerkstoffen identifizieren und halbquantitativ bestimmen. 3/2020

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Rohdaten-Schnitt aus CT

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Bildbearbeitung zur Visualisierung: Poren dunkelblau; Fasern gelb; Matrix türkis

Bild 2: Schaum- und Faserverteilung in geschäumtem Faserverbund-Kunststoff

Beide Methoden eignen sich für Punktund Flächenmessungen bei geeigneten Präparaten. Dadurch lassen sich neben Einschlüssen auch Verteilungsbilder von Copolymeren oder Additiven anfertigen. Bild 3 zeigt ein REM-EDX-Mapping eines präparierten Materialquerschnittes, in welchem lokal die Glasfasern (rot) und das Flammschutzmittel (elementarer Phosphor, grün) lokalisiert werden können. Es ist auch erkennbar, dass die Phosphorpartikel relativ gross sind und nicht an der Ma trix haften, was im Einsatz des Bauteils zu geringerer Festigkeit dessen führte (nicht haftende Teile wirken wie Löcher). – Das thermische Verhalten von sehr kleinen Kunststoffproben (einige mg) kann auch mit Thermoanalyse charakterisiert werden. Hierzu eignet sich die dynamisch differenzielle Kalorimetrie DSC und die Thermogravimetrie TGA. Anhand der DSC kann der Wärmehaushalt einer Probe charakterisiert werden; typischerweise lassen sich so Phasenübergänge (Glasübergangstemperatur Tg, Kristallitschmelztemperatur Ts), Kristallisationsgrad (bei teilkristallien Kunststoffen) oder auch chemische Reaktionen (Exothermie bei der Aushärtung von Giessharzen oder Klebstoffen oder

Bild 3: Additivverteilung eines PA6-GF-FR im Bauteil mit REM-EDX-Mapping; rot = Si (von Glasfasern); grün = Phosphor (von Flammschutzmittel); Hintergrund = Matrix

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bei der Zersetzung durch Reaktion mit Sauerstoff) bestimmen. Anhand der TGA können durch einen kontrollierten Aufheizprozess grobe Angaben zur prozentualen Zusammensetzung von Compounds gemacht werden. So werden u.a. Weichmacher-, Polymer-, Russ- und Füllstoffanteil bereits an sehr kleinen Probemengen bestimmt. Zusammen mit der FTIR-Spektrometrie sind die DSC und TGA die wohl wichtig sten Methoden zur Identifikation und groben Quantifizierung von Polymercompounds.

Anwendungen Die neben vielen weiteren Untersuchungsmethoden verfügbaren instrumentellen Techniken erlauben den Einsatz zur Lösung unterschiedlicher Fragestellungen, die am Institut IWK in mannigfaltiger Art immer wieder auftauchen. Die Kür ist, die Methoden richtig zu kombinieren; eine Methode alleine reicht meist nicht aus, um ausreichende Antworten zu liefern. Kunststoffe verstehen heisst, das verfügbare (und vielleicht noch weiteres) Methoden arsenal in den folgenden Segmenten sinnvoll einzusetzen: – Angewandte Forschung und Entwicklung: Schwerpunkt hier ist, im Rahmen von Werkstoffentwicklungen das erhaltene funktionelle Eigenschaftsprofil durch Polymeranalytik besser zu verstehen. Die richtigen Schlüsse gezogen führt dies zur effizienteren Entwicklung des Endprodukts. – Schadensanalysen als Quelle des Fortschritts: Ein Ausfall eines schadhaften Bauteils während seines Einsatzes ist immer mit Ärger, Umtrieben und schliesslich auch mit Kosten verbunden, egal ob es sich dabei um spektakuläre,

gar medienwirksame oder nur um unbedeutende Vorfälle handelt. Zuerst gilt es, Ursachen für das Versagen anhand stichhaltiger Messbelege zu finden und je nach Schwere des Falles Verantwortlichkeiten zu definieren. Sind einmal die Ursachen eines Schadens klar, so werden oft nicht nur kurzfristige Massnahmen und Handlungen abgeleitet. Die gewonnenen Erkenntnisse fliessen vielfach in längerfristige Entwicklungs- und Optimierungsprojekte ein. – Effekte durch Alterung: Oft sind Veränderungen durch den Einsatz visuell nicht erkennbar. Anhand analytischer Methoden erhält man einen guten Einblick in den Zustand. Hat einmal ein Bauteil aufgrund von Wärme, UV-Licht oder Kontakt mit Chemikalien versagt, lassen sich meist auch die Ursachen hierzu ermitteln. – Benchmarkanalysen: Wer möchte schon nicht wissen, warum die Konkurrenz ein «besseres» Produkt hat. Oder halten sich Geschäftspartner nicht an Abmachungen, was die Qualität des Materials beeinflussen kann? Die Ermittlung der Zusammensetzung von Werkstoffen klärt derartige Fragen. – Dienstleistungen: Vielleicht sind auch nur Kennwerte wie eine Glasübergangstemperatur gefragt. Oder ein Vergleich zwischen zwei Materiallieferungen. Erhaltene Messergebnisse werden immer auch mit einer Messunsicherheitsangabe versehen. Ein kleines, langjährig erfahrenes Spezialistenteam im IWK kennt sich mit den oben beschriebenen Methoden gut aus und unterstützt die Kunden entlang der gesamten Wertschöpfungskette, indem sie helfen, die Kunststoffe zu verstehen. Polymeranalytik ist und bleibt spannend und faszinierend, da man Kunststoffe in ihrem Verhalten besser verstehen kann und man fast immer mehrere Methoden kombinieren muss, um zu Lösungen zu kommen. Kontakt IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung Oberseestrasse 10 CH-8640 Rapperswil +41 55 222 47 70 iwk@hsr.ch www.hsr.ch

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KUNSTSTOFF XTRA

Publireportage

Industrielle Messtechnik

Nur eine Korrekturschlaufe dank CT-Verfahren Ein Kunststofflager sorgte für Ausfälle, weil es den ausgesetzten Belastungen nicht standhielt. Woran lag es? Die innovativen Untersuchungsmöglichkeiten der MessX mittels Computertomografie zeigten leichte Formabweichungen und innere Defekte auf. Dank dieser detaillierten Untersuchung konnten gezielt Korrekturmassnahmen definiert werden.

weichung der Lagerbohrung optimiert. Zudem wurde eine Toleranz für die zulässige Rundheit funktionsgerecht gewählt und in der Zeichnung ergänzt. Schliesslich wurden auch die Spritzgussparameter optimiert. Alle diese Korrekturmassnahmen wurden in einer Füllsimulation gegengeprüft und final optimiert, bevor die Umsetzung im Werkzeug erfolgte.

Bild: MessX

Validierung der Korrekturen

Zerstörungsfreie Untersuchung auf Vakuolen

Beim einleitend erwähnten Projekt wurde in einem ersten Schritt das problematische Kunststofflager vollständig von MessX mittels Computertomografie digitalisiert. Anhand dieser digitalisierten Daten, dem CT-Volumendatensatz, konnten anschlies send folgende Auswertungen durchgeführt werden: – Ausmessung der Geometrie gemäss Zeichnungsvorgaben – Innere Defektanalyse auf Vakuolen – Analyse der Wandstärken – Virtueller Belastungstest mittels Strukturmechaniksimulation

Analyse der Ist-Daten «Eine Analyse der so gewonnenen Daten zeigte, dass die Lagerbohrungen leicht elliptisch waren. Auch wenn sie noch knapp im Toleranzbereich lagen, war dies bereits ein erstes Indiz, warum der Lagersitz innerhalb der Baugruppe Probleme bereitete und veranlasste uns, noch detailliertere 20

Untersuchungen anhand der CT-Daten durchzuführen», erklärt Lars Kahl, CEO von MessX. Die Defektanalyse lieferte dann weitere Hinweise auf die Schwachstellen des Teils: Im kritischen Bereich traten im Bauteil Vakuolen auf, welche die Wandstärke deutlich schwächte. Statt Teile nun herkömmlich auf ihre Belastbarkeit und Langlebigkeit zu testen, lässt sich ein solcher Belastungstest zerstörungsfrei und virtuell direkt anhand der CT-Daten simulieren. Der virtuelle Belastungstest prognostizierte eine Ausfallcharakteristik, wie sie beim realen Kunststofflager tatsächlich auch auftrat.

Definition der Korrekturmassnahmen Die Analyse lieferte die Basis für eine einfach umzusetzende Lösung: Eine Design änderung um die Bildung der Vakuolen zu reduzieren und die Wandstärken zu optimieren. Dadurch wurde auch die Formab-

Um die genannten Korrekturmassnahmen zu validieren, unterzog MessX das neu hergestellte Kunststofflager den exakt gleichen Untersuchungen. Diese zeigten, dass die Bildung der Vakuolen deutlich reduziert war. Zudem lag die Formabweichung der Lagerbohrung nun in der neu definierten Toleranzzone. «Auch der virtuelle Belastungstest zeigte eine deutlich höhere zulässige Belastung auf, so dass das Kunststofflager nun in die Serienfertigung gehen konnte», so Lars Kahl.

Nur eine Korrekturschlaufe dank CT Die Computertomografie war in allen Prozessschritten die geeignete Methode und lieferte entscheidende Erkenntnisse. Auf diese Weise benötigte der Auftraggeber nur eine Korrekturschlaufe, um mit einem angepassten Design die Serienfertigung zu starten. Kontakt MessX AG Pestalozzistrasse 11 CH-9400 Rorschach +41 71 844 99 66 info@messX.ch www.messX.ch

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Künstliche Intelligenz

Reduzierte Maschinenstillstandzeiten

Mit KI Werkzeugmaschinen warten Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein System zur vollautomatischen Überwachung von Kugelgewindetrieben in Werkzeugmaschinen entwickelt. Dabei kommt eine direkt in die Mutter des Kugelgewindetriebs integrierte Kamera zum Einsatz. Auf Basis der dabei erzeugten Bilddaten überwacht eine Künstliche Intelligenz (KI) kontinuierlich den Verschleiss und reduziert so den Maschinenstillstand.

Die Wartung und der rechtzeitige Tausch von defekten Bauteilen in Werkzeugmaschinen ist ein wichtiger Bestandteil des Produktionsprozesses beim Maschinenbau. Bei Kugelgewindetrieben, wie sie etwa in Drehmaschinen zur Präzisionsführung bei der Herstellung von zylindrischen Bauteilen zum Einsatz kommen, wird der Verschleiss bislang manuell festgestellt. «Die Wartung ist deshalb mit Montagearbeiten verbunden. Die Maschine steht dann erst einmal still», sagt Professor Jürgen Fleischer vom Institut für Produktionstechnik (wbk) des KIT. «Unser Ansatz basiert dagegen auf der Integration eines intelligenten Kamerasystems direkt in den Kugelgewindetrieb. So kann ein Anwender den Zustand der Spindel kontinuierlich überwachen. Besteht Handlungsbedarf, wird er automatisch informiert.» Das neue System besteht aus einer an der Mutter des Kugelgewindetriebes angebrachten Kamera mit Beleuchtung, die mit einer Künstlichen Intelligenz zur Auswertung der Bilddaten kombiniert ist. Während der Bewegung der Mutter auf der Spindel macht sie von jedem Spindelabschnitt Einzelaufnahmen. Dadurch wird jeweils die gesamte Oberfläche der Spindel analysiert.

Bilder: KIT

Monika Landgraf ¹

Demonstration des am KIT entwickelten Systems zur vollautomatischen Verschleisskontrolle von Kugelgewindetrieben mithilfe von Künstlicher Intelligenz.

rekte Bewertung des Zustands der Spindeloberfläche. «Wir haben unseren Algorithmus mit tausenden Aufnahmen trainiert, sodass er nun souverän zwischen Spindeln mit und solchen ohne Defekt unterscheiden kann», so Tobias Schlagenhauf vom wbk, der an der Entwicklung des Sys-

Künstliche Intelligenz für den Maschinenbau Die Kombination von Bilddaten aus dem laufenden Betrieb mit Methoden des Maschinellen Lernens ermöglicht Anwenderinnen und Anwendern des Systems eine di¹ Monika Landgraf, Strategische Entwicklung und Kommunikation, Karlsruher Institut für Technologie

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Eine integrierte Kamera samt Beleuchtung ermöglicht die kontinuierliche Überwachung der Spindel im Kugelgewindetrieb.

tems mitgearbeitet hat. «Durch eine weitere Auswertung der Bilddaten lässt sich der Verschleiss ausserdem genau quantifizieren und interpretieren. So können wir unterscheiden, ob es sich bei einer Verfärbung einfach nur um Schmutz oder aber um schädlichen Lochfrass handelt.» Beim Training der KI wurden alle denkbaren Formen einer visuell sichtbaren Degeneration berücksichtigt und die Funktionalität des Algorithmus mit neuen, vom Modell noch nie gesehenen Bilddaten validiert. Der Algorithmus eignet sich für alle Anwendungsfälle, bei denen bildbasiert Defekte auf der Oberfläche einer Spindel identifiziert werden sollen und lässt sich auch auf andere Anwendungsfälle übertragen. Kontakt Karlsruher Institut für Technologie Kaiserstrasse 12 D-76131 Karlsruhe +49 721 608-0 info@kit.edu www.kit.edu

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Bild: Adobe Stock

Künstliche Intelligenz

Nur wenn die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter das neue System verstehen und ihm vertrauen, kann die Einführung von KI gelingen.

Leitfaden für Unternehmen

Zukunftsfähig mit Künstlicher Intelligenz Künstliche Intelligenz (KI) wird unsere Wirtschaft ähnlich stark verändern wie einst das Internet. Um mit dem internationalen Wettbewerb Schritt zu halten, müssen Unternehmen ihre Geschäftsmodelle anpassen. Dazu nötig sind eine klare KI-Vision und branchenübergreifende Kooperationen, empfehlen Expertinnen und Experten der Plattform Lernende Systeme in einem aktuellen Bericht.

Linda Treugut1 Die Wirtschaft ist im Wandel: Traditionelle produktorientierte Geschäftsmodelle werden in nahezu allen Branchen abgelöst von datengetriebenen Produkten und Dienstleistungen, die zunehmend auf KI basieren. «Deutsche Unternehmen verfügen über einen immensen Schatz an Maschinen- und Betriebsdaten. Das ist ihr Wettbewerbsvorteil. Sie müssen diese Daten mithilfe von KI wirtschaftlich nutzbar machen und daraus innovative Geschäftsmodelle entwickeln, die auf unseren europäischen Werten basieren. Dann Linda Treugut, Geschäftsstelle ’Plattform Lernende Systeme’, München 1

können sie vor allem im B2B-Bereich – zum Beispiel in der Industrie, also im Maschinenbau, in der Automobilindustrie oder der Chemiebranche – weltweit an der Spitze mitspielen», sagt Dr. Wolfgang Faisst, Leiter von S/4 Next bei der SAP SE und Co-Leiter der Arbeitsgruppe Geschäftsmodellinnovationen der Plattform Lernende Systeme, die den Bericht «Neue Geschäftsmodelle mit Künstlicher Intelligenz» verfasst hat.

Stolpersteine auf dem Weg zu KI Die Autorinnen und Autoren zeigen auf, wie Unternehmen KI erfolgreich in ihr Geschäft integrieren und benennen Stolper-

steine. «KI ist für viele Unternehmen leider immer noch ein Buch mit sieben Siegeln. Für die Entwicklung eines neuen Geschäftsmodells mit KI gibt es kein Schema X, denn jedes Unternehmen ist anders. Dennoch gibt es einige Schritte, die bei der strategischen Konzeption und Umsetzung eines Geschäftsmodells hilfreich sind. Das fängt zunächst damit an, die Möglichkeiten und Technologien der KI zu verstehen als auch die Potenziale für das eigene Unternehmen zu identifizieren. Die Frage, was mit KI im eigenen Unternehmen erreicht werden kann und soll, muss strategisch angegangen werden», sagt Susanne Boll-Westermann, Professorin für Medieninformatik und Multimedia-Systeme an der Universität Oldenburg und Co3/2020

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Leiterin der Arbeitsgruppe Geschäftsmodellinnovationen.

Den Kundennutzen im Auge behalten Unternehmen müssen den Mehrwert, den KI ihnen bringen kann, richtig einschätzen. Die Autorinnen und Autoren raten einen Anwendungsfall für KI zu wählen, der zu den Zielen des Unternehmens passt. «Wichtig ist, dass Unternehmen sich nicht auf die Verbesserung der internen Prozesse mit KI konzentrieren, sondern bei Geschäftsmodellinnovation den Kundenvorteil und neue Produkte in den Blick nehmen. Natürlich ist es gewinnbringend, wenn mit KI Produktionsprozesse optimiert werden. Möglicherweise werden aber vielversprechende neue Anwendungsfälle in den Kernbereichen des Unternehmens übersehen», so Susanne BollWestermann. Häufig scheuen Unternehmen hohe Investitionen oder nehmen an, KI sei in ihrer Branche nicht anwendbar. Der Bericht entkräftet die gängige Vorstellung, dass KI nur für grosse Unternehmen und mit hohen Investitionen umsetzbar ist. So brauche nicht jedes Unternehmen sein eigenes KIProdukt.

Über die Plattform Lernende Systeme Die Plattform Lernende Systeme wurde 2017 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) auf Anregung des Fachforums Autonome Systeme des Hightech-Forums und acatech gegründet. Sie vereint Expertinnen und Experten aus Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und Zivilgesellschaft aus dem Bereich Künstliche Intelligenz. In Arbeitsgruppen entwickeln sie Handlungsoptionen und Empfehlungen für den verantwortlichen Einsatz von Lernenden Systemen. Ziel der Plattform ist es, als unabhängiger Makler den gesellschaftlichen Dialog zu fördern, Kooperationen in Forschung und Entwicklung anzuregen und Deutschland als führenden Technologieanbieter für Lernende Systeme zu positionieren.

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«Selten verfügt ein Unternehmen allein über alle notwendigen Kompetenzen, die Infrastruktur, Technologien und den Kundenzugang für eine KI-basierte Lösung. Häufig fehlt technologisch starken Unternehmen das Wissen in den Bereichen digitaler Geschäftsmodelldefinition, Softwareentwicklung und vor allem in der Vermarktung. Unternehmen sollten deshalb in ihrem digitalen Ökosystem passende Allianzen schmieden, um zum Beispiel die benötigten Kompetenzen zu erhalten, aber auch Daten und Infrastruktur zu teilen», rät Wolfgang Faisst. Auch «AI as a Service»-Anbieter, die Dienstleistungen rund um KI verkaufen, können als Partner herangezogen werden. Ein weiteres wichtiges Element für ein erfolgreiches KI-basiertes Geschäftsmodell ist seine kontinuierliche Pflege und Weiterentwicklung. Die Qualität von KI-Anwendungen kann mit der Zeit abnehmen, etwa weil sich das Kundenverhalten ändert. Häufig fehlen den Unternehmen solche Wartungsstrategien für ihre KI-Lösungen. KI verändert auch berufliche Profile. Um KI-Geschäftsmodelle umsetzen zu können, müssen Fachkräfte eingestellt und bestehendes Personal weitergebildet werden. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sollten sich schrittweise an die KI gewöhnen können. Die Autorinnen und Autoren raten, KI-Systeme abteilungsübergreifend zu entwickeln und zunächst für Assistenzfunktionen einzusetzen, sodass der Mensch weiterhin die finale Entscheidung trifft. Nur wenn die Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern das neue System verstehen und ihm vertrauen, kann die Einführung von KI gelingen.

Kontakt Lernende Systeme – Die Plattform für Künstliche Intelligenz c/o acatech Karolinerplatz 4 D-80333 München +49 89 52 03 09-63 www.plattform-lernende-systeme.de n 23

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Künstliche Intelligenz

Handlungsleitfaden zur Künstlichen Intelligenz

KI systematisch in die Produktion einführen

«Künstliche Intelligenz soll die deutsche Produktion zukunftsfest machen», erläutert Prof. Jörg Krüger, Initiator und Hauptautor des WGP-Standpunktpapiers seine Motivation. «Doch bislang gab es keinen systematischen Ansatz, mit dem das produzierende Gewerbe dieses Potenzial heben könnte.» Gerade kleine und mittelständische Unternehmen verfügen in der Regel nicht über die notwendigen finanziellen und personellen Kapazitäten, KI-Technologien in ihre Produktion zu integrieren. «Als Zusammenschluss führender produktionstechnischer Professoren in Deutschland verfügt die WGP über ein einmaliges Wissen in der Produktion», so Krüger, der auch Leiter des Geschäftsfeldes Automatisierungstechnik am Berliner IPK Fraunhofer ist. «Dieses Domänenwissen gab uns die Möglichkeit, gemeinsam mit Unternehmen ein Modell zum methodischen Vorgehen zu entwickeln und der Industrie mit konkreten Handlungsempfehlungen den Einstieg in KI zu erleichtern. Wir wollen damit unseren Teil dazu beitragen, die Industrie auch in diesem Bereich international wettbewerbsfähig zu halten.»

Unterstützung der Politik notwendig Um auch die Politik mit an Bord zu holen wurde der Handlungsleitfaden im Rahmen der EMO Hannover im September Vertretern der KI-Enquête-Kommission des Bundestages überreicht. «Wir freuen uns sehr, unser umfangreiches Wissen aus Forschung und praktischen Umsetzungsprojekten den Abgeordneten und Sachver¹ Gerda Kneifel, Pressesprecherin, WGP, Frankfurt a/M

Bild: IF W Hannover

Gerda Kneifel ¹

Bild: Fraunhofer IPK

Die Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik (WGP) hat den Handlungsleitfaden «KI in der Produktion – Künstliche Intelligenz erschliessen für Unternehmen» herausgegeben. Das Standpunktpapier soll deutsche KMU im Umgang mit KI unterstützen und sie für die zukünftigen Herausforderungen wappnen.

Prof. Jörg Krüger: «Wir verfolgen erstmals einen nicht datengetriebenen, sondern einen prozessgetriebenen Ansatz.»

Prof. Berend Denkena: «Hochschulen müssen in ihrem Selbstverständnis wegkommen von einer Erstbefüllung junger Menschen...»

ständigen der Kommission zur Kenntnis geben zu können», betonte Prof. Berend Denkena, Präsident der WGP. «Wir hoffen, damit neben Unternehmen auch Politik und Gesellschaft auf die grossen Potenziale der KI in der Produktion aufmerksam zu machen und aufzuzeigen, wie in Zukunft auch Produkte in sehr kleinen Stückzahlen wirtschaftlich hergestellt werden können.» Aus politischer Sicht betrachtet müssen nun die notwendigen finanziellen Randbedingungen geschaffen werden, damit dieses KI-Wissen insbesondere in den vielen kleinen und mittelständischen Produktionsbetrieben ankommt und dort wertschöpfend eingesetzt wird. «Hierzu müssen Weiterbildungsformate der beteiligten Universitäten und Fachhochschulen kreiert und schnell in die Breite gebracht werden», fordert Denkena. «Dies gilt auch über die Künstliche Intelligenz oder die Digitalisierung hinaus. Zur Unterstützung der schnellen Umsetzung von Wissen aus

der Forschung in die Unternehmen müssen Hochschulen auch in ihrem Selbstverständnis wegkommen von einer Erstbefüllung junger Menschen hin zu Weiterbildungsanbietern, die das lebenslange Lernen intensiv und regelmässig befördern. Die hierfür notwendigen Finanzierungsfragen sollten schnell geklärt werden, sonst läuft uns die Zeit davon. Die vom BMWi deutschlandweit geförderten Kompetenzzentren Digitalisierung sind hierfür sehr gute Beispiele, jedoch müssen wir wegkommen von projektgebundenen Förderformaten, da es sich bei der wissenschaftlichen Weiterbildung um Daueraufgaben der Hochschulen handeln muss.»

Den Prozess, nicht die Daten im Fokus Publikationen zur KI gibt es bereits viele. Von diesen hebt sich das WGP-Standpunktpapier jedoch in einem wesentlichen 3/2020

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Punkt ab: «Wir verfolgen erstmals einen nicht datengetriebenen, sondern einen prozessgetriebenen Ansatz», bringt es Krüger auf den Punkt. «Und das macht einen grossen Unterschied. In aller Regel schauen Unternehmen nämlich nach den Daten, die sie gesammelt haben und versuchen daraus, neue Erkenntnisse und damit neue Wertschöpfung zu erzielen. Wir schauen uns dagegen die Prozesse an, die wir sehr genau kennen. Und daraus leiten wir ab, wo wir gezielt Daten erfassen müssen und wo KI gezielt eingesetzt werden kann, um Prozesse zu optimieren. Damit wird die Integration von KI in die Produktion deutlich effizienter. Nicht zuletzt birgt der neue Ansatz einen spezifisch deutschen Wettbewerbsvorteil, denn genau mit diesem Prozesswissen heben wir uns von der internationalen Konkurrenz ab.» So werden schon heute frappierende Leistungssteigerungen etwa in der Bilderkennung mittels neuronaler Netze erzielt. Mithilfe von KI-Technologien können Maschinen mitunter Bilder schneller erkennen als das menschliche Auge. «In der Bilderkennung können die neuen Methoden schon heute die Wertschöpfung deutlich erhöhen. Durch Prozesswissen gelingt es uns beispielsweise, gezielt Potenziale zur Assistenz des Menschen zu identifizieren, bei denen die rein datengetriebene Perspektive aufgrund geringer Datenmengen keine Lösungsoptionen aufzeigt.» Ein Beispiel ist die automatisierte Bauteilerkennung in der Intralogistik, bei der grosse Bilddatenmengen häufig erst über Jahre entstehen und dennoch bei sorgfältiger Analyse der Prozesse und darauf aufbauender gezielter Datengewinnung schon nach kurzer Zeit leistungsfähige Assistenzfunktionen bereitgestellt werden können.

Künstliche Intelligenz

aus der WGP-Forschung. «Die im Standpunktpapier präsentierten Beispiele helfen Unternehmen dabei, eine ganze Bandbreite von KI-Technologien zielgerichtet einzuführen, um ihre Prozesse, Maschinen und Anlagen effizienter zu machen.» Dass Künstliche Intelligenz ein riesiges Wertschöpfungspotenzial für das produzierende Gewerbe birgt, zeigen übrigens auch mehrere Untersuchungen. Eine 2018 veröffentlichte Studie im Auftrag des BMWi etwa sagt für diesen Sektor bis zum

Jahr 2023 ein zusätzliches KI-induziertes Wachstum von 31,4 Milliarden Euro voraus. Kontakt Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik WGP Corneliusstrasse 4 D-60325 Frankfurt a/M +49 69 756081-32 kneifel@wgp.de www.wgp.de n

KI-Potenziale in beherrschbaren Schritten heben Ein sehr häufig genanntes Anwendungsbeispiel von Künstlicher Intelligenz bzw. von maschinellem Lernen – einem Teilbereich der KI – ist dabei die vorausschauende Wartung und Instandhaltung von Maschinen und Anlagen. «Diese sogenannte Predictive Maintenance allein birgt schon enormes Einsparungspotenzial. Doch sie macht nur einen kleinen Teil des gesamten Spektrums möglicher Anwendungen aus», weiss Krüger. Das zeigen nicht zuletzt 20 Projekte 3/2020

TEMPRO plus Temperiergeräte

Verband

17 Ziele für eine nachhaltige Entwicklung (SDG) – Teil 1

Kunststoffe spielen eine tragende Rolle Beim UNO-Gipfel im September 2015 in New York haben sich die 193 aktuellen Mitgliedsstaaten der UNO einstimmig verpflichtet, die Armut zu beenden sowie den Klimawandel und die Ungerechtigkeit zu bekämpfen und dazu 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs) einstimmig angenommen. Diese Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung der UN soll für Milliarden Menschen auf der ganzen Welt und unseren Planeten eine bessere Zukunft bieten.

Dr. Olivia van der Reijden ¹ Kunststoffe leisten einen massgeblichen Beitrag zur Erreichung der Ziele für eine nachhaltige Entwicklung (UN Sustainable Development Goals (SDG) [1] [2]). Dabei beeinflussen Kunststoffe acht der insgesamt 17 formulierten Ziele für eine nachhaltige Entwicklung auf eine positive Weise. Im Gegensatz dazu sind die Effekte von Kunststoffen auf fünf der formulierten Ziele noch unklar oder werden als negativ bewertet und erfordern geeignete Lösungen. Die überwiegend positiven sowie auch die kritischen Effekte von Kunststoff auf die SDGs werden nachfolgend und in der nächsten Ausgabe von KunststoffXtra (4/2020) systematisch erläutert und anhand von Beispielen erklärt. In Ökobilanzen schneiden Kunststoffe aufgrund ihrer Materialeigenschaften, insbesondere der geringen Dichte und dem energiegünstigen Verhalten infolge verhältnismassig tiefem Schmelzbereich bei der Herstellung, gegenüber anderen Materialien oft besser ab [3]. Ein Beispiel dazu ist die Umweltbelastung von Einwegflaschen. Dabei schneidet PET im Vergleich zu den Alternativen Aluminiumdosen, Getränkekartons und Glasflaschen in 80 % der Fälle besser ab [4, 5]. PET-Getränke¹ Dr. Olivia van der Reijden, Leiterin Nachhaltigkeit, Kunststoff.swiss

flaschen lassen sich zudem sehr gut rezyklieren, was bei Verbundwerkstoffen oder beschichteten Materialien in anderen Verpackungslösungen deutlich schwieriger ist.

SDG 1: Armut in allen Formen und überall beenden Produkte aus Kunststoff sind kostengünstig und somit für Menschen aller sozialen Gesellschaftsschichten verfügbar, was der sozialen Ungleichheit entgegenwirkt. Beispiele sind Haushaltsgeräte, Unterhaltungselektronik oder Sportartikel. Eine der bedeutendsten Funktionen von Kunststoff ist der Schutz von Konsumgütern, insbesondere von Lebensmitteln [6, 7], daher nehmen Kunststoffprodukte insbesondere in Entwicklungsländern eine bedeutende Rolle zum Schutz von Agrarprodukten ein. Entlang der gesamten Wertschöpfungskette schafft die Kunststoffindustrie weltweit Arbeitsplätze, allein in Europa mehr als 1,6 Millionen [8],für Menschen verschiedenster sozialen Schichten und trägt somit zum obersten und wichtigsten aller Ziele für eine nachhaltige Entwicklung, der Beendung von Armut in allen Formen, bei.

im Müll landen oder verloren gehen – das entspricht ungefähr einem Drittel aller produzierten Lebensmittel für die menschliche Ernährung. Pro Kopf und Jahr sind das ca. 95–115 kg Lebensmittelabfälle in Europa/Nordamerika und ca. 6–11 kg Lebensmittelabfälle in Subsahara-Afrika/ Südostasien. Davon sind insbesondere Früchte, Gemüse, Wurzeln und Knollen (45 % Lebensmittelverluste) betroffen [9]. Lebensmittelverpackungen aus Kunststoff generieren durch ihre Schutzfunktion einen grossen ökologischen Nutzen, indem sie die Haltbarkeit von Lebensmitteln verlängern und somit die Menge an Lebensmittelabfällen massiv reduzieren [10]. Dadurch werden Lebensmitteltransport und -verteilung in entlegene Gebiete und Entwicklungsländer ermöglicht und die Ernährungssicherheit gewährleistet.

SDG 3: Ein gesundes Leben für alle

SDG 2: Den Hunger beenden Die FAO (UN Food and Agriculture Organization) schätzt, dass weltweit jährlich ca. 1,3 Milliarden Tonnen Lebensmittelabfälle

Der Einsatz von kostengünstigen Kunststoffprodukten im Gesundheitswesen bietet eine bezahlbare Gesundheitsversorgung und verbessert die Hygienebedingungen durch die Verwendung von Einwegprodukten. Zudem ermöglichen Kunststoffe neuartige Therapien und Wiederherstellungschirurgie, wie beispielsweise künstliche Herzklappen oder biologisch abbaubare Implantate aus Polylactid. 3/2020

Verband

[3] W. Kaiser: Kunststoffchemie für Ingenieure: von der Synthese bis zur Anwendung, 4. Auflage, Carl Hanser Verlag GmbH Co KG, 2016. [4] Bundesamt für Umwelt BAFU, Getränkeverpackungen aus ökologischer Sicht gut und geeignet [online], 2014. https://www.bafu.admin. ch/bafu/de/home/dokumentation/medienmitteilungen/anzeige-nsb-unter-medienmitteilungen.msg-id-54391.html [Stand: 05.02.2020] [5] PET-Recycling Schweiz: Die PET-Getränkeflasche ist eine ökologisch sinnvolle Verpackung [online], https://www.petrecycling.ch/de/wissen/oekologie [Stand: 05.02.2020]

Durch die Verwendung von Kunststoffprodukten in der Medizin wird das Wohlergehen der Weltbevölkerung gefördert und der Zugang zu medizinischer Versorgung öffnet sich für immer mehr Menschen. Einige Studien deuten darauf hin, dass Kunststoffe potenziell negative Wirkungen auf die menschliche Gesundheit haben. Da Kunststoffe als chemisch inaktiv gelten, werden mögliche Effekte auf die Gesundheit hauptsächlich den Additiven, den Restmonomeren und den absorbierten Schadstoffen zugewiesen. Bereits nachgewiesene gesundheitsschädige Wirkungen von beispielsweise Bisphenol A, DEHP (Phthalat) oder DDT (Insektizid), welche mittlerweile strikten Regulierungen unterliegen, beinhalten hormonelle Störungen (endokrine Disruptoren), Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie Fettleibigkeit [11, 12, 13]. Wo das Risiko besteht, dass Substanzen aus dem Kunststoff in den menschlichen Organismus migrieren können, bestehen Regelungen. Beispielsweise bei Lebensmittelkontakt über die Verordnung (EU) Nr. 10/2011 [14] und in der Schweiz über die Kunststoffverordnung KsV [15]. Diese Regelwerke definieren zulässige Werte für die Globalmigration und für kritische Substanzen spezifische Migrationslimiten. Ausserdem überwacht und beurteilt die europäische Chemikalienagentur ECHA laufend potenziell gefährliche Substanzen.

[16]. In Flaschen abgefülltes Wasser ist für sie die einzige Quelle für sicheres und trinkbares Wasser. PET-Flaschen stellen ausserdem eine zentrale Rolle bei der Versorgung mit sauberem Trinkwasser in Entwicklungsländern dar. Bei der sogenannten SODIS-Methode wird eine transparente, gereinigte PET-Flasche mit Wasser während mindestens 6 Stunden zur Desinfektion an die volle Sonne gelegt. Danach ist das Wasser sauber und trinkbar [17]. So kann auch Wasser aus lokalen Brunnen gereinigt werden. Wie bereits beim SDG 3 erwähnt, stellen Additive und absorbierte Schadstoffe in Kunststoffen eine potenzielle Gefährdung für die menschliche Gesundheit dar. Da Mikroplastik vermutlich in allen Umweltkompartimenten vorhanden ist, ist eine Aufnahme von Mikroplastik über die Nahrungsmittelkette/Trinkwasser oder die Atmung sehr wahrscheinlich. Allerdings gibt es bisher keine Studien, welche die Auswirkungen von Mikroplastik auf die menschliche Gesundheit konkret belegen [11]. Die Weltgesundheitsorganisation WHO geht jedoch davon aus, dass derzeit keine gesundheitliche Gefährdung von Mikroplastik in Gewässern ausgeht [18].

technik, Behr’s Verlag, 2003. [7] Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung, denkstatt: Diverse Studien und Berechnungen der GMV, 2012-2017 [online]. https://denkstatt. eu/publications/?lang= de [Stand: 05.02.2020] [8] Plastics Europe: Plastics – the Facts 2019 [online], 2019. https://www.plasticseurope.org/ d e / r e s o u r c e s / p u b l i c a t i o n s / 215 4 - p l a stics-facts-2019 [Stand: 13.02.2020] [9] UN Food and Agriculture Organization FAO: Save food: Global Initiative on Food Loss and Waste Reduction [online], 2020. http://www. fao.org/save-food/resources/keyfindings/en/ [Stand: 06.02.2020] [10] Denkstatt: Die 3 Dimensionen der Verpackungsökologie; Ressourceneffizienz, Produktschutz, Sekundärrohstoffe. Wädenswiler Lebensmitteltagung Verpackung der Zukunft, 2017. [11] J. Bertling et al.: Kunststoffe in der Umwelt: Mikro- und Makroplastik. Ursachen, Mengen, Umweltschicksale, Wirkungen, Lösungsansätze, Empfehlungen. Kurzfassung der Konsortialstudie, Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT (Hrsg.), Oberhausen, 2018 [12] T.S. Galloway: Micro- and Nanoplastics and Human Health. In Marine Anthropogenic Litter, hrsg. M. Bergmann, L. Gutow, und M. Klages, 343366. Cham: Springer International Publishing, 2015

Literatur [1] United Nations: Sustainable Development

Teil 2 folgt in der nächsten Ausgabe.

Goals, 2015. https://www.un.org/sustainabledevelopment/sustainable-development-goals/ (Zugriff am 10.02.2020)

SDG 6: Sauberes Wasser und Sanitärversorgung

[2] Eidgenössisches Departement für auswärtige

Weltweit haben ca. 2,1 Milliarden Menschen keinen Zugriff zu sicherem und jederzeit verfügbarem Trinkwasser zu Hause

ch/agenda2030/de/home/agenda-2030/

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[6] I.G. Bleisch et al.: Lexikon der Verpackungs-

Angelegenheiten EDA: 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung, [online] https://www.eda.admin. die-17-ziele-fuer-eine-nachhaltige-entwicklung. html [Stand: 10.02.2020]

Kontakt Kunststoff.swiss Verena Jucker Schachenallee 29C CH-5000 Aarau +41 62 834 00 64 v.jucker@swiss-plastics.ch www.swiss-plastics.ch

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Cluster

7. Technologietagung der Kunststofftechnik am 7. Mai 2020

Herausforderungen der Kunststofftechnik Der Swiss Plastics Cluster organisiert wiederum seine Leitveranstaltung – die 7. Ausgabe der Technologietagung der Kunststofftechnik in Freiburg/Fribourg. Die Besucher erwartet eine hochspezialisierte Konferenz mit mehr als 15 Expertenvorträgen, die aktuelle Kernthemen behandeln.

Programm der Tagung mit aktuellen Themen

Myriam Aebischer 1 In der gegenwärtigen Umweltdiskussion hat Kunststoff alles in allem einen schlechten Ruf. Die Leistung der synthetischen Materialien wird immer wieder auf den Prüfstand gestellt und ihre CO² -Bilanz oftmals überschätzt. De facto hat die Kunststoffindustrie in den letzten Jahren enorm viel in innovative Lösungen investiert. Daraus resultierten etwa neue Modelle für die Gestaltung von Bauteilen, ein markant verbessertes Recycling, Abbaubarkeit und nicht zuletzt gar neue Ressourcen, die auf Polymeren basieren. Im Verbund mit der Digitalisierung industrieller Prozesse und der Anwendung von Mikro- und Nanotechnologien tragen diese Massnahmen auch dazu bei, die negativen Auswirkungen der Kunststoffindustrie auf die Umwelt deutlich zu vermindern. Obwohl diese Entwicklung erst am Anfang steht, ist die gesamte Branche guter Dinge für die Zukunft.

¹ Myriam Aebischer, Mitarbeiterin Event & Marketing, Swiss Plastics Cluster

An der Tagung vom 7. Mai 2020 werden namhafte Spezialisten in ihren Wortbeiträgen folgende Themen behandeln: Thema: Innovation – Materialien Nicht erneuerbare fossile Ressourcen, Klimawandel, Umweltverschmutzung – all diese Stichworte, die seit einiger Zeit in aller Munde sind, erklären letztlich, weshalb das Image der erdölbasierten Kunststoffe schwer gelitten hat und leidet. Allerdings bieten einerseits innovative Produkte und andererseits der enorme Reichtum der Erde bereits heute attraktive Alternativen bzw. Substitute. Folgende drei Ansätze zeigen konkrete Optionen auf, die das Interesse der Tagungsteilnehmerinnen und -teil nehmer wecken dürften: – Green Algae a high potentiel ressource for the Polymer Industry, von Philippe Lavoisir, Eranova – Haushaltkompostierung von PLA: eine Realität dank eines enzymatischen Masterbatches, von Sophie Macedo, Carbiolice – Turning waste into value, von Beat Karrer, Fluidsolids Thema: Produktion – Ende des Produktlebenszyklus – Recycling Das Management des Endes des Produktlebenszyklus ist fraglos schon in der Konzeptionsphase zu berücksichtigen. Die Veranstaltung bietet die Möglichkeit, Recyclinglösungen zu entdecken, einen neuartigen Ansatz zur Analyse des Produkt-

lebenszyklus zu finden und zu erfahren, wie ein Industrieller, ein Fachmann der Kunststoffindustrie, seine Produkte auf die Art zu entwickeln sucht, damit den Herausforderungen der Kreislaufwirtschaft und insbesondere der Verarbeitung von Recyclingprodukten zu genügen ist. – Die Kreislaufwirtschaft bei Reifen: das Beispiel der Verwertung von Thermo plasten, von Nicolas Schüwer, TRS – Lebenszyklusanalyse einer NespressoKaffeetasse ein Hilfsmittel zur Entscheidungshilfe, von Maxime Grether, Nespresso – Chemical Recycling of PET Plastic, von Samantha Anderson, DePoly – Die Kreislaufwirtschaft als Innovationstreiber für die Industrie 4.0 und die Rezyklat Verarbeitung, von Philipp Malfent, Engel

Tisch-Ausstellung Eine Ausstellerzone ermöglicht es den Unternehmen zudem, ihre Produkte, Dienstleistungen und lösungsorientierten Projekte aufzuzeigen und während der Konferenz eine Präsentation – one minute pitch – zu halten. Sprachen: Die Referate werden in Französisch, Deutsch oder Englisch gehalten. Simultanübersetzungen in Französisch und Deutsch. Sonderedition: 15 Jahre Swiss Plastics Cluster. Mit der Teilnahme des Schweizer Künstlers Etienne Krähenbühl.

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Cluster

Weitere Anlässe des Swiss Plastics Cluster – 20. März 2020 Tag der offenen Tür der HTA-FR und der Laboratorien PICC/iRAP https://swissplasticscluster.ch/ formations-events/ – 4. Juni 2020 Generalversammlung des Swiss Plastics Cluster

Thema: Industrie 4.0 – Smart Industry Das Modell «Industrie 4.0» ist ein omnipräsentes Thema in der Branche. Unter diesem Begriff sind Anpassungen des Produktionswerkzeugs zur Automatisierung, Vernetzung und Digitalisierung einer Produktion zu verstehen. Industry 4.0 deckt den vollständigen Produktionszyklus ab, wobei der Mensch stets im Mittelpunkt steht. Ein Beispiel hierfür ist etwa das Management der produktionsbezogenen Daten, die unter dieser Perspektive systematisch gesammelt und bestmöglich genutzt werden. Die Kunststoffbranche kann

Auf einen Blick 7. Technologietagung der Kunststofftechnik Termin: 7. Mai 2020 Ort: Hochschule für Technik und Architektur Freiburg Auditoire Edouard Gremaud Boulevard de Pérolles 80 CH-1700 Freiburg Informationen und online Anmeldung: https://www.swissplasticscluster-event.ch/web/

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die Möglichkeiten, die sich ihr dank Industry 4.0 bieten, auf vielfältige Weise applizieren. Ziel ist es, Daten aus allen Phasen des Produktlebenszyklus zu digitalisieren und derart zu vernetzen, dass Synergien geschaffen werden. Letztlich zielen alle Bemühungen darauf ab, den Prozess kosteneffizienter zu gestalten. Die Veranstaltung wird mannigfaltige Wege aufzeigen, wie dies gelingen kann. — IoT und Fertigung – Datenerfassung, Analyse und Prozessdigitalisierung, von Alexandre Maeusli, Cefag – Energiemanagement der Produktion / Plattform, von Yves Pilet, Ypsys – Platform to digitize industries, von Denis Berger, Olympe Thema: Mikro- und Nanotechnologie in der Kunststofftechnik Mikro- und Nanotechnologien prägen die aktuelle Entwicklung zweifelsfrei, aber ihr eigentliches Potential ist, darin sind sich alle Experten einig, mitnichten ausgeschöpft. Innovative Mikrosysteme und Materialien ermöglichen beispielsweise die Herstellung neuer industrieller Produkte und Instrumente. Unter anderem in der Uhrenbranche, in der Biomedizin, in der Energiewirtschaft, in der Elektronik oder der Chemie sind verschiedene Unternehmen gezwungen, die Eigenschaften von Mate-

rialien zu modifizieren und deren Verwendung zu verbessern, um neue Anwendungen zu eruieren und zu realisieren. Auf die Kunststoffindustrie angewandt, zeigen sie Optimierungsmöglichkeiten in der Produktion, bei der Bereitstellung von Lösungen zur Funktionalisierung von Oberflächen ebenso auf wie zur erfolgreichen Bekämpfung von Fälschungen. Entsprechende Vorschläge sind ebenso bei der Tagung zu finden. – Beschichtungen und Oberflächen-Mikro strukturierung zur Optimierung der Herstellung eines Kunststoffteils, von Stefan Hengsberger, Universität für Technik und Architektur in Freiburg – Advanced manufacturing of polymer surface topographies, von Per Magnus Kristiansen, FHNW – Brand authentication technology using plastic microstructure, von Fred Jordan, Alpvision – Funktionalisierung von Oberflächen durch Nanostrukturierung, von Daniel Turover, Silself Sie und Ihr Unternehmen werden Ihr Kommen als Teilnehmer oder Aussteller nicht bereuen. Nutzen Sie Kooperationsangebote und ausgedehnte Networking-Möglichkeiten. Gerne nehmen wir Ihre Anmeldung entgegen. Gemeinsam in die Zukunft.

Contact Swiss Plastics Cluster Aurélie Auffret, Cluster Manager Passage du Cardinal 1 CH-1700 Fribourg +41 26 429 67 72 aurelie.auffret@swissplastics-cluster.ch www.swissplastics-cluster.ch n

KUNSTSTOFF XTRA

Circular Economy

IE expo China

China treibt Kreislaufwirtschaft massiv voran Im Umgang mit seinen Abfällen will China weg von der Deponierung und zügig hin zu einer modernen Kreislaufwirtschaft. Das Land startet von einem vergleichsweise niedrigen Niveau. «Chinas Recyclingrate liegt mit geschätzten 20 bis 30 Prozent drei bis viermal niedriger als die Deutschlands», erklärt Markus Delfs, Experte vom Länderbüro China der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GmbH (GIZ).

Bislang kommt dabei dem informellen Sektor in der Volksrepublik eine wichtige Rolle zu. Doch nach dem von der chinesischen Regierung verfügten Stopp der Abfallimporte hat sich dieser zum Beispiel aus dem Plastikrecycling zurückgezogen. «Hier besteht Bedarf an neuen Lösungen», so Delfs. «Internationale Unternehmen sind bereits aktiv mit Technologien wie der Trennung gemischter Plastikabfälle oder der chemischen Behandlung von Altplastik.»

Geradezu galoppierend entwickelt sich derzeit die Sammlung und Trennung von Haushaltsabfällen in Chinas Metropolen. Als Vorreiter gilt Shanghai, hier müssen seit Juli 2019 alle privaten und gewerblichen Abfälle getrennt werden – in die Kategorien wiederverwertbar, Nass-Müll, Trocken-Müll und Gefahr-Abfälle. Zusammen mit einem umfassenden Kontrollsystem und scharfen Geldstrafen gilt dieses Recycling-Gesetz als eines der strengsten der Welt. Bis Ende des Jahres 2020 sollen laut dem chinesischen

Bild: Messe München

Strenges Recycling-Gesetz in Shanghai

China puscht massiv die Recyclingaktivitäten.

Ministerium für Wohnen und Stadt-LandEntwicklung in 46 Grossstädten Trennungssysteme für Hausmüll eingeführt werden. Dafür sollen 21,3 Milliarden RMB – aktuell rund drei Milliarden US-Dollar – allein in den Bau von Müllentsorgungseinrichtungen fliessen.

Wir machen mehr aus Kunststoff

«Neben der Behandlung von Haus- und Gewerbeabfällen sowie gefährlichen Abfällen sehe ich in China steigende Chancen für Technologien zur E-Schrottaufbereitung inklusive Batterierecycling sowie End-ofLife-Lösungen für Fahrzeuge», sagt Florian Werthmann, Geschäftsführer der auf Ab-

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Circular Economy

fall- und Kreislaufwirtschaft spezialisierten Unternehmensberatung Ecologicon aus Reichenberg (D). Laut chinesischen Branchenkennern besteht zudem ein zunehmendes Interesse an optischen und digital gestützten Sortieranlagen sowie an Rauchgasreinigungslösungen für die wachsende thermische Verwertung des Landes.

Vielversprechendes Investitionsumfeld Schon heute ist das Reich der Mitte ein wichtiger Abnehmermarkt für die internationale Umwelttechnologiebranche. «Laut einer Umfrage unter unseren Mitgliedsfirmen ist China in der Exportstatistik von deutscher Abfall- und Recyclingtechnik auf einem starken dritten Platz», schildert Karl Rottnick. Der Referent für Technik und Märkte im Fachverband Abfall- und Recy cling des Verbands Deutscher Maschinenund Anlagenbau e. V. (VDMA) fährt fort: «Gegenüber dem Vorjahreszeitraum ist die

Ausfuhr der entsprechenden Anlagen und Maschinen nach China in 2018 um weitere 1,5 Prozent auf einen beachtlichen Exportanteil von 5,5 Prozent angestiegen. Nur die EU-Mitgliedsstatten und Nordamerika nehmen mehr Produkte der Branche ab.» Und GIZ-Fachmann Markus Delfs prognostiziert: «Obwohl es im chinesischen Recyclingsektor bei der Abfallsammlung und -behandlung weiterhin systemische Hürden gibt, ist von einem vielversprechenden Investitionsumfeld für ausländische Technologien auszugehen.»

IE expo China als bedeutende Branchenplattform Eine baldige Gelegenheit, sich diesem Markt zu präsentieren, ist die IE expo China. Die nächste Auflage der grössten Umwelttechnologiemesse in Asien findet vom 21. bis 23. April 2020 in Shanghai statt (falls sie nicht wegen des Coronavirus verschoben wird wie die Chinaplas). Kern-

punkte der Schau sind Wasser- und Abwasserbehandlung, Abfallwir tschaf t, Altlastensanierung, Luftreinhaltung und Luftreinigung. Die IE expo ist ein Ableger der IFAT in München, der Weltleitmesse für Wasser, Abwasser, Abfall und Rohstoffwirtschaft, und wird begleitet von einem hochkarätigen technisch-wissenschaftlichem Konferenzprogramm. Umgekehrt ist China auch auf der Münchener Leitmesse stark vertreten. Bei Ausstellern wie Besuchern liegt China mittlerweile unter den Top 5 der Länderbeteiligungen.

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Circular Economy

VDMA-Interview-Serie

Es gibt gar keine Alternative zu Rezyklaten

In der EU-Kunststoffstrategie kommt dem Recycling eine wichtige Rolle zu. Spüren Sie schon, ob das bei Ihren Kunden ankommt? Karl-Heinz Bussbach: Wir sehen schon seit Jahren eine kontinuierliche quantitative Zunahme an Investitionen aus dem Recy cling-Bereich. Im Unterschied zu früher wer den bei diesen Projekten komplexere, tech nisch aufwändigere Anlagen eingesetzt, um eine bestmögliche Aufarbeitung bei der Wiederverwertung von Reststoffen sicherzu stellen. Wurden früher eher minderwertige, einfache Endprodukte aus den rezyklierten Rohstoffen hergestellt, will man heute mit den Rezyklaten möglichst nah an die Quali tätsstandards von Neuware kommen. Als Spezialist für Rohstoffhandling zählen alle Glieder der Wertschöpfungskette Kunststoff zu ihren Kunden. Ist die Zahl der Recycling-Kunden gestiegen? Bussbach: Früher war der Recycling-Be reich für uns eine Sonderbranche in einem niedrigen Preissegment. Heute ist er ein eigenständiger Bereich geworden. Die An lagen, die für den Einsatz im Recycling nötig sind, brauchen zum Teil höherwerti ge technische Ausführungen, als die Anla gen, die für Neuware eingesetzt werden. Für Azo ist das ein Geschäftsfeld mit guter Wachstumsperspektive. Bringt die Kreislaufwirtschaft insgesamt wirtschaftliche Vorteile? Bussbach: Es ist schwierig, mit Rezykla ten immer konkurrenzfähig zur Neuware zu sein, auch weil die Herstellprozesse komplizierter werden. Man muss ausser dem auch an die zu rezyklierenden Pro dukte herankommen, man braucht Syste me zum Einsammeln. Und jeder, der an diesem Prozess beteiligt ist, will auch noch 32

Bild: Azo

Im Recycling geht es zunehmend um hochwertige Endprodukte. Biobasierte und kompostierbare Kunststoffe sind im Kommen. Karl-Heinz Bussbach, Global Business Director der Azo Chem/Poly, sagt im Gespräch, wie sich die Anforderungen an Recyclinganlagen in den letzten Jahren verändert haben und dass er Kreislaufwirtschaft als Innovationstreiber betrachtet.

Karl-Heinz Bussbach: Was nützt es, wenn man mit der Materialversorgung smart ist, aber der Extruder, der das Produkt verarbeitet, nichts davon mitbekommt?

Geld daran verdienen. Der eigentliche Punkt ist ein anderer: Fast alle Global Play er in diesem Bereich haben das Thema Nachhaltigkeit in ihrer Firmenstrategie ver ankert. Noch stärker ist das bei den Kon sumgüterherstellern, deren Produkte ver packt werden müssen. Jeder dieser Konzerne setzt auf nachhaltige Lösungen aus dem Bereich Recycling. Da ist etwas in Gang gekommen, das vor allem durch die Wahrnehmung in der Öffentlichkeit getrie ben wird. Daraus folgt: Es wird in Zukunft immer wichtiger für die unterschiedlichs ten Anwendungen, hochwertige Produkte aus Rezyklat herstellen zu können, um die Anforderungen der Verarbeiter zu erfüllen. Es wird viel mit Bio-Kunststoffen experimentiert. Können sie ein Rohstoff der Zukunft sein? Bussbach: Man ist heute schon in der Lage, viele Polymere durch einen biobasier

ten Kunststoff zu ersetzen. Da wird sehr viel geforscht. Vieles funktioniert schon. Für PLA gibt es zum Beispiel schon grosse Pro duktionsanlagen. In der Regel ist der BioCompound aber immer noch teurer als der erdölbasierte Kunststoff. Dennoch wird er in Zukunft eine Rolle spielen. Wegen des Trends zur Nachhaltigkeit und der letztlich endlichen Erdölreserven und dadurch stei genden Preise kann man es sich schlicht nicht leisten, darauf zu verzichten. Ausser dem gibt es hier schon viele Produkte, wel che nicht nur biobasiert, sondern auch kompostierbar sind. Drückt das schlechte Image den Verbrauch von Kunststoff?

Interview-Serie Kreislaufwirtschaft Bereits erschienen: – KX7-8/2019: Geschlossene Kreis läufe lösen Müllproblem, Thorsten Kühmann, VDMA, Frankfurt a. M. – KX9/2019: Mit gutem Beispiel vo rangehen, Dr. Christoph Steger, Engel, Schwertberg (A) – KX9/2019: Kreislaufwirtschaft bringt Wettbewerbsvorteil, Tho mas Herrmann, Herrmann Ultra schalltechnik, Karlsbad (D) – KX10/2019: Wir sind die Lösung, nicht das Problem, Dr. Christoph Schumacher, Arburg, Lossburg (D) – KX11/2019: Die Technik ist da, man muss sie nur anwenden, Sven Engelmann, Illig Maschinen bau, Heilbronn (D) – 12/2019: Unsere Becher zerset zen sich in der Erde, Korbinian Kiesl, Billion (F), Bernd Niemann, FM Kunststofftechnik (D)

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Circular Economy

Bussbach: Die Menge an Kunststoff wird eher steigen, ob biobasiert oder nicht. Die Plastiktüte, einige andere Verpackungslö sungen und bestimmte Anwendungen, welche sich ersetzen lassen, werden zu rückgehen; im Gegenzug wird aber z.B. Leichtbau in der Zukunft viel wichtiger wer den. Man denke nur an E-Mobility. Die kann ohne Kunststoff gar nicht realisiert werden. Trotz des vergleichsweise kleinen Teils von Verpackungsmüll in der EU ist durch Bilder von den verschmutzten Welt meeren gerade bei uns in Europa ein riesi ger Imageschaden entstanden. Die positi ven Dinge, die Anwendungen aus dem Bereich Kunststoff für uns täglich leisten, werden in der Öffentlichkeit gar nicht mehr wahrgenommen. Die heutige Medizin wür de ohne Kunststoff gar nicht funktionieren.

immer mit politischen Verboten, zusätzli chen Steuern, Subventionen und Vor schriften zurückhaltend sein. Dadurch entstehen Effekte, die sich nur schwer vorhersagen und kontrollieren lassen. Aus meiner Sicht ist das Verhalten der Ver braucher der wichtigste Faktor, allein da durch entwickelt sich die Sache in die richtige Richtung. Darüber hinaus sind Forschungsmittel von EU, Bund und Län dern wichtige Faktoren. Es gibt schon vie le Projekte, es wird an neuen Herstel lungsverfahren, neuen Werkstoffen, neuen Recyclingprodukten geforscht. Vieles wird auch von Global Playern ge trieben. Deshalb finde ich, dass man kei ne Verbote braucht. Bei PVC-Fenstern gibt es schon einen geschlossenen Kreislauf, der ohne Vorschriften funktioniert. Dort gibt es zum Beispiel seit Langem eine Selbstverpflichtung von Herstellern, wel che auch durch das damals vorhandene schlechte Image von PVC eingeleitet wur de.

die Formteilqualität Formteilqualität die

Inwieweit sollte die Politik die Kreislauf-

Energiekosten Energiekosten wirtschaft regeln?

Bussbach: In Europa funktioniert sie schon sehr gut. Grundsätzlich sollte man

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Welche Rolle spielt die Digitalisierung in der Kreislaufwirtschaft? Bussbach: Sie ist von entscheidender Be deutung. Wenn man zum Beispiel mit bio basierten oder rezyklierten Rohstoffen ar beitet, hat man schwankende Rohstoffqualitäten. Man muss die Schwankungen früh genug erkennen und gegensteuern. Da spielt die Vernetzung der Anlage inner halb des Herstellungsprozesses eine Rolle. Was nützt es, wenn man mit der Material versorgung smart ist, aber der Extruder, der das Produkt verarbeitet, nichts davon mit bekommt. Es sollten alle beteiligten Anla gen mit smarter Sensorik und Datenaus wertung ausgestattet und miteinander vernetzt sein, um eine gleichbleibend hohe Qualität im Endprodukt sicherzustellen.

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Forschung/Entwicklung

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Details bis in den Mikrometermassstab

Schnellster hochpräziser 3D-Drucker

Christiane von der Heide1 Um nicht nur die Geschwindigkeit, sondern auch die Zuverlässigkeit ihres Aufbaus zu demonstrieren, haben die Forscherinnen und Forscher eine 60 Kubikmillimeter grosse Gitterstruktur mit Details bis in den Mikrometermassstab gedruckt, die mehr als 300 Milliarden Voxel enthält (ein Voxel ist das dreidimensionale Analogon des Pixels im 2D-Druck). «Mit dem Druck dieses Metamaterials schlagen wir den Rekord, der bei 3D-gedruckten Flugzeugflügeln erreicht wurde, um Längen – ein neuer Weltrekord», erklärt Professor Martin Wegener, Sprecher des Exzellenzclusters «3D Matter Made to Order» (3DMM2O), in dessen Rahmen das System entwickelt wurde.

Hochpräzise filigrane Strukturen Bei dieser Art von 3D-Druck durchfährt der Lichtfleck eines Lasers computergesteuert einen flüssigen Fotolack. Nur das Material im Brennpunkt des Lasers wird dabei belichtet und ausgehärtet. «Die Brennpunkte entsprechen den Düsen beim Tintenstrahldrucker, mit dem Unterschied, dass sie dreidimensional arbeiten», sagt Vincent Hahn, Erstautor der PublikatiChristiane von der Heide, Strategische Entwicklung und Kommunikation, Karlsruher Institut für Technologie

Bild: Vincent Hahn, KIT

3D-Drucker, die im Millimeterbereich und grösser drucken, finden derzeit Eingang in die unterschiedlichsten industriellen Produktionsprozesse. Viele Anwendungen benötigen jedoch einen präzisen Druck im Mikrometermassstab und eine deutlich höhere Druckgeschwindigkeit. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein System entwickelt, mit dem sich in bisher noch nicht erreichter Geschwindigkeit hochpräzise, zentimetergrosse Objekte mit submikrometergrossen Details drucken lassen.

Das Metamaterial, das mit dem neuen System gedruckt wurde, besteht aus einer komplexen dreidimensionalen Gitterstruktur im Mikrometermassstab.

on. So entstehen hochpräzise filigrane Strukturen für verschiedene Einsatzbereiche wie Optik und Photonik, Materialwissenschaften, Biotechnologie oder Sicherheitstechnik. Typischerweise konnte man bisher mit einem einzigen Laserlichtfleck einige Hundert Tausend Voxel pro Sekunde erzeugen. Er war damit fast hundertmal langsamer als grafische Tintenstrahldrucker. Dieser Umstand hat bislang viele Anwendungen behindert. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT und der Queensland University of Technology (QUT) in Brisbane/Australien haben nun innerhalb des Exzellenzclusters 3DMM2O ein neues System entwickelt. Mit einer speziellen Optik wird der Laserstrahl in neun Teilstrahlen aufgeteilt, die jeweils in einen Brennpunkt gebündelt werden. Alle

neun Teilstrahlen können parallel verwendet und inzwischen, dank verbesserter elektronischer Ansteuerung, auch deutlich schneller als zuvor präzise verfahren werden. Mit einigen weiteren technischen Verbesserungen kommen die Forscher im 3D-Druck so auf Druckgeschwindigkeiten von etwa zehn Millionen Voxel pro Sekunde und sind damit nun gleichauf mit grafischen 2D-Tintenstrahldruckern. Dennoch geht die Forschung und Entwicklung am KIT mit Hochdruck weiter. «Schliesslich will man mit 3D-Druckern nicht nur das Pendant eines Blattes, sondern dicke Bücher ausdrucken», so Hahn. Hierzu seien insbesondere auch Fortschritte in der Chemie erforderlich, beispielsweise müssten empfindlichere Fotolacke entwickelt werden, um mit der gleichen Laserleistung noch mehr Brennpunkte erzeugen zu können. Originalpublikation Vincent Hahn, Pascal Kiefer, Tobias Frenzel, Jingyuan Qu, Eva Blasco, Christopher BarnerKowollik and Martin Wegener: «Rapid assembly of small materials building blocks (voxels) into large functional 3D metamaterials». Advanced Functional Materials, 10.1002/adfm.201907795.

Kontakt Karlsruher Institut für Technologie Kaiserstrasse 12 D-76131 Karlsruhe +49 721 608-0 info@kit.edu www.kit.edu

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NEWs

Auf den 1. Mai 2020 kommt es bei der SwissPrimePack AG zu einem Führungswechsel. Neu wird Fabrizio Finazzi die Funktion des CEO übernehmen. Er ist seit 2015 Mitglied der Geschäftsleitung und hat in den letzten Jahren bei der erfolgreichen Neustrukturierung mitgewirkt. Finazzi bringt mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Lebensmittel- und Pharma-Verpackungsindustrie mit. Jana Walker kehrt per 1. Mai 2020 in die Funktion der Verwaltungsrätin zurück. Sie wird weiterhin die strategische Ausrichtung und Weiterentwicklung der SwissPrimePack AG

Bild: SwissPrimePack

Führungswechsel bei SwissPrimePack

Fabrizio Finazzi

vorantreiben. Zudem übernimmt sie eine Führungsfunktion in einem internationalen Unternehmen. www.swissprimepack.com

Neue Termine für die Chinaplas Die Chinaplas, die ursprünglich vom 21. bis 24. April 2020 hätte stattfinden sollen, wurde wegen des Coronavirus verschoben. Neu soll die internationale Fachmesse für die Kunststoff- und Gummiindus trie vom 3. bis 6. August 2020 durchgeführt werden. Der Veranstalter Adsale hat bereits die Teilnahme von über 3800 Ausstellern aus der ganzen Welt bestätigt. Der Veranstaltungsort bleibt unverändert das National Exhibition & Convention Center (NECC) in Shanghai. Auch die Chinaplas 2021 wird verschoben, wenn auch aus einem anderen Grund. Damit der Termin 2021 sich nicht mit

demjenigen der NPE in Orlando überschneidet, hat Adsale den Messetermin auf den 13. bis 16. April 2021 festgelegt, also rund einen Monat vor der NPE 2021, die vom 17. bis 21. Mai 2021 in Orlando (FL/USA) stattfinden wird. Die Chinaplas, die traditionsgemäss alternierend in Shanghai und Guang zhou durchgeführt wurde, wechselt zudem den Austragungsort nach Shenzen, nahe Hong Kong, wo sich im Shen zhen World Exhibition and Convention Center (SWECC) mehr Platz für die wachsende Messe bietet (2019: 3600 Aussteller, 163 300 Besucher). www.chinaplasonline.com

Wittmann und FarragTech unter einem Dach

Bild: Wittmann

Die Wittmann Gruppe übernimmt das österreichische Unternehmen FarragTech mit Sitz in Wolfurt, Vorarlberg, und schliesst mit den Kleinmengentrocknern eine Lücke im Portfolio. Seit über 25 Jahren ist die Far0_IR_Ins_1-3q_183x85_fbg_Rohstoffland.pdf 1 11.10.12 11:06 ragTech GmbH im Anlagenbau für die Kunststoffverarbeitung im Sektor der Peripheriegeräte 0_IR_Ins_1-3q_183x85_fbg_Rohstoffland.pdf 1 11.10.12 11:06 tätig, wobei Systeme im Bereich der Druckluft-Granulattrocknung sowie der internen v.l.: Erhard Fux, Leiter der Wittmann Schüttgut-Abteilung, Aaron FarDruckluft-Formenkühlung für rag, Leiter des Produktbereichs Drucklufttrocknung und FormenkühBlasformprozesse einen lung, Michael Wittmann, Wittmann Geschäftsführer. Schwerpunkt des Produktspek0_IR_Ins_1-3q_183x85_fbg_Rohstoffland.pdf 1 11.10.12 11:06 trums darstellen. Einen weite- des Unternehmens bildet der sche Schwitzwasserschutz für ren Entwicklungsschwerpunkt energieeffiziente und ökonomi- gekühlte Formwerkzeuge.

Nun werden die Produkte und das Team von FarragTech in die Strukturen von Wittmann integriert. Die Weiterentwicklung der FarragTech Erzeugnisse aus allen drei Produktbereichen soll forciert werden, und die Geräte sollen sich nahtlos in die offene Konzeption der Wittmann 4.0 Technologie eingliedern. Der bisherige Eigentümer und Geschäftsführer Aaron Farrag übernimmt die Leitung des Produktbereichs Drucklufttrocknung und -kühlung und wird diesen im Kontext der Wittmann Gruppe verantworten. www.wittmann-group.com

Rohstoffland Schweiz InnoRecycling fördert Ressourcen

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InnoRecycling AG AG Rohstoffe aus Abfällen InnoRecycling Rohstoffe aus Abfällen Hörnlistrasse 1, CH-8360 Eschlikon, TelefonTelefon +41 71 973 80,973 info@innorecycling.ch Hörnlistrasse 1, CH-8360 Eschlikon, +417071 70 80, info@innorecycling.ch

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NEWs

KraussMaffei streicht Arbeitsplätze Die KraussMaffei-Gruppe plant, über die nächsten drei Jahre 430 Stellen in Deutschland zu streichen. Ende 2019 beschäftigte das Unternehmen insgesamt 5461 Mitarbeiter, inklusive 327 Azubi. Dazu kommen 80 Stellen weltweit, die abgebaut werden. «In dieser Zahl ist die natürliche Fluktuation inbegriffen. Mit dem Betriebsrat wurde ein Freiwilligenprogramm aufgeleg t, Altersteilzeitlösungen erarbeitet, ein Sozialplan erstellt, so dass nach Möglichkeit keinerlei

betriebsbedingte Entlassungen erfolgen werden», bestätigt auf Anfrage Uli Pecher, Leiter Unternehmenskommunikation. Nicht betroffen von diesen Abgängen ist die KraussMaffei HighPerformance AG (vormals Netstal). Diese beschäftigt weltweit 420 Personen, davon 387 in der Schweiz. Als Grund für den Personalabbau gibt das Unternehmen insbesondere die Umwälzungen in der Automobilindustrie an. Darüber hinaus habe der Handelsstreit zwischen China und

den USA sowie Brexit und die Diskussionen rund um Kunststoff zu einem Rückgang bei den Aufträgen und Verkaufserlösen geführt. «Gleichzeitig aber halten wir an den geplanten Investitionen fest», betont Pecher. Geplant und gebaut werden derzeit drei neue Werke in Deutschland und ein Werk in China. In Deutschland sind dies Parsdorf in der Gemeinde Vaterstetten bei München (neuer Standort anstelle von München Allach), Hannover Laatzen (Sitz für die

Extrusion) und Einbeck (für die Tochterfirma Burgsmüller). «Das Werk in Einbeck wird dieses Jahr bezogen, Parsdorf bereits in 2023 und nicht wie früher geplant gestaffelt bis 2027», informiert Pecher. Das 4. Werk wird in den nächsten Wochen in China bezogen (sofern es die Verhältnisse mit dem Coronavirus zulassen). Auch hier findet ein Standortwechsel statt, von Haiyan nach Jiaxing. www.kraussmaffei.com

IN IN KÜRZE – – E Z R Ü K N I IN KÜRZE – n Seit Ende Dezember 2019 ist die zweieinhalbjährige Integrationsphase der Sonderhoff-Unternehmensgruppe in die Henkel AG & Co. KGaA abgeschlossen. Alle Sonderhoff Gesellschaften sind in den Unternehmensbereich Adhesive Technologies integriert. Auch die ehemaligen Sonderhoff Standorte in Deutschland, Österreich, Italien und USA firmieren nun unter Henkel – einzig der Sonderhoff Standort in China wird unter dem bisherigen Namen fortgeführt. Das Sonderhoff-Portfolio wird als Marke Sonderhoff beibehalten. www.henkel-adhesives.de n BASF hat den Erwerb des Polyamidgeschäfts (PA6.6) von Solvay am 31. Januar 2020 abgeschlossen. Durch die Rückwärtsintegration bei dem wichtigen Rohstoff Adiponitril (ADN) ist BASF nun entlang

der gesamten PA6.6-Wertschöpfungskette vertreten und verbessert ihre Lieferzuverlässigkeit. Der Kaufpreis des erworbenen Polyamidgeschäfts beträgt 1,3 Mrd. Euro, der Umsatz lag im Jahr 2018 bei rund 1,0 Mrd. Euro. Das Geschäft wird in die BASF-Unternehmensbereiche Performance Materials und Monomers integriert. www.basf.com n Gurit gibt den Verkauf von Gurit Hungary Kft. an Carbopress S.p.A., einen italienischen Hersteller von Verbundstoffteilen, insbesondere für die Automobilindustrie, bekannt. Gurit Hungary beschäftigt 144 Mitarbeiter. www.gurit.com n Sebastian Dombos ist der neue Verkaufsleiter von Engel Deutschland am Standort

Nürnberg. Mit dieser Personal entscheidung bereitet der Spritzgiessmaschinenbauer und Systemanbieter mit Stammsitz in Schwertberg (A) den Generationenwechsel in der Geschäftsführung der Niederlassung mit Weitsicht vor. www.engelglobal.com n Die beiden Schweizer Faserverbundspezialisten Gun nar AG, für Gesamtlösungen im Bereich des digitalen Zuschnitts von Faserverbundmaterialien, und Scheurer Swiss GmbH mit einem umfassenden Dienstleistungsportfolio im Bereich der Entwicklung und Konstruktion von Faserverbundbauteilen, bieten neu ein fortschrittliches, gemeinsam gestaltetes und ergänzendes Lösungsportfolio an, das weltweit einzigartig ist. www.scheurer.swiss www.gunnar-int.com

KÜRZE

n Nanogate SE, ein führendes Technologieunternehmen für designorientierte, multifunktionale Komponenten und Oberflächen, liefert künftig Komponenten in höchster optischer Qualität für das Front-Design von E-Fahrzeugen eines deutschen Premiumherstellers. Das Umsatzvolumen soll kumuliert bei mehr als 100 Mio. Euro liegen. www.nanogate.com n Die Frimo Group mit Sitz in Lotte und die Hennecke Group mit Sitz in Sankt Augustin setzen auf eine enge Kooperation im Bereich von Polyurethan und weiteren Reaktivkunststoff-Anwendungen für Automotive Applikationen. Die gemeinsame Vereinbarung beider Unternehmen umfasst alle internationalen Märkte. www.frimo.com www.hennecke-group.com

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NEWs

Der Arburg-Gesellschafter Eugen Hehl wurde am 11. Februar 2020 für sein Lebenswerk vom Verein Deutscher Ingenieure (VDI) mit der Richard-Vieweg-Ehrenmedaille ausgezeichnet. Stellvertretend für ihren Vater nahm die geschäftsführende Arburg-Gesellschafterin Juliane Hehl die höchste Auszeichnung im VDI-Fachbereich Kunststofftechnik aus den Händen von Kurt Gebert, Vorsitzender des VDI-Fachbereichs Kunststofftechnik, entgegen. Der 90-jährige Seniorchef Eugen Hehl machte das heute in dritter Generation familiengeführte Unternehmen gemeinsam mit seinem im Jahr 2010 verstorbenen Bruder Karl Hehl zu einem weltweit führenden Maschinenhersteller für die Kunststoffverarbeitung. Die Gründe für die Auszeichnung fasste Kurt Gebert, Vorsitzender des VDI-Fachbereichs Kunststofftechnik, zusammen: «Er hat die Weiterentwicklung der Spritzgiesstechnik mit grossem Einsatz vorangetrie-

Bild: Arburg

Seniorchef Eugen Hehl für Lebenswerk ausgezeichnet

Stolz auf die Verleihung der Richard-Vieweg-Ehrenmedaille an Eugen Hehl: Juliane Hehl und Herbert Kraibühler.

ben und gleichzeitig auch neue Technologien ausserhalb seiner Branche gefördert. Er ent sandte viele seiner Mitarbeiter in die Gremien des VDI-Fachbereichs Kunststofftechnik und ermöglichte es, dass deren Expertenwissen in die technisch-wissenschaftliche Gemeinschaftsarbeit des VDI einfloss.» Die Laudatio hielt Dr.-Ing. E. h. Herbert Kraibühler, der ehema-

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lige Technik-Geschäftsführer von Arburg. Da er im Laufe seiner 50-jährigen Tätigkeit bei Arburg immer sehr eng mit Eugen Hehl zusammengearbeitet habe, freue er sich sehr über diese Aufgabe. «Der Preisträger Eugen Hehl ist ein Vollblutunternehmer, der durch sein Wirken in den vergangenen mehr als 60 Jahren für die globale Kunststoffindustrie im Maschinenbau, im Einsatz und in der

Anwendung von Kunststoff, in der Ausbildung und im schonenden Umgang mit der Umwelt Herausragendes geleistet hat», betonte Kraibühler. «Er war damit wahrhaftig weltweit ein Botschafter des deutschen Maschinen- und Anlagenbaus, er hat unsere Branche entscheidend mitgeformt. Dafür gebührt ihm unser aller Dank.» Juliane Hehl, die stellvertretend für ihren Vater nach Baden-Baden gereist war, bedankte sich im Namen ihres Vaters für die Ehrung: «Er ist in seinem Leben nie auf der ‹Jagd› nach Auszeichnungen und Preisen gewesen – immer nach dem Motto ‹Mehr Sein als Scheinen›.» Aber die Richard-Vieweg-Ehrenmedaille nehme er gerne entgegen. Als Auszeichnung für sein Lebenswerk, das er nur mit der Unterstützung der vielen Menschen habe realisieren können, die diesen erfolgreichen Weg mit ihm gegangen sind.

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Ihr kompetenter Berater rund um Kunststoff 37

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NEWs

IKV baut Smart Factory Grafik: aig+ Architekten

Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) baut am Seffenter Weg in Aachen bis 2022 auf mehr als 4200 Quadratmetern mit dem «Plastics Innovation Center 4.0» (PIC 4.0) eine vollständig vernetzte Forschungs- und Entwicklungsumgebung. Das Gesamtvolumen des Projekts beträgt 19,5 Millionen Euro. Mit einem ganzheitlichen Ansatz, der sowohl Forschung und Entwicklung als auch die Qualifikation von Unternehmen und Mitarbeitern im Bereich Digitalisierung in der Kunststoffverarbeitung umfasst, will das IKV zu einem weltweit führenden Industrie 4.0-Zentrum der Kunststoffindustrie werden. Das Projekt beginnt mit vorbe-

Skizze des Gesamtgebäudekomplexes des IKV nach Errichtung der neuen Gebäudeteile. Rechts hinten im Bild entstehen die neuen Gebäude für das Plastics Innovation Center 4.0

reitenden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zur vollständigen Vernetzung der bestehenden Forschungsinfrastruktur und umfasst die lückenlose Dokumentation des Aufbaus einer Smart Factory. Bereits während der Bauphase

und im späteren Forschungsbetrieb werden im Projekt PIC 4.0 Lösungen zur umfassenden Prozessdatenerfassung und -verarbeitung entlang komplexer Wertschöpfungsketten der Kunststoffverarbeitung erarbeitet. Im Digital Enginee-

ring wird die Bauteil- und Prozessentwicklung zudem mithilfe lückenloser Simulationsketten von den ersten Bauteil anforderungen bis zur finalen Bauteilqualität virtuell abgebildet. Darüber hinaus wird die vernetzte Forschungsinfrastruktur auch eine Testumgebung für zukünftige Entwicklungen des Exzellenzclusters «Internet of Production» der RWTH Aachen sein. Die mit dem PIC 4.0 verbundenen Baumassnahmen auf dem Terrain des IKV verhelfen dem IKV schliesslich dazu, 70 Jahre nach seiner Gründung alle Bereiche der IKV-Forschung am Campus Melaten zu vereinen. www.ikv.rwth-aachen.de

German RepRap wechselt Besitzer www.kunststoffweb.de/stellenmarkt

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Die Unternehmerfamilien Hehl und Keinath übernehmen die in Feldkirchen ansässige German RepRap GmbH. Die neuen Gesellschafter sind die Eigentümer des Spritzgiessmaschinenherstellers Arburg, der in seinem Produktprogramm ebenfalls Anlagen zur additiven Fertigung entwickelt, produziert und vertreibt. Das 2010 in der Nähe Münchens gegründete Unternehmen German RepRap ist ein Hersteller von industriellen 3D- Systemen «Made in Germany» und wird als eigenständiges Unternehmen am Standort Feldkirchen weitergeführt. Für die 23 Mitarbeitenden ergeben sich aus dem Inhaberwechsel keine operativen Veränderungen. Gründer und Geschäftsführer Florian Bautz wird weiterhin die Geschäfte führen. German RepRap entwickelt und fertigt 3D-Systeme auf Ba-

sis der FFF-Technologie (Fused Filament Fabrication). Hinzu kommt seit 2016 die neu entwickelte und weltweit einzigarte Liquid Additive Manufacturing Technologie (LAM), mit welcher Materialien wie Liquid Silicon Rubber (LSR) verarbeitet werden können. Der neue x500pro, der technische Kunststoffe – wie zum Beispiel Polycarbonat (PC) – verarbeitet, ergänzt das Produktsortiment von German RepRap. Die Angebotspaletten der beiden Anbieter im Markt ergänzen sich. Der Freefromer von Arburg funktioniert mit Tropfenaustrag und Standardgranulat für individuelle Anwendungen, der German RepRap x500pro mit Strangaustrag von Filament für industrielle Standardanwendungen. Weitere Entwicklungen werden die Verarbeitung von Flüssigkunststoffen (z. B. LSR) sein. www.arburg.com 3/2020

KUNSTSTOFF XTRA

NEWs

Wäscheklammern – spenden statt wegwerfen Auf der Swiss Plastics Expo 2020 produzierte Wittmann Battenfeld auf einer vollelektrischen EcoPower 55/350, die mit den Software-Paketen HiQ-Flow, HiQ-Melt und HiQ-Metering ausgestattet war, Wäscheklammern aus Polycarbonat mit einem 4-fach-Werkzeug der Firma Lechner (A).

Anstatt die Wäscheklammern am Ende eines jeden Messetages fortzuwerfen, sammelte Battenfeld (Schweiz) diese, um sie – ganz im Sinne von Circular Economy – einer neuen Bestimmung zuzuführen. Insgesamt wurden rund 7000 Wäscheklammern dem Werkheim Uster übergeben, wo

Menschen mit einer Beeinträchtigung arbeiten. Das Heim verfügt über einen kleinen Laden, wo eigens produzierte Ware und in diesem Fall die Wäscheklammern verkauft und auch über andere Kanäle (auf Märkten und online) angeboten werden. «Wir sind überzeugt, mit dieser Aktion einen

Denkanstoss zu geben, nicht unüberlegt Musterteile zu vernichten und gegebenenfalls eine Lösung für die Weiterverwendung zu suchen», sagt Thomas Robers, Geschäftsführer von Battenfeld (Schweiz) zu dieser Aktion.

stützt IE Plast die Qualifizierung und Validierung. IE Plast konnte mit dem Projekt erneut ein namhaftes Unternehmen der Medizintechnik-Branche von ihren Bran-

chenkompetenzen in der Planung und Realisierung anspruchsvoller Produktionsstätten überzeugen.

www.battenfeld.ch

Spatenstich für Pharma verpackungswerk von Schott Mit dem ersten Spatenstich hat der Spezialglashersteller Schott an seinem Standort Müllheim den Startschuss für den Bau einer neuen Produktion für sterile pharmazeutische Primärverpackungen aus Polymer gegeben. Das mit Unterstützung von IE Plast geplante und zu realisierende Werk soll bis 2022 mit einem Investitionsvolumen im dreistelligen Euro-Millionenbereich errichtet werden und dann 100 zusätzliche Arbeitsplätze bieten. Das neue Werk wird auf dem bestehenden Werksgelände auf einer Grundfläche von 11 000 Quadratmetern entstehen. Zu dem Neubauvorhaben

gehören neben dem Produktionsgebäude mit neuester Reinraumtechnologie auch ein Pilot-Center zur Entwicklung von Innovationen, ein Logistikzentrum sowie ein integrierter Verwaltungsbereich. Bisher wurden am Standort Pharmafläschchen aus Glas gefertigt. Nun kommt als zweites Standbein die Produktion von sterilen vorfüllbaren Polymerbehältern hinzu, und da im Speziellen Spritzen. Mit der Planung der ganzheitlichen Betriebs- und Logistikprozesse und Realisierung des anspruchsvollen Vorhabens wurde IE Plast in München beauftragt. Darüber hinaus unter-

www.ie-group.com

Minger verkauft an Symalit Die Minger Kunststofftechnik AG hat mit Wirkung per 28. Februar 2020 ihre Recycling-Aktivitäten und die aktuellen Recycling-bezogenen Vermögenswerte an die MCAM Symalit AG, Lenzburg, verkauft. Das Familienunternehmen aus Appenzell hat mit der MCAM Symalit AG (einem langjährigen Kunden)

die Nachfolgeregelung gelöst. Der Standort Appenzell wird beibehalten und die Mitarbeiter werden übernommen. Die Firma wird im Markt unter dem Namen MCAM Symalit AG, Zweigniederlassung Appenzell, weitergeführt. www.minger.ch www.symalit.com/de

Kunststoff und Metall im Verbund Nutzen Sie die Vorteile durch Umspritzen von Metall-Inserts

Technische Formteile aus Duroplast und Thermoplast 3/2020

KUNSTSTOFF XTRA

NEWs

Am 10. Februar 2020 war es nach Monaten der Planung so weit: An der Industriestrasse 20 in Däniken erfolgte im Beisein der Mitarbeiter und von Politik und Behörden der Spatenstich für den Erweiterungsbau der TopCoat GmbH. «Es ist bereits der 2. Spatenstich (nach 2014), den wir hatten», sagt CEO Marcel Steger. «Nichts desto trotz bedeutet der erneute Ausbau eine Bestätigung unserer Arbeit und wir freuen uns, dass es jetzt vorwärts geht.» Der Neubau mit einer Gesamtfläche von 1200 m2 wird Platz für Lager und Produktion bieten. «Aus der jetzigen Produktionshalle werden wir einen Teil des Lagers in den Neubau verlegen, um mehr Platz für Anlagen zu schaffen», erklärt Steger. Zudem wird die Gelegenheit genutzt, die Prozessabläufe zu optimieren. Geplant ist, dass im September dieses Jahres das zweigeschossige Gebäude eingerichtet werden kann. Steger rechnet mit etwa 10 neuen Mitarbeitern, die nach dem Ausbau dann beschäftigt werden können. Der Grund für den Ausbau ist die gute Auftragslage und die strategische Ausrichtung. Bisher war es so, dass die Kunden ihre Produkte zum Beschichten nach Däniken geschickt haben. Dort wurden sie veredelt und wieder zurückgeschickt. Neu übernimmt TopCoat – sofern vom Kunden gewünscht – auch den Part der Teileherstellung. Das spart Kosten und viel Zeit. Steger betont explizit, dass nur Teile hergestellt werden, die anschliessend auch von Top Coat beschichtet werden. Ein Partner für die verschie densten Belange Die Kernkompetenz des Unternehmens ist die Veredelung von Kunststoffoberflächen. Hier zählt das Unternehmen, welches seit 1993 auf hohe Produktqualität 40

Bilder: Jörg Signer

TopCoat: Ein Spatenstich für die Zukunft

Spatenstich bei Top Coat für den zweigeschossigen Anbau, der im September 2020 bezugsbereit sein soll.

und Innovation setzt, in der Schweiz zu den führenden Anbietern. «Was wir anders machen, besser machen als unsere Wettbewerber, weiss ich nicht. Ich weiss nur, wie wir es machen:

zuverlässig», sagt Steger. «Wir sind immer da für unsere Kunden, bei uns bezahlt man nicht nur die Arbeit, man erhält auch Service. Wir beherrschen die unterschiedlichsten Beschichtungsverfahren,

Marcel Steger ist froh, dass es mit dem Bau nun endlich losgeht.

von der PVD (physical vapour deposition) über Metallbedampfung bis zur Laserbeschriftung und zum Bedrucken, alles, und dies auch biokompatibel und FDA zugelassen.» Das Unternehmen verfügt zudem über einen Reinraum der Klasse ISO 8 GMP, wo u.a. Insulinröhrchen für Implantate beschichtet werden. Ob Hörgeräte, Uhren, Kaffeemaschinen, Automobil, Schwarz- oder Braunware: Kunststoffteile sind das Kerngeschäft. Und das seit über 25 Jahren. «Wir sind ein Partner für die verschiedensten Belange – auch in der Medtechindustrie. Hier werden wir weiterhin ausbauen», betont Steger. Die positive Entwicklung über all die Jahre kommt nicht aus dem Nichts. Es sind die Früchte von gewissenhafter Arbeit und innovativen Ideen. «Ohne unser Personal und die tolle und treue Kundschaft wäre das nicht möglich gewesen», so Steger abschliessend. mf

www.topcoat.ch 3/2020

KUNSTSTOFF XTRA

Ver anstaltungen

APRIL 2020 31.03.– 01.04.

01.04.

01./02.04.

Fachtagung: Barriere-Verbundfolien – einfach, optimal und recyclingfähig? Ort: Würzburg Veranstalter: FSKZ – KFE gGmbH Frankfurter Strasse 15–17, D-97082 Würzburg +49 931 4104-0 anmeldung@skz.de, www.skz.de/weiterbildung Nationale MDR & IVDR Konferenz Ort: Bern Veranstalter: Swiss Medtech Schwarztorstrasse 31 CH-3007 Bern +41 31 330 97 79 office@swiss-medtech.ch www.swiss-medtech.ch 4. Fachtagung: 3D-Druck in der Kunststoffverarbeitung Ort: Lüdenscheid Veranstalter: Kunststoff-Institut Lüdenscheid Karolinenstrasse 8, D-58507 Lüdenscheid +49 2351 1064-116 bildung@kunststoff-institut.de www.kunststoff-institut.de

02.04.

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

02./03.04.

Frühlingsausstellung und Fachvorträge Ort: Ermensee Veranstalter: Ineichen AG Luzernerstrasse 26, 6294 Ermensee +41 41 919 90 20 info@ineichen.ch www.ineichen.ch

06.04.

17.04.

20.–24.04.

3/2020

Grundlagen Apparatebau und Handschweissen Ort: Aarau Veranstalter: KATZ Schachenallee 29, CH-5000 Aarau +41 62 836 95 36 info@katz.ch, www.katz.ch Einsteigerkurs Spritzgiessen Ort: Aarau Veranstalter: KATZ Schachenallee 29, CH-5000 Aarau +41 62 836 95 36 info@katz.ch, www.katz.ch Spritzgiessen Grundlagen Ort: Aarau Veranstalter: KATZ Schachenallee 29, CH-5000 Aarau +41 62 836 95 36 info@katz.ch, www.katz.ch Hannover Messe Ort: Hannover Veranstalter: Deutsche Messe AG Messegelände D-30521 Hannover +49 511 89-0 info@messe.de, www.hannovermesse.de

20.–24.04.

Kurs: Polyurethantechnik Ort: Leipzig Veranstalter: Kunststoff-Zentrum in Leipzig gGmbH Erich-Zeigner-Allee 44, D-04229 Leipzig +49 341 4941-555 weiterbildung@kuz-leipzig.de, www.kuz-leipzig.de

21.04.

7. Innovation Forum Kunststofftechnik 2020 Ort: Villingen-Schwenningen Veranstalter: Kunststoff-Institut Südwest Hermann-Schwer-Strasse 3 D-78048 Villingen-Schwenningen +49 7721 99 780-0 bildung@kunststoff-institut.de www.kunststoff-institut.de

21./22.04.

Fachtagung: Aachen Polymer Optics Days Ort: Aachen Veranstalter: IKV Institut für Kunststoffverarbeitung RWTH Aachen, Seffenter Weg 201, D-52074 Aachen +49 241 80-27128 akademie@ikv.rwth-aachen.de, www.ikv-aachen.de

21.–24.04.

8. PaintExpo – Fachmesse für industrielle Lackiertechnik Ort: Karlsruhe (D) Veranstalter: FairFair GmbH Max-Eyth-Strasse 19 D-72644 Oberboihingen +49 7022 60255-0 info@fairfair.de, www.fairfair.de

22./23.04.

Empack 2020 und Logistics & Distribution 2020 Ort: Zürich Veranstalter: Easyfairs Schweiz GmbH St. Jakobs-Strasse 170a, CH-4132 Muttenz +41 61 228 10 00 schweiz@easyfairs.com, www.empack-zuerich.ch www.logistics-distribution.ch

23./24.04.

Praxiskurs: Faser-Kunststoff-Verbunde Ort: Aarau Veranstalter: KATZ Schachenallee 29, CH-5000 Aarau +41 62 836 95 36 info@katz.ch, www.katz.ch

23./24.04.

Tagung: Sensoren im Automobil Ort: München Veranstalter: Haus der Technik e.V. Hollestr. 1, D-45127 Essen +49 201 1803-211 information@hdt-essen.de www.hdt-essen.de

29.04.

Kurs: Schadensanalyse an Kunststoff-Formteilen Ort: Leipzig Veranstalter: Kunststoff-Zentrum in Leipzig gGmbH Erich-Zeigner-Allee 44, D-04229 Leipzig +49 341 4941-555 weiterbildung@kuz-leipzig.de, www.kuz-leipzig.de

30.04.

Fachtagung: Leichtigkeit PUR Ort: Pfinztal (D) Veranstalter: Fachverband Schaumkunststoffe und Polyurethane e.V. (FSK) Am Hauptbahnhof 10, D-60329 Frankfurt/Main +49 69 299 207-0 fsk@fsk-vsv.de, www.fsk-vsv.de

KUNSTSTOFF XTRA

Messen

Empack 2020 und Logistics & Distribution 2020

Vernetzt in die Zukunft Die Schweizer Verpackungs- und die Logistikbranche treffen sich vom 22. bis 23. April an der «Empack 2020» und «Logistics & Distribution 2020». Die beiden nationalen Leitveranstaltungen in der Messe Zürich laden ein zum Entdecken, Lernen und Vernetzen.

Discover Unter dem Begriff «Discover» präsentiert Easyfairs mit verschiedenen Formaten eine Vielzahl von Themen: Die Ausstellung «Expo 2020» umfasst das gesamte Angebot der Verpackungs- und der Logistikbranche. Hier laden Schweizer Anbieter die Besucher ein, ihre Produkte und Dienstleistungen zu erleben. Die vorgestellten Innovationen an der Empack 2020 umfassen die komplette Wertschöpfungskette von Verpackungsmaterialien über -maschinen bis hin zu Design- und Pointof-Sale-Lösungen. Die Ausstellung der Logistics & Distribution 2020 widmet sich

Bild: Easy fairs

Neue Technologien und Nachhaltigkeit sind Kernthemen für die Schweizer Leitveranstaltungen in den Bereichen Verpackung und Logistik. An der Empack 2020 und der Logistics & Distribution 2020 in Zürich zeigen Entscheidungsträger, wie sie die beiden Industriezweige mit neuen Lösungen verändern. Mit über 150 Ausstellern und mehr als 4500 Besuchern sind die Veranstaltungen zu Pflichtanlässen für jeden Branchen-Profi geworden. Das Messeduo findet parallel statt und ist in drei Themenfelder gegliedert. Der Teilbereich «Discover» veranschaulicht Innovationen und Lösungen, während «Learn» den Teilnehmern alles rund um Wissen und Weiterbildung näherbringt. Der Bereich «Connect» dient dem Austausch und der Vernetzung. Die Empack 2020 und Logistics & Distribution 2020 in der Messe Zürich laden ein zum Entdecken, Lernen und Vernetzen.

gezielt den Entwicklungen in Intralogistik, Transport, Distribution und E-Commerce. Eine Plattform für alle diejenigen, die sich unverbindlich über ein bestimmtes Produkt informieren wollen, stellen die Solution Center zur Verfügung. Die gefragtesten Innovationen sind unter «What’s Hot! What’s New!» auf einen Blick erfassbar. Wie sich Produkte virtuell hervorheben lassen und welche Rolle Virtual und Augmented Reality an einer Fachveranstaltung spielen können, zeigt die Basler Wion GmbH auf ihrer VR-Experience-Fläche. Im Transport-Pavillon der Logistics & Distribu-

tion 2020 präsentieren die Verbände Astag und SpedLogSwiss verschiedene Unternehmen im Bereich der Transportdienstleistungen. Gesonderte Themenbereiche finden sich auch auf den Gemeinschaftsständen des Verbands Intralogistik Schweiz (ILS) sowie im Technologie- und Innovationspark (TIP) in der Halle 6.

Learn Der Themenbereich «Learn» ist der Schauplatz für spannende Vorträge zu aktuellen Themen. Zu Wort melden sich Experten

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

info@haug.swiss

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3/2020

KUNSTSTOFF XTRA

von Unternehmen, Forschungsanstalten und Verbänden wie dem Schweizerischen Verpackungsinstitut (SVI) oder dem Fachverband für nachhaltige Wertschöpfungsnetzwerke GS1 Switzerland. Besonders gut veranschaulicht werden die Stationen einer Supply Chain durch die virtuelle Reise einer Ananas von der Plantage in Südamerika bis zur Auslage in der Schweiz. Die Empack 2020 ist ausserdem die Bühne für die Verleihung des 51. Swiss Packaging Award. Eine Ausstellung zeigt die nominierten Exponate dieser renommierten Auszeichnung sowie diejenigen des European Carton Excellence Award. Am ersten Veranstaltungsabend wird auf der Fläche «Visit the future» des Vereins Netzwerk Logistik Schweiz (VNL) zudem erneut der TIP-Preis 2020 an die innovativste Idee unter den Teilnehmern im Technologieund Innovationspark verliehen. Darüber hinaus vernetzt Easyfairs die Schweizer Verpackungs- und die Logistikbranche: Besucher können kostenlos den passenden Experten für eine bestimmte Aufgabenstellung suchen.

Connect Zum Austausch und zur Vernetzung an der Empack 2020 sowie der Logistics & Distribution 2020 dienen die Formate im Themenbereich «Connect». Im Jobs Corner werden ausgeschriebene Stellen der Aussteller veröffentlicht. Die Exhibitor Lounge ist der Ort, an dem Aussteller, VIP-Besucher, Medien und Referenten angesichts der zahlreichen Eindrücke der Veranstaltung einen Moment innehalten und sich kostenlos verpflegen können. Ein traditioneller Anlass, an dem neben der Verpflegung auch das Knüpfen von neuen Kontakten im Vordergrund steht, ist der Networking Apéro am Ende des ersten Veranstaltungstags.

Join Mit den drei Themenbereichen und ihren zahlreichen Formaten ist der Rahmen für den Treffpunkt der Schweizer Verpackungs- und der Logistikbranche gesetzt. Easyfairs freut sich, dieses Jahr erneut die wichtigsten Unternehmen und Institutionen willkommen zu heissen. Weitere Akteure und Themen werden laufend auf der 3/2020

ZURICH 2020

Website hinzugefügt. Aussteller profitieren an der Empack 2020 und an der Logistics & Distribution 2020 von Marktpräsenz in ihrer effizientesten Form. Den Zugang dazu bieten All-inclusive-Standpakete und zusätzliche Präsentationsmöglichkeiten. Den Besuchern bietet sich die Chance, in die Zukunft der beiden Industriezweige zu blicken. Einen kostenlosen Eintritt erhält, wer den Gutschein-Code «2009» auf der Website

Messen

der Empack 2020 oder der Logistics & Distribution eingibt. Kontakt Easyfairs Switzerland Debora Holdener St. Jakobs-Strasse 170a CH-4132 Muttenz +41 61 228 10 04 debora.holdener@easyfairs.com www.empack-zuerich.ch www.logistics-distribution.ch

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INDUSTRIELLE MESSTECHNIK

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Produkte

Ems-Hochleistungspolyamide für Schnellladesystem Für die Hauptkomponenten seines

geringeren Kabelquerschnitt aus-

nen Weg in die nordamerikani-

Radox

HPC-Schnellladesteckers

kommt, als der Leistungsdurchsatz

schen und europäischen Schnellla-

setzt der Schweizer Kabelspezialist

vermuten lässt und dadurch hand-

denetze gefunden. Dank der guten

Huber+Suhner auf Langglasfaser-

lich bleibt. Die Kühlmittelleitungen

Handhabbarkeit und kurzen Lade-

technologie (LFT) von Ems-Grivory.

in diesem Kabel sind ebenfalls aus

zeiten sorgt es für eine verbesserte

Der äusserst robuste langglasfaser-

einem Emser Werkstoff hergestellt:

Akzeptanz von Elektrofahrzeugen

verstärkte und flammgeschützte

Grilamid L.

Hochleistungswerkstoff

Das von Huber+Suhner entwickel-

Grivory

beim Endkunden. stark unterscheiden. So lassen sich

GVL-4H V0 ermöglicht ein zuverläs-

High-Power-Charging-System

auch Batterien grösserer Elektro-

Ems-Grivory

siges System für den rauen Autola-

mit bis zu 500 A und 1000 V er-

fahrzeuge in weniger als 15 Minu-

Via Innovativa 1

destationen-Alltag. Ebenfalls zum

möglicht besonders schnelle und

ten zu 80 % aufladen. Mit den

CH-7013 Domat/Ems

Ladesystem gehört ein flüssigkeits-

damit nutzerfreundliche Ladezei-

Weltmarktführern für Ladeinfra-

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gekühltes Kabel, das dank der akti-

ten, die sich von den Tankzeiten

struktur als Kunden hat das Radox

welcome@emsgrivory.com

ven Kühlung mit einem deutlich

flüssiger Treibstoffe nicht mehr

HPC-Schnellladesystem schon sei-

www.emsgrivory.com

Neueste Vakuumlösungen Der Einsatz von Vakuum in der

das gewünschte Vakuumniveau

Themoformen und in vielen wei-

Kunststoffverarbeitung stand ganz

konstant halten. Mink MV Klauen-

teren Anwendungen in der Kunst-

im Mittelpunkt des Messeauftrit-

Vakuumpumpen arbeiten völlig

stoffverarbeitung eingesetzt wer-

tes von Busch Vacuum Solutions

trocken, das heisst sie verdichten

den. Busch bietet auch Vakuum-

an der Swiss Plastics Expo in Lu-

ohne Betriebsmittel. Diese Tatsa-

systeme zur Entgasung unter-

zern. Busch zeigte dort seine wei-

che und das berührungsfreie Prin-

schiedlichster Kunststoffmassen

terentwickelten Vakuumlösungen,

zip der Vakuumpumpe macht das

beim Extrudiervorgang an. Auch

die ihren Einsatz im Bereich der

Simplex VO Vakuumsystem annä-

rezyklierte und nicht sortenreine

Materialzuführung bis hin zum

hernd wartungsfrei. Ein direkt un-

Kunststoffe können dadurch wie-

Thermoformen haben. Ausserdem

ter der Vakuumpumpe angebrach-

derverwertet werden.

informierte Busch seine Besucher

stoffbereich einsetzen lässt. Aus-

ter Vakuumbehälter ermöglicht,

über das Thema Nachhaltigkeit bei

gestattet sind diese Vakuumsyste-

dass das vorgegebene Vakuumni-

Busch AG

der Entgasung von Kunststoffen.

me mit Mink MV Klauen-Vakuum-

veau bei Bedarf sofort und zuver-

Waldweg 22

Busch präsentierte mit seinem

pumpen, die durch eine integrierte

lässig erreicht wird.

CH-4312 Magden

Simplex VO Vakuumsystem eine

Regelung und einen variablen An-

Vakuumtechnik von Busch kann

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effiziente Kompaktlösung, die sich

trieb exakt auf den Prozess abge-

von der pneumatischen Saugför-

info@buschag.ch

in vielen Anwendungen im Kunst-

stimmt werden können und dabei

derung bis hin zum Tiefziehen und

www.buschvacuum.com

Boy XS und XXS bieten mehr Plastifiziervolumen Lag bislang bei den genannten Ma-

kN / 0,89 m²) im Wettbewerb zu

Aufgrund der Vielfältigkeit der Plas-

schinentypen das maximale Plas-

anderen

dieser

tizifiereinheiten ist es auch möglich,

tifiziervolumen bei 10,2 cm³, ver-

Schliesskraftklasse eine deutlich

neben den gängigen Kunststoffen

fügen die beiden Spritzgiessauto-

grössere Bandbreite bei den Ein-

wie Thermoplast (ø 8 bis 18 mm),

maten ab Mitte dieses Jahres

spritzvolumina auf. Die beiden

Elastomeren (ø 16mm) sowie Sili-

serienmässig über ein maximales

Spritzgiessautomaten verwenden

kon / LSR auch biobasierte Com-

Hubvolumen von 15,3 cm³.

nicht die bei dieser Maschinengrö-

pounds zu verarbeiten.

Möglich wird dies durch einen ver-

sse übliche Kolbenplastifizierung,

längerten Schneckenhub beim

sondern setzen auf eine Schne-

Schneckendurchmesser

ckenplastifizierung

Fabrikaten

die industriellen Anforderungen

bis

des Mikrospritzgusses zugeschnit-

Thomatech GmbH

18 mm und einer um 25 % erhöh-

18 mm nach dem «First in first

ten. Im Sinne einer grösstmögli-

Wyssmattstrasse 5

ten Einspritzkraft. Somit weisen

out»-Prinzip. Dabei stehen maxi-

chen Ressourcenschonung forciert

CH-6010 Kriens

die beiden kompakten Boy XS

male, spezifische Spritzdrücke bis

Boy eine vorzugsweise angusslose

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(100 kN Schliesskraft / 0,77 m²

zu 3128 bar zur Verfügung. Die

Teileproduktion auf kostenerträgli-

info@thomatech.ch

Aufstellfläche)

bewährte Konstruktion ist ideal auf

chen Ein-Kavitäten-Werkzeugen.

www.thomatech.ch

und

XXS

von

(63

von

3/2020

KUNSTSTOFF XTRA

Nur etwas mehr als 20 Zentimeter

Das neue Laserbeschriftungssys-

lang und rund 630 Gramm leicht ist

tem wurde in Zusammenarbeit mit

der neue Vektor-Scan-Lasermarkier-

und nach den Bedürfnissen der

kopf des 20- bzw. 30-Watt Faserla-

Integratoren und der Automobilin-

sermarkiersystems Foba Y.0200-

dustrie entwickelt.

xs/Y.0300-xs. Unter dem Namen

Die Vorteile des neuen Faserlasers

Titus bietet der neue Markierlaser

raden oder um 90 Grad geneigten

ergeben sich nicht nur aus seiner

nie dagewesene Möglichkeiten in

Austrittswinkel des Laserstrahls und

Bauweise, sondern auch durch die

Bezug auf flexible Linienintegration,

auf der Möglichkeit, die Markierfeld-

Gerätesoftware. Alle drei verfügba-

Bedienbarkeit und Schnelligkeit. Auf-

grösse an die Applikationserforder-

ren User Interfaces von Foba sind

grund seines kleinen Formats und

nisse anzupassen.

für die Bedienung des Systems ver-

seiner Röhrenform, der einfachen

Bei der Installation ist eine Einspa-

wendbar.

Montagemittel-Klemmhalterung so-

rung von bis zu 90 Prozent der übli-

wie einer optional bis zu zehn Meter

cherweise benötigten Zeit möglich.

Foba Laser Marking + Engraving

langen Versorgungsleitung kann der

Auch Justierung und Fokusbestim-

An der Trave 27

Markierkopf Titus problemlos in ver-

mung sowie Auftragseinrichtung

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werden erheblich durch den inte

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grierten Fokusfinder und Pilotlaser

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Produkte

Produkte «Made in Switzerland» Die poesia holding setzte anlässlich

dukte, welche ihre Spezialisten als

ner Fläche von 1159 m2, produziert

ihres Messeauftritts an der Swiss

Engineering-Dienstleistungen für die

sie seit November 2019 rund 50 %

Plastics Expo ganz klar auf die Bot-

Kunden – von der Idee bis zur Seri-

ihres

schaft: «Wir produzieren in der

enproduktion – entwickelt hatten.

256 000 kWh selbst.

Schweiz.» In den Gesprächen mit

Die Dichtungen werden für die Pro-

Auch setzt das Unternehmen Roh-

Besuchern aus der Schweiz, aus

duktion von Fenstern, Türen und

stoffe ein, welche es ermöglichen,

Deutschland, Italien und Österreich

Fassaden verwendet und die Form-

die damit fabrizierten Produkte zu

wurde deutlich, dass die vielen Vor-

teile und Profile kommen im techni-

rezyklieren.

teile geschätzt werden, welche der

schen Bereich, zum Beispiel in der

Produktionsstandort Schweiz bietet.

Pneumatik oder bei Sanitärproduk-

Sämtliche Silikondichtungen, Spritz-

ten, zum Einsatz.

Poesia Holding AG

gussformteile und TPE-Profile (ther-

Bei der Energiegewinnung nimmt

Grenzweg 3

moplastische Elastomere) aus dem

die poesia-gruppe ihre Verantwor-

CH-5726 Unterkulm

Hause poesia werden zu 100 % in

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Unterkulm hergestellt. Anhand der

falls wahr. Dank der eigenen PVA

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(Solar-/Photovoltaikanlage), mit ei-

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Zwei Magnetbauteile – ein Werkzeug abläufe möglich. Beim Produktwechsel wird einfach das zweite

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hinterlegte Spritz- und Werkzeug-

stoffe. Sie zeichnet sich des Weite-

programm angewählt und der An-

ren durch eine hohe Spannungs-

gusskanal im Werkzeug umgeschal-

festigkeit aus und ist feuchtigkeits-

tet. Auf der K 2019 entstanden in

unempfindlich. Möglich wurde dies

einer Zykluszeit von rund 85 Sekun-

mit der Standardisierung der Dick-

den alternierend ein magnetisiertes

schicht-Technologie für Heisska-

Wie sich eine sehr flexible Produk-

Zahnrad mit acht Polen und 48

naldüsen, was für Günther ein ab-

tion ohne Umrüsten realisieren

Millimetern Durchmesser und ein

solutes Alleinstellungsmerkmal auf

lässt, demonstrierte Arburg auf der

Rotor mit vier Polen und 34 Millime-

dem Markt ist. Alles in allem ist mit

K 2019 mit einem elektrischen All-

tern Durchmesser.

den Eigenschaften der BlueFlow

rounder 370 E Golden Electric. Mit

Das Exponat verarbeitete ein kunst-

Düsentechnologie eine platzspa-

einem Familienwerkzeug ausge-

stoffgebundenes

rendere und energieeffizientere

stattet, produzierte das Exponat

Compound auf Basis von PA6. Die

Heisskanal-Auslegung möglich.

abwechselnd magnetische Zahnrä-

Magnetisierung des darin enthalte-

Neun Jahre nach der Erstpräsenta-

Nun ist die BlueFlow Düsenserie

der und Rotoren.

nen Ferrits erfolgte über Perma-

tion der «Blauen Düse» präsentiert

auch für grössere Düsen mit ei-

Das Messebeispiel zeigt, dass auch

nentmagnete direkt im Werkzeug.

Günther Heisskanaltechnik die in-

nem Schmelzekanal-Durchmesser

bei Standardmaschinen die Arbeit

Die Handhabung übernahm ein

novative

Heizungstechnologie

von 8 mm in den Längen 30, 50,

mit zwei Spritz- und Werkzeugpro-

Robot-System Multilift Select. Be-

BlueFlow, die wesentlich schlanker,

60, 80, 100, 120 und 150 mm ver-

grammen ohne weiteren Program-

vor das Robot-System das Bauteil

leistungsstärker und energieeffizi-

fügbar. Düsen und Heizungen sind

mieraufwand möglich ist. Die mag-

auf ein Förderband ablegte, wurde

enter ist. Sie ermöglicht eine indivi-

zudem mit Push-Pull-Steckern und

netischen Bauteile werden z. B. im

es über eine Magnet-Folie geführt

duellere und exaktere Anpassung

Thermofühlern erhältlich.

Bereich der E-Mobilität eingesetzt.

und auf diese Weise das Magnet-

der Heizleistung an den Bedarf in

Der elektrische Allrounder 370 E

feld visualisiert.

den jeweiligen Düsenabschnitten.

Golden

Electric

mit

600

magnetisches

Darüber hinaus kann die BlueFlow

Günther Heisskanaltechnik GmbH

Schliesskraft war mit einem 1+1-

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kompakten

aufgrund

Bauweise

ihrer

entspre-

technischer

und

Fanuc stellt ersten kollaborativen Leichtbauroboter vor für eine einfache Installation in ei-

Arm bis zu 1,4 m weit reicht. Die

Qualität – gepaart mit einfachen

ner Vielzahl von Anwendungen

Tragkraft liegt jeweils bei 10 Kilo-

Funktionen, einfacher Installation

wie fahrerlose Transportsysteme

gramm. Während alle sechs Mo-

und einfacher Programmierung.

(FTS) eingesetzt werden. Ausser-

delle der bestehenden «grünen»

Wie seine Kollegen aus der «grü-

dem kann das Teach Pendant für

CR-Baureihe kollaborativer Fanuc-

nen» CR-Reihe kann der CRX-10iA

den CRX-10iA durch einen Tablet-

Roboter auf den erprobten und

mit einem Vision-System ausge-

Computer ersetzt werden, was

weit verbreiteten Industrierobo-

stattet werden, was etwa das au-

dank einer speziellen, intuitiv be-

tern des Unternehmens basieren,

tonome Laden und Entladen von

Fanuc stellt mit dem CRX-10iA

dienbaren

eröffnet der neue Leichtbaurobo-

Behältern oder Regalsystemen

Leichtbau-Roboter eine neue Klas-

den Bedienkomfort erhöht.

ter CRX-10iA ein neues Kapitel in

ermöglicht.

se von Industrierobotern vor, die

Der CRX-10iA ist ideal geeignet für

der Geschichte des japanischen

Hand in Hand mit Beschäftigten in

Kunden, die erstmals Roboter in

Automatisierungsspezialisten.

Fanuc Switzerland GmbH

der Produktion arbeiten. Vergli-

ihrer

verwenden

Auf den ersten Blick ins Auge fällt

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chen mit der bestehenden CR-

möchten. Der CRX-10iA kommt in

das ergonomische Design des

CH-2504 Biel

Serie kollaborativer Roboter aus

zwei Varianten: Als Kurzarm-Versi-

weissen CRX-10iA. Hinter dem

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dem Hause Fanuc ist der CRX-10iA

on mit einer Reichweite von 1,2 m

schlanken Roboterarm und Körper

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deutlich leichter und kann daher

und als Langarm-Version, deren

verbirgt sich die bekannte Fanuc-

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