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FACHBERICHTE

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MESSEN

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September 2012

KUNSTSTOFF XTRA NEWS

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR DIE KUNSTSTOFF- UND KAUTSCHUKINDUSTRIE

ZZZKEWKHUPFK


Prozessintegration zählt! 1,5 Billionen Signale zwischen Peripherie und Spritzgiessmaschine: Diese unvorstellbare Zahl verarbeiten die SELOGICA Steuerungen weltweit pro Jahr. So müssen heute integrierte Herstellungsprozesse gesteuert werden – umfassend

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Medizintechnik und Composites – zwei Bereiche mit Potenzial Ganz schön gewagt, die Vision von Peter Biedermann, Geschäftsführer des Medical Cluster (siehe S. 6). Oft sind es aber gerade solch «freche» Visionen, die erst aus Ideen

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KUNSTSTOFF XTRA

Realität werden lassen. Zögerlichkeit und fehlende Weitsicht führen selten zum Ziel und schon gar nicht zu neuen Ufern. Gerade im heute international starken Wettbewerb sind Visionen nötig. Was sind Innovationen anderes als die Realisierung einer zu Beginn «unmöglichen», eben visionären Idee. Wenn vom 25. bis 27. September sich die wichtigsten Branchenplayer nationaler und internationaler Medizintechnikfirmen am World Medtech Forum in Luzern treffen, darf der Besucher erwarten, von den Messeausstellern die neuesten Entwicklungen und Trends in der Medizintechnik zu erfahren und im Rahmen des Kongresses Informationen und Tipps zu erhalten, die ihn bei Exportvorhaben – sei es in europäische oder asiatische Märkte – unterstützen. Der Event enthält alle Elemente, damit die Premiere zu einem Erfolg wird. Für die Composites-Industrie ist die Medizintechnik eher ein Nebenschauplatz. Hauptanwendungsgebiete finden sich überall dort, wo es um «Leichtgewichte» und damit verbunden um Energieeinsparung geht. Hauptaugenmerk der diesjährigen Composites Europe, die vom 9. bis 11. Oktober 2012 in Düsseldorf stattfindet, ist dem Thema CFK (kohlefaserverstärkte Kunststoffe) gewidmet. Diesem Werkstoff wird ein enormes Leichtbaupotenzial zugeschrieben, gepaart mit hervorragenden technischen Eigenschaften. Die Crux dabei ist: CFK sind noch nicht grossserientauglich und gemessen am weltweiten Produktionsvolumen nehmen sie mit rund stärkte Kunststoffe, produziert) einen bescheidenen Nischenplatz ein. Wer sich über die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten, aber auch die verschiedenen Verfahrenstechniken ein Bild machen möchte, findet in diesem Magazin zum Schwerpunktthema «Composites Spezial» viel Wissenswertes (ab S. 27). Wer sich zudem in der Praxis inspirieren will, besucht am Besten die Messe in Düsseldorf.

Marianne Flury, Redaktorin m.flury@sigwerb.com

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Zykluszeitreduktion

37 000 jato (2011 wurden in Europa mehr als 1 Mio. Tonne GFK, glasfaserver-


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FOKUS

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WMTF – ein Format, das Schule machen wird

5000 Besucher werden erwartet, die auf 250 Aussteller treffen, 140 Referenten sorgen für ein dichtes und abwechslungsreiches Kongressprogramm. 30 Events, wie Workshops, 1 to 1 Partnering, Swiss Lounge, Delegationsempfänge, Medtech Night, Corporate Events u.v.m. sorgen dafür, dass das WMTF die Attribute international und hochstehend verdient.

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MEDIZINTECHNIK SPEZIAL Keine Kompromisse in der Qualität

Die Anwendungen von Polymeren in der Medizintechnik sind vielfältig. Ob es um Zulassungsverfahren, um die Herstellung von Mikroimplantaten oder um die Prävention vor HIV-Erregern, um die Substitution von Metallen durch Kunststoffe, um Werkzeuge und Heisskänale oder um die Einführung eines MES geht: Top-Qualität und absolute Sicherheit der Produkte haben stets höchste Priorität.

IMPRESSUM

KUNSTSTOFF XTRA

Die Fachzeitschrift für die Kunststoff- und Kautschukindustrie

Herausgeber/Verlag SIGWERB GmbH Unter Altstadt 10 CH-6301 Zug Telefon +41 (0)41 711 61 11 info@sigwerb.com www.sigwerb.com Anzeigenverkaufsleitung Thomas Füglistaler

Erscheinungsweise 10 × jährlich Jahrgang 2. Jahrgang Druckauflage 6000 Exemplare ISSN-Nummer 1664-3933 Internet www.kunststoffxtra.com Geschäftsleiter Andreas A. Keller

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Anzeigenverkauf SIGImedia AG Jörg Signer Pfaffacherweg 189 Postfach 19 CH-5246 Scherz Telefon +41 (0)56 619 52 52 Telefax +41 (0)56 619 52 50 info@sigimedia.ch Chefredaktion Marianne Flury St. Niklausstrasse 55 CH-4500 Solothurn Telefon +41 (0)32 623 90 17 m.flury@sigwerb.com www.kunststoffxtra.com

MASCHINEN/PERIPHERIE Mit nachhaltigen Lösungen glänzen

Vor fünf Jahren gründeten Daniel Rentsch und Daniel Reist in Langenthal ihr eigenes Unternehmen. Inzwischen hat die Dreatec GmbH Sitz in Thörigen, wo ein Mehrfaches an Platz zur Verfügung steht. Das Team um die beiden Firmengründer ist in der Schweiz offizieller Supporter der Anderson- und Giben-CNC-Produktpalette.

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FIRMENBERICHT

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COMPOSITES SPEZIAL Die facettenreiche Welt der Verbundwerkstoffe

Die verschiedenen Beiträge zu unserem Schwerpunktthema rund um Composites zeigen, wie facettenreich Verbundwerkstoffe sind und wie breit deren Anwendungsbereiche. Aber auch an verschiedensten Fertigungsverfahren mangelt es nicht – und es wird weiter geforscht. Wer mehr über aktuelle Entwicklungen und Trends wissen möchte, besucht am Besten die Composites Europe in Düsseldorf.

Produktion Sprüngli Druck AG Dorfmattenstrasse 28 CH-5612 Villmergen Telefon +41 (0)56 619 53 53 Telefax +41 (0)56 619 53 00 info@spruenglidruck.ch www.spruenglidruck.ch Abonnemente Telefon +41 (0)41 711 61 11 info@sigwerb.com www.kunststoffxtra.com Jahresabonnement Schweiz: CHF 38.00 (inkl. Porto/MwSt.) Jahresabonnement Ausland: CHF 58.00 (inkl. Porto) Copyright Zur Veröffentlichung angenommene Originalartikel gehen in das ausschliessliche Verlagsrecht der SIGWERB GmbH über. Nachdruck, fotomechanische Vervielfältigung, Einspeicherung in Datenverarbeitungsanlagen und Wiedergabe durch elektronische Medien, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlags. Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Haftung übernommen. Copyright 2012 by SIGWERB GmbH, CH-6301 Zug

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RÉSEAU PLASTURGIE

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NEWS

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VERANSTALTUNGEN

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PRODUKTE

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LIEFERANTENVERZEICHNIS

Le point sur le Réseau plasturgie

Le Réseau plasturgie fait évoluer son identité visuelle et se dote d’un nouveau logo. Arborant maintenant une croix suisse, ce dernier affirme le cluster au-delà de la Suisse occidentale et lui donne un caractère national et international. Un panorama de l’état du réseau démontre que ce changement s’inscrit dans la réalité de ses activités.

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QUALITÄTSSICHERUNG Ultraschallanalyse der Wasserinjektionstechnik

Temperiergeräte Thermo-5 • dichtungslose Edelstahlpumpen als Standard für Förderleistungen von 30 resp. 50 L/min • Energieeffizienzklasse IE2 • 24 Monate Garantie Bereits heute zeichnen sich die Temperiergeräte von HB-Therm durch einen energiesparenden und wartungsarmen Betrieb aus. Die geschlossenen tanklosen Systeme arbeiten mit optimalen Umlaufvolumen. Heizungen ohne direkten Wärmeträgerkontakt, Durchflussmesser ohne bewegliche Teile und eine verkalkungsarme Kühlung mit Bypass erfüllen den Kundenanspruch nach Qualität und Verfügbarkeit. HB-Therm untermauert dies neu mit einer 24 monatigen Garantie. Die Energieeffizienz ist ein weiterer wichtiger Qualitätsanspruch von HB-Therm. Generell 9 /2012

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ZUM TITELBILD

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Die Weiterentwicklung von Qualitätssicherungsmethoden spielt bei der Herstellung sowie in der Anwendung von Kunststoffprodukten eine wichtige Rolle. Versuchsergebnisse des IKV zeigen, dass mittels Ultraschallanalyse der Formteilbildungsprozess bei der Wasserinjektionstechnik WIT beschrieben und qualitativ beurteilt werden kann.

NEWS

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR DIE KUNSTSTOFF- UND KAUTSCHUKINDUSTRIE

werden zur Erfüllung der Energieeffizienzklasse IE2 neue Pumpen eingesetzt. Bis zum Jahr 2010 war HB-Therm ausschliesslich Hersteller von Temperiergeräten. Die Typenvielfalt wurde nach den Kriterien der Technologie und dem Steuerungskonzept der jeweiligen Gerätegeneration zugeteilt (z. B. Series 3, 4, 5). Die neuen Produktgruppen von HB-Therm sind ebenfalls nach diesen bewährten Kriterien benannt. Die Temperiergeräte erhalten dabei die Produktgruppenbezeichnung Thermo-5. Fakuma 2012, Halle A4 – Stand 4205

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FOKUS

Erstes internationales Medizintechnikforum in Luzern

Ein Format, das Schule machen wird 5000 Besucher werden erwartet, die auf 250 Aussteller treffen, 140 Referenten sorgen für ein dichtes und abwechslungsreiches Kongressprogramm. 30 Events, wie Workshops, 1 to 1 Partnering, Swiss Lounge, Delegationsempfänge, Medtech Night, Corporate Events u.v.m. sorgen dafür, dass das WMTF die Attribute international und hochstehend verdient.

Vom 25. bis 27. September 2012 präsentiert sich die medizintechnische Zulieferindustrie den internationalen Herstellern. Der Medical Cluster und die Messe Luzern AG schaffen mit dem WMTF Lucerne eine umfassende Plattform für eine bedeutende, umsatzstarke und zukunftsträchtige Branche. Die Veranstaltung verbindet Fachmesse, Kongress und diverse Meetings – ein solches Format ist neu für die schweizerische Medizintechnikindustrie. An der dreitägigen Fachmesse stellen die mehrheitlich Schweizer Zulieferunternehmen, die Institute der Forschung, Entwicklung und Bildung sowie institutionelle Partner und Förderorganisationen ihre Produkte und Dienstleistungen den internationalen Herstellern von medizintechnischen Produkten vor. Der Kongress thematisiert die Entwicklungen in den relevanten globalen Medizintechnikmärkten und bietet Entscheidungshilfen für Exportvorhaben. Spezielle Formate, wie der exklusive Eröffnungsanlass, die Medtech Night, das Center of Attention, One-to-one Partnering oder die Swiss Lounge dienen dazu, das Networking unter den internationalen Teilnehmern zusätzlich zu fördern.

Starke Partner mit an Bord Mit dem Medical Cluster als Organisationspartner und unterstützt durch die Exportplattform «Medtech Switzerland» kann das WMTF auf starke Partner zählen. Wichtige Partner wie die ETH Zürich, die Empa, die Uni Bern, CSEM, EUResearch und die Fachhochschule Nordwestschweiz sorgen für eine gewichtige Beteiligung von Wissenschaft und Forschung. Auch die Kommission für Technologie und Innovation KTI des Bundes nutzt das WMTF als Plattform und der Präzisionscluster ist als Supporting Part4

WTMF – Die Macher (v.l.): Peter Biedermann, Geschäftsführer Medical Cluster, Fabienne Meyerhans, Project Manager Messe Luzern AG, Dr. Patrick Dümmler, managing Director Medtech Switzerland, Francis Koller, Präsident Faji SA

ner mit an Bord. Schweizer Kantone wie Luzern, Aargau oder Solothurn organisieren für ihre Medizintechnikfirmen Gemeinschaftsstände. Gleich tun es ihnen Länder wie Deutschland, Österreich und Kanada. Die Westschweizer Mikrotechnik-Zuliefermesse MediSiams findet erstmals unter dem Dach des WMTF statt – damit ist gewährleistet, dass die gesamte Schweizer Medizintechnikkompetenz dargestellt wird.

Bearbeitung ausländischer Märkte und hohe F&E-Kosten Die Schweiz ist für künftige Innovationen auf die Kreativität akademischer Forschung und der Markterfahrung erfolgreicher Firmen angewiesen. Innovation gilt als Antrieb des Wirtschaftswachstums. Es muss ein Ziel sein, innovationsfreundliche Rahmenbedingungen zu schaffen, um so wesentlich zur Steigerung der gesamtwirtschaftlichen Innovationsperformance beizutragen. Aus dem Branchenbuch der Credit Suisse für das Jahr 2011 geht hervor, dass speziell für kleinere Unternehmen der Medizintechnik in der Schweiz zwei Hürden bestehen. Zum einen sind dies die hohen Ausgaben für die Forschung und Entwicklung, zum anderen die hohen Investitionskosten für die Bearbeitung ausländischer Märkte. Die Problematik der Bearbeitung ausländischer Märkte ist Hauptthema im Kongress und

soll mit praxisnahen und lösungsorientierten Ansätzen den Fachbesuchern wertvolle Informationen für die erfolgreiche Marktbearbeitung in den etablierten Exportmärkten sowie in einigen ausgesuchten «emerging markets» liefern. Die zweite Branchenproblematik, die hohen Ausgaben für Forschung und Entwicklung, ist Thema des Center of Attention. Dabei geht es vor allem darum, Lösungen aufzuzeigen, bzw. Kontakte herzustellen, die einem Unternehmen helfen sollen, effiziente und effektive F&E-Projekte zu verwirklichen (shorter time zu market). ■

World Medtech Forum Lucerne Datum: 25. bis 27. September 2012 Ort: Messe Luzern Öffnungszeiten: 09.00 bis 17.00 Uhr Eintritt: CHF 25 Organisationspartner: Medical Cluster und Messe Luzern AG Strategische Partner: Medtech Switzerland und FAJI SA (vormals Siams SA, MediSiams) WMTF 2013 geplant: 17. bis 19. September 2013 Detailinformationen: www.medtech-forum.ch

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KUNSTSTOFF XTRA

FOKUS

Interview mit Fabienne Meyerhans

Wer an Innovation interessiert ist, besucht das WMTF Der Anspruch und die Ziele sind hoch gesteckt, die sich die Macher des ersten World Medtech Forum (WMTF) Lucerne gesteckt haben. Wie will die Messe Luzern, zusammen mit den Organisationspartnern, diesen Anforderungen genügen, wie das Versprechen «international» erfüllen? Wir sprachen mit der Projektleiterin Fabienne Meyerhans.

Marianne Flury

Bild: zvg

Redaktion: Der Aufwand, ein MedtechForum in der Schweiz international auszurichten ist enorm. Weshalb tut ihr euch das an? Fabienne Meyerhans: Erstens dürfen wir auf eine ganze Reihe von tollen Partnerschaften zählen. Allen voran der Medical Cluster. Nur gemeinsam können wir eine solche grosse Aufgabe stemmen. Eine nationale Veranstaltung dient der Industrie nicht. Diese exportorientierte Branche ist auf Kunden aus dem Ausland angewiesen. Darum richten wir bereits die 1. Austragung konsequent international aus. Interessant und halt ein wenig typisch ist, dass sich ausländische Zulieferbetriebe als Aussteller anmelden, ohne dass wir sie kontaktiert haben. Dem gegenüber brauchen Schweizer Zulieferbetriebe mehr Zuwendung, bis sie sich für eine Teilnahme entscheiden. Ausnahmen bestätigen da wie immer die Regel.

Fabienne Meyerhans: Da muss schon ein bisschen Fleisch an den Knochen, um international mobilisieren zu können.

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Wer ist die Zielgruppe bei den Ausstellern? Meyerhans: Internationale Zulieferer und Dienstleister, die nahe am Inverkehrbringer sind. Aus welchen Bereichen kommen die 250 Aussteller effektiv? Meyerhans: Für uns sind die Bereiche gar nicht so wichtig. Ausschlaggebend für uns ist, dass die Firmen Kompetenz in der Medizintechnik besitzen. Jeder Aussteller muss uns bekanntgeben, welchen Umsatzanteil er mit der Medtech-Branche erzielt und ob er ISO 13485 zertifiziert ist. Wie ist in etwa das Verhältnis Kunststoffbranche : andere? Meyerhans: Die Kunststoffindustrie ist gut vertreten. Da haben wir sofort das Vertrauen gespürt – da ist die Messe Luzern ja durch die Schweizer Kunststoffmesse Swiss Plastics auch nicht ganz unbekannt. Wer muss das Forum unbedingt besuchen? Meyerhans: Alle, die mit Medizintechnik zu tun haben. Ob Entwicklung, Einkauf, Produktion oder Absatz. Die Medtech-Industrie ist in vielerlei Hinsicht auch Taktgeber. Das ist eine Hightech-Branche. Wer an Innovationen interessiert ist und erfahren möchte, wie sich die internationalen Märkte entwickeln, lässt sich das WMTF nicht entgehen. 140 Referenten, 30 Workshops und Events – ist damit das Programm nicht überladen? Meyerhans: Wir wollen die Kompetenz des Werkplatzes Schweiz, d.h. der Industrie, der Förderorganisationen und der Wissenschaft, darstellen und so Wirtschafts- und Standortförderung betreiben. Das gelingt mit einer reinen Zuliefermesse nicht. Da muss schon ein bisschen Fleisch an den Knochen,

um international mobilisieren zu können. Der General Manager von Roche, Jürg Erismann, hat in einem Interview in der Neuen Luzerner Zeitung auf die Frage «Wie wird der Standort Roche in Rotkreuz in fünf Jahres aussehen» geantwortet: «Das ist keine einfache Frage, da wir Teil eines globalen Netzwerkes sind und spezifische Aktivitäten für die Division erbringen… Die RocheStandorte stehen auch in einem internen Wettbewerb zueinander, und es gilt, die Standortvorteile immer wieder aufs Neue zu demonstrieren.» Und genau da setzt das WMTF an. Das WMTF will die Standortvorteile ins beste Licht rücken. Es geht darum, einen Beitrag an die Erhaltung von Arbeitsplätzen zu leisten. Dabei dürfen wir auch auf die Unterstützung von namhaften Herstellerfirmen mit Sitz in der Schweiz zählen. Welche Massnahmen machen das Forum zu einem internationalen Forum? Meyerhans: Wir wollen zum WEF (Weltwirtschaftsforum, Anm. der Red.) der Medizintechnik werden. Das ist eine Vision und es ist ein langer steiniger Weg dorthin. Der Bund mit seiner Förderorganisation Medtech Switzerland aber auch die Kantone und viele andere Organisationen unterstützen das WMTF, das gibt uns die nötige Sicherheit langfristig denkend in ein tolles Produkt, mit einem exklusiven Inhalt investieren zu können. Nebst exklusiven Inhalten braucht es auch eine internationale Besucherschaft. Mit dem Aufbau einer internationalen Adressdatenbank, die zur Zeit über 40 000 weltweite Kontakte enthält, haben wir den Grundstein dazu bereits gelegt. Ist das WMTF in dieser Form einmalig? Meyerhans: Die Schweiz ist die Wiege der Medizintechnik. Denken Sie an die Anfänge in Davos mit Klaus Schwab. Daher gibt es 5


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FOKUS

nur ein Land auf dieser Erde, welches sich erlauben darf, diesen Namen für sich in Anspruch zu nehmen. Das WMTF ist eine echte Schweizer Innovation. Eine Veranstaltung in dieser Form – mit Kongress, Fachmesse und diversen Meetings – gab es in der globalen Medizintechnikbranche bisher nicht. In welchem Turnus wird das WMTF durchgeführt werden? Meyerhans: Das nächste WMTF war ursprünglich für das Jahr 2014 geplant. Unsere Partner und die Industrie sprechen sich jedoch klar für eine frühere Austragung aus. Wir freuen uns über dieses in uns gesetzte Vertrauen. Das nächste WMTF findet somit bereits vom 17. bis 19. September ■ 2013 in Luzern statt.

Statement von Markus Lauber:

Die Schweiz ist Weltmeister – sprechen wir darüber! Gemäss neuen Prognosen der US Marktforschungsfirma Frost & Sullivan wird der westeuropäische Markt für Kunststoffe in medizintechnischen Geräten um durchschnittlich jährlich 8,6 % wachsen, von 602 Millionen Euro (2011) auf 1,075 Milliarden (2018). Dieses Wachstum wird dadurch gefördert, dass in der Medizintechnik verstärkt diverse Materialien durch Kunststoff ersetzt werden. Die gute Stellung der Schweizer Kunststoffindustrie im Medizintechnikmarkt ist die ideale Voraussetzung dafür, sich an diesem prognostizierten Wachstum zu beteiligen. Leider haben sich die Rahmenbedingungen für die exportorientierte Industrie durch die Euro-Wechselkurse markant verschlechtert. Dies führt zu Lohnstückkosten in der Schweiz, die mit denjenigen in Griechenland vergleichbar sind. Nach wie vor ist die Schweiz jedoch gemäss einer Publikation von Avenir Suisse mit einem Produktionsvolumen von über 12 000 US-Dollar pro Kopf und Jahr die führende Industrienation weltweit! Die Schweizer Industrie steht damit glänzend da – diese Position gilt es zu halten. Mit dem World Medtech Forum Lucerne (WMTF), aber auch mit der Schweizer Kunststoffmesse Swiss Plastics, wollen wir 6

einen Beitrag leisten, um auf die Exzellenz der Schweizer Kunststoffindustrie international aufmerksam zu machen. Die vier Partner Medical Cluster, Medtech Switzerland, FAJI SA (vorher Siams SA) und die Messe Luzern AG wollen das WMTF zum wichtigsten Treffpunkt der weltweiten Medizintechnikbranche entwickeln. Und die Industrie reagiert äusserst positiv: Die gesteckten Ziele sind erreicht. 250 Zulieferfirmen präsentieren sich an der Messe und der positive Anmeldestand am Kongress zeigt, dass die Entscheider der wichtigsten internationalen Medizintechnikfirmen vor Ort sein werden. Wie geplant haben die Branchenplayer entlang der Medtech-Wertschöpfungskette am WMTF ihren individuellen Platz gefunden und bespielen die diversen Gefässe mit spannenden Inhalten. Wir sind überzeugt, gemeinsam mit der Industrie das WMTF als unverzichtbare Plattform im Markt zu implementieren. Unverzichtbar auch für Sie – überzeugen Sie sich!

und Verwaltungsräte, die Finanzgeber und die Entscheidungsträger aus Politik und Behörde. Sie alle diskutieren über die Herausforderungen und Trends im Gesundheitsmarkt, schliessen neue Geschäftskontakte, lernen neue Firmen, Verfahren, Kompetenzen und Lösungen kennen. Sie kommen weit angereist aus Australien, Asien, Afrika, Europa und aus Amerika. Sie alle freuen sich schon Monate zuvor auf die Reise in die Schweiz und planen im Voraus unzählige Business meetings. Sie als Aussteller erhalten bereits Wochen vor dem Forum Anfragen für Gesprächstermine oder Sie arrangieren Ihre eigenen Kundenevents, da Sie wissen: alle Ihre Kunden sind in Luzern. Und dann öffnet das Forum und Sie als Kunststoffexperte sind mitten drin. Sie erhalten auf Ihrem Stand Besuch von Firmen, von denen Sie vorher noch gar nie gehört haben. Es sind Entwicklungsleiter, die Ihre Kompetenz, Ihre Erfahrung und Ihre Qualität benötigen. Sie sind Teil der weltbesten Zulieferer in die Medizintechnik und wegen Ihnen reist die Welt in die Schweiz. Und Sie stellen fest, dass es gar nicht mehr notwendig ist, an weitere Messen ins Ausland zu fahren – denn Ihre Zielgruppe steht bereits bei Ihnen auf dem Stand! Das ist unsere Vision. Wir bringen die Medizintechnikwelt in die Schweiz. Wir, zusammen mit 250 Ausstellern in diesem Jahr, wir mit 320 Ausstellern 2013 und wir mit 400 Ausstellern 2014. Werden Sie Teil der Expertise – die Plätze werden schon bald knapp! Ich freue mich, Sie bald in Luzern zu treffen.

Markus Lauber Mitglied der Geschäftsleitung der Messe Luzern AG

Statement von Peter Biedermann:

Mit dem WMTF eine Vision vor Augen Stellen Sie sich vor, die weltweit renommiertesten und wichtigsten Medizintechnikunternehmen treffen sich alljährlich in der Schweiz: Es kommen die Entwicklungsleiter, die Einkäufer, die Regulatory-Spezialisten, die Business-Developer, die CEO’s

Peter Biedermann Geschäftsführer des Medical Cluster, Bern 9 /2012


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MEDIZINTECHNIK SPEZIAL

Qualitätssicherung in der Medizintechnik

Durch den Dschungel der Regulierung navigieren Ein rascher Marktzugang zeichnet den Schweizer Medtech-Standort aus. Doch die regulatorischen Auflagen und Sicherheitsbestimmungen für Medizinprodukte nehmen auch hier zu. Die Überwachungsbehörde Swissmedic informiert, schult und gibt dazu Empfehlungen heraus. Beratungsfirmen wie ISS unterstützen Firmen dabei, Zulassungsverfahren und Qualitätskontrollen effizient zu managen.

Kathrin Cuomo-Sachsse1

Bild: Fasmed

Von der Entwicklung über die Herstellung bis zur Auslieferung hat ein Medizinprodukt unzählige Anforderungen zum Schutz der Patienten und Anwender zu erfüllen. Allein für die Marktzulassung sind zahlreiche Bestimmungen zur Verträglichkeit der Materialien (Biokompatibilität), zur Funktionalität, Qualität und Sterilität einzuhalten. Beispielsweise werden die Reinraumbedingungen bei der Montage oder die Sicherheit bei der Verpackung, etwa von Spritzen, anhand spezifischer Tests validiert. Das Aufkleben eines Pflasters ist nicht mit denselben Gefahren verbunden wie die Nutzung von Gehhilfen oder gar der Einsatz eines Herzschrittmachers. Je nach Risikoklasse unterliegt ein neues Medizinprodukt einfacheren oder strengeren Vorschriften, um konform in Verkehr zu kommen. Auch

entscheidet das Gefährdungspotenzial darüber, wie es an Menschen erprobt werden muss. Beispielsweise haben klinische Versuche mit Implantaten höchsten wissenschaftlichen und ethischen Kriterien sowie gesetzlichen Anforderungen hinsichtlich Patienteninformation und Schadensdeckung zu genügen.

10 000 Seiten Dokumentation Ob zur Entwicklung, Zusammensetzung oder Funktionalität eines Produkts – auch aus Haftungsgründen gilt es, alle Angaben dazu akribisch in Handbüchern festzuhalten und regelmässig zu aktualisieren. Je nach Risikoklasse fallen für die technische und klinische Dokumentation heute bis zu 10 000 Seiten an. Darüber hinaus sind Hersteller für auf dem Markt befindliche Produkte verpflichtet, ein System zur Produktbeobachtung zu unterhalten. Dazu müssen regelmässig Informationen über Sicherheit, Qualität, Haltbarkeit und Leistung von Medizinprodukten bei deren Anwendung gesammelt und ausgewertet werden. Dabei wird die Rückverfolgbarkeit immer wichtiger. Sie dient dem Qualitätsnachweis und ermöglicht einen effizienten Rückruf von Produkten. Schwerwiegende Vorkommnisse

und eingeleitete korrigierende Massnahmen müssen Hersteller und Anwender der schweizerischen Zulassungs- und Aufsichtsbehörde für Heilmittel, Swissmedic, melden beziehungsweise mit ihr abstimmen. Hier werden jährlich nahezu 1800 Meldungen zu Medizinprodukten registriert. Damit hat sich die Zahl seit 2005 praktisch verdoppelt. Der grösste Anstieg war zwischen 2009 und 2010 zu verzeichnen als Folge der Revision der Medizinprodukteverordnung (MepV). Im Nachvollzug der Anpassungen des europäischen Rechts wurde darin u.a. die Risikoeinstufung vereinzelter chirurgisch-invasiver Produkte von der Klasse IIa auf III erhöht. Neben falschen Klassenzuteilungen sind Label- und Verpackungsprobleme oder unkorrekte Produktbeschreibungen und Software-Fehler die häufigsten Ursachen für unerwünschte Vorkommnisse. Die erfolgten Korrekturen publiziert Swissmedic und gibt von sich aus Sicherheitswarnungen heraus, wenn beispielsweise ein Hersteller in Konkurs geht.

Verantwortungsbewusste Hersteller «Grundsätzlich nehmen die Hersteller ihre Verantwortung wahr. Das Überwachungs-

Die Medizintechnik in Kürze Damit ein neues Medizinprodukt zügig auf dem Schweizer Markt verkauft werden kann, genügt eine Erklärung des Herstellers über die Konformität des Medizinprodukts mit den anwendbaren Normen und das Medizinprodukt muss entsprechend CE-gekennzeichnet sein. 1

Kathrin Cuomo-Sachsse, Medien + PR, Fasmed, Muri

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Folgende Kennzahlen belegen die Vielfalt sowie die Leistungs- und Innovationskraft der Branche: • Über 3700 KMU, aber auch Weltkonzerne, in der Schweiz • Rund 10 000 unterschiedliche Produktfamilien • Über 48 000 Vollzeitstellen

• Eine Bruttowertschöpfung von über 11 Milliarden Schweizer Franken • Ein Anteil von 2 Prozent am Schweizer BIP und damit auf Augenhöhe mit der Pharmaindustrie • Ein Exportvolumen von gegen 10 Milliarden Franken • Jährlich 1200 Medtech-Patentanmeldungen von Unternehmen aus der Schweiz

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MEDIZINTECHNIK SPEZIAL

Fasmed: Wegbereiter für die Branche Der Dachverband der Schweizer Medizintechnik umfasst mit rund 250 Mitgliedfirmen die bedeutendsten Medtech-Unternehmen aus Industrie und Handel in der Schweiz. Damit die Medizintechnik ihren Beitrag zur erstklassigen Versorgung erbringen kann, setzt sich Fasmed für den Erhalt und die Förderung der marktwirtschaftlichen Strukturen im Schweizer Gesundheitswesen ein. Gleichzeitig versteht sich der Verband als Wegbereiter für die Branche und vertritt mit fünf Sektionen aktiv die Interessen und Belange seiner Mitglieder. Unter anderem informiert und berät er in fachspezifischen, wirtschaftspolitischen sowie juristischen Fragen. Darüber hinaus erarbeiten auf aktuelle Themen (wie zum Beispiel «Leistung und Vergütung») bezogene (sektionsübergreifende) Arbeitsgruppen Lösungen. Dazu pflegt Fasmed gezielte Kontakte zu den politischen Behörden, zur Verwaltung und zu wichtigen Partnern wie Ärzten, Spitälern und Krankenkassen im Inland.

system funktioniert, und mit dem Implantateregister Siris wird zusätzlich ein wert-

volles Instrument zur Qualitätskontrolle bereit stehen», erklärt Karoline Mathys, Direktionsmitglied bei Swissmedic. Auch Hans-Jörg Riedwyl, Geschäftsführer der Integrated Scientific Services (ISS) AG betont, dass die Schweizer Medtech-Firmen aus Tradition ein hohes Qualitäts- und Sicherheitsbewusstsein gegenüber den Patienten haben. So kann er sich hier auch keinen betrügerischen Vorfall wie mit den PIP-Implantaten vorstellen.

Innovationsfreundliche Schweiz «Mit einer kurzen Zulassungszeit von einigen Monaten – im Vergleich zu Japan mit bis zu zwei Jahren – bietet die Schweiz ein innovationsförderndes Umfeld. Sie dient international tätigen Firmen oft als Testmarkt für den Eintritt in andere Länder», erklärt Ulrich Hofer, Leiter Regulatory Affairs & Wissenschaft bei ISS. Trotz jahrelanger Bestrebungen, das Medizinproduktrecht global zu harmonisieren, gibt es immer noch sehr unterschiedliche Regulierungssysteme bzw. -hürden zu bewältigen: In den USA kontrolliert die staatliche Food and Drug Administration, FDA, den Markt, und aufstrebende Medtech-Länder wie Brasilien oder China schotten sich mit erschwerten Zulassungsbedingungen gegenüber ausländischen Firmen ab.

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«Bedingt durch die wachsende globale Vernetzung und die Entwicklung neuer Technologien, etwa im Nano-Bereich, gewinnt der Wandel in der Regulierungsszene an Dynamik», so Riedwyl. Im Zuge der Vorkommnisse mit fehlerhaften Produkten werden weltweit die Vorschriften weiter verschärft. Dementsprechend wächst der administrative Aufwand: Von der Validierung der Produktionsprozesse bis zur Konformitätserklärung für die Zulassung (siehe Kasten) bewegen sich die Kosten je nach Produkt im vier- bis sechsstelligen Bereich.

Regulatory Affairs ist Chefsache «Angesichts der wachsenden Komplexität der Auflagen braucht es gute Kenntnisse der Gesetze und Richtlinien», betont Mathys. Hier informiert, schult und gibt Swissmedic regelmässig Empfehlungen heraus. Um sich in der Fülle wichtiger Regulierungen zurechtzufinden, sollte das Thema von Beginn an in der Geschäftsstrategie verankert und beim Management angesiedelt sein. Ein Start-up muss sich bereits vor der Entwicklung seines ersten Produkts dazu Gedanken machen und Mitarbeiter dafür ausbilden. Grössere Unternehmen engagieren einen Regulatory Affairs-Verantwortlichen und Qualitäts-Manager oder bauen eigens eine Abteilung auf. Hingegen sind

World Medtech Forum Lucerne

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KUNSTSTOFF XTRA

KMU aus wirtschaftlichen Gründen oder aus Mangel an medizinischem Wissen auf alternative Lösungen angewiesen. Dies umso mehr, weil die Überprüfung der Wirksamkeit ähnlich wie bei Pharmaprodukten zunehmend klinisches Know-how erfordert.

Schlankes Qualitätsmanagement Hier unterstützen Firmen wie ISS mit fachspezifischer Beratung und Software KMU

MEDIZINTECHNIK SPEZIAL

dabei, ein schlankes Qualitätsmanagement aufzubauen und schnell am Markt zu sein. «Bereits bietet die ISO-Norm 13485 für Design und Herstellung von Medizinprodukten eine effiziente Zertifizierungsgrundlage», erklärt Hofer. Mit einer gut aufbereiteten Dokumentation kann der Prozess für den raschen Zugang auf möglichst vielen Märkten stark verkürzt werden. Auch liessen sich dank dem Know-how der Spezialisten höhere Klassenzuteilungen oder Rückrufaktionen eines Medizinprodukts verhindern, was den betroffenen Unternehmen hohe Kosten ersparte.

Der Bericht stammt aus dem neuen «Swiss Medtech Report», der zum Zeitpunkt des «World Medtech Forum Lucerne» (vom 25. bis 27. September) erscheint.

Kontakt Fasmed Worbstrasse 52 CH-3074 Muri/Bern Telefon +41 (0)31 380 85 95 fasmed@medizinprodukte.ch www.fasmed.ch

Konform mit CEKennzeichen Damit ein neues Medizinprodukt zügig auf dem Schweizer Markt verkauft werden kann, braucht es bisher noch kein zeitraubendes behördliches Bewilligungsverfahren wie die Arzneimittel zu durchlaufen. Vielmehr muss eine Erklärung des Herstellers über die Konformität des Medizinprodukts mit den anwendbaren Normen vorliegen und das Medizinprodukt entsprechend CE-gekennzeichnet sein. Die in der Schweiz anwendbaren Normen finden sich hauptsächlich im Bundesgesetz über die Arzneimittel und Medizinprodukte (Heilmittelgesetz, HMG), in der Medizinprodukteverordnung (MepV) und in der Verordnung über klinische Versuche mit Heilmitteln. Die Prüfung der Konformität kann der Hersteller für bestimmte ungefährliche Medizinprodukte (der Klasse I) selber vornehmen. Für solche mit höherem Gefährdungspotenzial muss er eine externe, staatlich geprüfte und anerkannte Konformitätsbewertungsstelle (KBS, auch «Notified Body» genannt) beiziehen. Im Rahmen der Bilateralen Verträge 1 hat die Schweiz mit der EU die gegenseitige Anerkennung ihrer Konformitätsbewertungsstellen vereinbart. Deshalb können sowohl die von der Schweizer Akkreditierungsstelle (SAS) anerkannten 5 KBS als auch die 76 international akkreditierten Notified Bodies aus Vertragsstaaten beigezogen werden. Weitere Informationen zur Medizinprodukte-Regulierung: www.swissmedic.ch

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Was wäre wenn ... eine leichte Polymerlösung die Kühlleistung in hochentwickelten Beleuchtungssystemen verbessern und gleichzeitig die Gesamtkosten reduzieren könnte? Es ist möglich – wenn Sie sich für PolyOne entscheiden. Unsere Therma-Tech™ thermisch leitenden Lösungen unterstützen die Konstrukteure von hochentwickelten Beleuchtungssysteme bei der Entwicklung von LEDDesign mit hoher Helligkeit, die Schäden durch Überhitzung verhindern. Therma-Tech Lösungen regeln nicht nur die Wärme, sondern ermöglichen auch ein geringes Gewicht mit hervorragender Verarbeitbarkeit und verbessern damit Ihre Produktionsleistung. Für Antworten auf die wichtigsten Fragen Ihrer Firma, besuchen Sie www.polyone.com/whatif. Machen Sie es möglich.

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MEDIZINTECHNIK SPEZIAL

Mikroimplantate aus Kunststoff

Neue Möglichkeiten durch Mikrospritzgiessen

Bilder: zvg

Die fortschreitende Miniaturisierung in der Kunststoffproduktion sorgt für Bewegung im Bereich der Medizintechnik. Innovative Mikrospritzgussverfahren ermöglichen eine präzise und kostengünstige Produktion von hochkomplexen Mikroimplantaten und werden verstärkt bei minimalinvasiven Behandlungsformen eingesetzt. Neben den technischen Verfahren spielt auch die Produktion in klassifizierten Reinräumen eine wichtige Rolle. Nur so können die höchsten Anforderungen an Produktsicherheit und Qualität in der Medizintechnologie gewährleistet werden.

Das Spritzgiessen von Mikroimplantaten erfolgt bei Scholz-HTIK in GMP-Reinraumsystemen der Marke CleanSteriCell von Schilling Engineering.

Um in diesem spannenden und hochanspruchsvollen Markt bestehen zu können, sind höchste Qualität und Expertise gefragt. Der fränkische Kunststoffverarbeiter ScholzHTIK hat sich auf Präzisions- und Mikrospritzguss spezialisiert und investiert seit mehreren Jahren verstärkt in die Entwicklung und Fertigung von Mikroimplantaten. Das Unternehmen stellt sich der Herausforderung, Kleinstbauteile mit höchster Präzision zu vertretbaren Kosten herzustellen. Der Mikrospritzguss stellt hier ein vielversprechendes Fertigungsverfahren dar. So konnte beispielsweise ein innovatives Mittelohrimplantat entwickelt werden, das bei nur 20 mg Bauteilgewicht über acht Gelenke verfügt und so die Biomechanik des gesunden Ohres nachbilden kann. Ein grosser Vorteil des Spritzgiessens von Implantaten liegt in der Möglichkeit, schon bei der Urformung eine Oberflächenstrukturierung zu implementieren. Mikrostruk10

Die grossflächigen Verglasungen der Reinräume werden mittels eines silikonfreien GMP-Dicht-Clip-Systems befestigt.

turen bis in den Bereich weniger Mikrometer können mit hoher Reproduzierbarkeit abgeformt werden. Abgestimmt auf das Zielgewebe, werden die Implantate vom Körper besser aufgenommen, Funktionalität und Beständigkeit erhöhen sich signifi kant.

Reinräume sorgen für sichere Produktionsprozesse Scholz-HTIK setzt in diesem sensiblen Bereich der Medizintechnologie auf die Produktion in Reinräumen. Die Herstellung und Verpackung in Reinräumen schützt die Produkte nicht nur vor biologischen Verunreinigungen, eine reine Umgebung sorgt auch für einen störungsfreien Produktionsprozess, da im Mikrobereich schon kleinste Partikel zu Ausfällen führen können. Dr. Marc Hoffstetter ist als Manager Medizinprodukte für den Produktionsablauf verantwort-

lich und hat sich für das sehr hochwertige GMP-konforme Reinraumsystem CleanSteriCell des Reinraumspezialisten Schilling Engineering entschieden: «Der gesamte Prozessablauf der Mikrotechnik muss perfekt aufeinander abgestimmt sein. Bei der Produktion von medizintechnischen Implantaten ist eine Null-Fehler-Toleranz und höchste Hygiene unabdingbar. Dabei spielt die Qualität der Reinraumtechnik eine grosse Rolle. Wir sind hier keine Kompromisse eingegangen und haben in Schilling Engineering einen Partner gefunden, der unsere Philosophie versteht und entsprechend umsetzt. Das Reinraumsystem liefert eine konstant reine Produktionsumgebung und läuft völlig störungsfrei, so dass wir uns auf unsere Kernkompetenz des Mikrospritzgiessens konzentrieren können.» Für den optimierten Herstellungsprozess sorgen Spritzgussmaschinen, die speziell auf die hohen Anforderungen des Mikro9 /2012


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spritzgiessens unter Reinraumbedingungen ausgerichtet sind. Die Kunststoff-Rohlinge werden mittels Robot-System aus dem Werkzeug entnommen und über Reinraumförderbänder vollautomatisch in den Produktionsprozess eingeschleust. Das anschliessende Prüfverfahren und die Verpackung erfolgt noch im Reinraum unter kontrollierten Reinraumbedingungen. Das Endprodukt verlässt den Reinraum in einer sterilen Bag-in-Bag Verpackung. Das Reinraumsystem CleanSteriCell wurde optimal auf den hochsensiblen Fertigungsprozess abgestimmt und sorgt mit seinem hohen Qualitätsstandard für einen ausfallfreien und hygienisch einwandfreien Ablauf. In der Produktionsanlage wird eine Reinraumluftqualität der GMP Klasse C, bzw. der Reinraumklasse ISO 7 (EN ISO 14644-1) in Operation erreicht. Flächenbündig integrierte Laminarflow Einheiten mit ULPA-

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Hochleistungsfiltern stellen die Versorgung mit Reinstluft sicher. Das System erreicht mit geringen Luftgeschwindigkeiten ein angenehmes Raumklima. Die grossflächigen Fenster mit ESG Verglasung werden wie die Wandelemente silikonfrei mit einem GMPDicht-Clipsystem flächenbündig befestigt. Für weitere Sicherheit sorgt das integrierte Kontrollsystem CR Control, das von Schilling Engineering speziell für die Bedürfnisse der Reinraumtechnik entwickelt wurde. Der Controller stellt die Verbindungen zu den angeschlossenen Fühlern, die Druck, Feuchte und Temperatur messen, zu Filtermodulen, Klimaschränken, Tür- und Lichtfunktionen und weiteren Komponenten her. Alle wichtigen Funktionen werden überwacht und aufgezeichnet, sie können zudem über den zentralen Touchscreen übersichtlich eingestellt und reguliert werden. Das Reinraumsystem wurde als Turn-Key Lösung

von der Planung, Produktion, Inbetriebnahme bis hin zur Qualifizierung, innerhalb von 12 Wochen realisiert und produktionsbereit übergeben.

Kontakte Schilling Engineering Schweiz GmbH Dorfstrasse 60 CH-8219 Trasadingen Telefon +41 (0)52 212 789-0 info@SchillingEngineering.ch www.schillingengineering.ch Horst Scholz GmbH & Co. KG Nalser Strasse 39 D-96317 Kronach Telefon +49 (0)9261 6077-0 info@scholz-htik.de www.scholz-htik.de

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KUNSTSTOFF XTRA

Produktionszelle speziell auf die Reinraumverarbeitung abgestimmt

Geringste Toleranzen, höchste Qualität Das HI-Virus, das die Immunschwäche Aids auslöst, ist noch immer ein die Menschheit global bedrohender Erreger. Deshalb ist jede Initiative wichtig, die schon im Vorfeld dazu geeignet ist, HI-Viren einzudämmen. In einem solchen Projekt arbeiten seit 2009 Rico als Partner für die Werkzeugentwicklung, 2KM als Entwickler und Hersteller der Mehrkomponenten-Dosiertechnik für Flüssigsilikon sowie Arburg als Generalunternehmer mit Verantwortung für die komplette Produktionszelle: Es geht dabei um die Realisierung und Grossserienproduktion eines LSR-Rings, den Frauen zur Prävention vor HIV-Erregern nutzen können.

Hochpräzise Kavitäten

Der «Wirkstoff abgebende polymere Vaginalring» enthält in den LSR-Komponenten den Wirkstoff Dapivirine und sorgt so für einen 28tägigen HIV-Schutz bei Frauen durch die kontinuierliche Abgabe des Wirkstoffs.

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abgebender LSR-Ringe ist ein perfekt gearbeitetes Werkzeug mit geringsten Toleranzen über lange Produktionszeiträume hinweg. Durch das übergreifende Know-how der Projektpartner sowie deren Expertenwissen bei der Festlegung der Maschinen- und Prozesseinstellungen wurden notwendige Toleranzen bei den wichtigen Prozessparametern zunächst vordefiniert. Danach wurden die exakten Werte über eine statistische Versuchsplanung (DoE oder Design of Experiments) ermittelt. Hier werden innerhalb einer Versuchsreihe nicht nur ein, sondern mehrere Faktoren gleichzeitig verändert. Dazu werden Versuchspläne erstellt und ausgewertet.

Bild: Arburg

Die genaue Bezeichnung des LSR-Rings lautet «Wirkstoff abgebender polymerer Vaginalring». Dieser Vaginalring enthält in den LSR-Komponenten den Wirkstoff Dapivirine und sorgt so für einen 28tägigen Schutz bei Frauen durch die kontinuierliche Abgabe dieses Wirkstoffes. Dapivirine löst wirksame antivirale Aktivitäten gegen das HIV-1-Virus aus und sorgt damit für eine signifikante Reduktion der Infektionsraten. Der Vaginalring hat ein Gewicht von acht Gramm und beinhaltet 25 Milligramm der wirksamen Substanz. Diese ist in der platinvulkanisierenden Zwei-KomponentenLSR-Matrix homogen und fein gelöst. Ein wichtiger Schritt in Richtung einer problemlosen Grossserienfertigung solcher Wirkstoff

Bild: © w w w.zurucker.at/Fa. Rico

Blick auf die feste Werkzeughälfte, in dem 16 Vaginalringe in einem Arbeitsgang entstehen. Deutlich ist die Vakuum-Abdichtung der Kavitäten durch eine umlaufende Dichtung zu erkennen.

Durch die hochgenaue Ausführung der Kavitäten des Werkzeugs konnten verglichen mit den Produktspezifikationen durchgängig sehr enge Toleranzen eingehalten werden. Beim Aussendurchmesser der O-Ringe lagen die Werte zwischen 55,843 Millimeter und 55,988 Millimeter, was einer sehr geringen Abweichung von 0,145 Millimetern bei einer bekannten Toleranz des eingesetzten Kamerasystems von ± 0,025 Millimetern entsprach. Gleiches gilt für die Kontinuität beim Gewicht der Vaginalringe. So betrug die grösste Abweichung zwischen den Kavitäten maximal 20 Milligramm, was für die hohe Präzision der eingesetzten Anlagenkomponenten sowie der Werkzeugherstellung spricht. Interessant war aber vor allem die Feststellung, dass der Prozentanteil des Wirkstoffes in den O-Ringen nicht durch den Spritzgiessprozess, betrachtet über die ausge-

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Bild: © w w w.zurucker.at/Fa. Rico

wählten Prozessparameter, beeinflusst wurde. Verteilung und Anteil des Wirkstoffes im Vaginalring hängen sowohl von der Mischung und Homogenität der beiden LSRKomponenten als auch vom Gewicht des Vaginalrings ab. Die Kombination von Dosiervolumen und Nachdruck war der dominierende qualitätsrelevante Faktor (etwa für einen gleichmässigen Innendurchmesser der O-Ringe, aber auch für deren Gewicht) über die gesamte Produktionsreihe hinweg. Die Zeiten hatten demgegenüber nur einen sehr geringen Einfluss auf die Teilequalität.

Medizintechnik: Arburg mit abgestimmtem Programm Für die Fertigung der Wirkstoffimplantate zum Zweck klinischer Tests wurde das 16-fach-Kaltkanalwerkzeug von Rico auf einem durch Arburg konfigurierten elektrischen Allrounder 520 A mit 1500 kN Schliesskraft, Spritzaggregat 400 sowie spezieller LSR- und Reinraumausstattung eingesetzt. Das Teilehandling übernahm ein Sechs-Achs-Roboter, auf dessen Steuerung die Selogica-Bedienoberfläche implementiert wurde. Darüber hinaus sind der Roboter und die Maschinensteuerung direkt miteinander verbunden, sodass die OnlineKommunikation weit über die EuromapSchnittstelle hinaus geht und Funktionen wie z. B. Synchronisierung von Bewegungen und vereinfachtes Starten der Maschine bietet. Höchste Hygieneanforderungen erfüllt die gekapselte Schliesseinheit in Edelstahlausführung. Die Edelstahlflächen lassen sich viel schneller reinigen und sind unempfindlich selbst gegen aggressive Wirkstoffe, wie sie etwa für die Sterilisation üblich sind. Zusätzlich bieten der spritzseitig abgedeckte und erhöht aufgestellte Maschinenständer sowie die vernickelten Aufspannplatten mit abgedeckten Bohrungen Vorteile hinsichtlich der Reinigung. Aus den damit verbundenen deutlich kürzeren Stillstandszeiten resultiert auch eine höhere Effizienz in der Produktion. Der Allrounder und die gesamte Automatisierung wurden als Reinraumzelle mit Reinluftmodulen inklusive Ionisierung überbaut. Sie erzeugen über Vor- und HEPAFilter einen hohen Luftaustausch, neutralisieren statische Aufladung und erfüllen die Reinraumklasse ISO 3. Flüssigkeitsgekühlte 9 /2012

Der eingesetzte elektrische Allrounder 520 A mit 1500 kN Schliesskraft und Spritzeinheit 400 ist mit speziellen Reinraum-Features wie etwa dem gekapselten Schliessbereich, der Reinlufthaube und leicht zu reinigenden Edelstahlblechen ausgestattet.

Antriebe und Schaltschränke, bei Arburg Standard, tragen ebenfalls zu einer emissionsarmen Produktion bei. Darüber hinaus kommen ausschliesslich FDA/NSF H1-konforme Schmierstoffe zum Einsatz.

Basis des Werkzeugs muss stimmen Rico hat beim Bau des Werkzeugs die Massstäbe angelegt, die im Unternehmen für die Umsetzung von LSR- und 2K-Werkzeugen für medizintechnische Applikationen generell gelten. Dazu gehören unter anderem die Direktanspritzung jeder Kavität, reinraumtauglich beschichtete und von aussen montierte Isolierplatten zur Vermeidung von Partikeln in der Umgebungsluft und zuviel Wärmeabstrahlung über das Werkzeug, Anschlüsse für Kühlung, Pneumatik usw. aus Edelstahl sowie wartungs- und schmierungsfreie Werkzeugführungen. Hinzu kommen die Verwendung elektrischer Heizungen und damit die Vermeidung des Einsatzes von Heizmedien wie etwa Öl, die Nutzung von Vakuumtechnik, um Entlüftungen zu verhindern und damit die Gratbildung zu minimieren. Weiterhin wurden aussen am Werkzeug liegende Bohrungen und Vertiefungen vermieden, um zur Verbesserung der Werkzeugreinigung bzw. zur Verhinderung von Partikelansammlungen beizutragen sowie Beschichtungen an Ka-

vitätenteilen weggelassen. Eine pneumatische Teileentformung wurde ebenfalls nicht eingesetzt, um Verwirbelungen und damit Verschmutzung zuverlässig zu verhindern. Werden Handlings verwendet, dann sollten sie in einer reinen Umgebung Teil von Werkzeugen bzw. Roboter mit elektrischen Antrieben sein. Die Teileentnahme aus der Form muss zur Vermeidung von Kontaminationen sehr direkt erfolgen.

Alle Entscheider an einen Tisch Grundsätzlich erscheint im medizintechnischen Sektor der Weg, Maschinen- und Werkzeugbauer sowie Automatisierungsund Vorrichtungshersteller möglichst früh mit den Kunden an einen Tisch zu bringen, als absolut richtig, um die individuell passenden Konzepte gemeinsam zu entwickeln. Dies führte beim Vaginalring-Projekt sehr zielorientiert zum Erfolg, alle Qualitätsanforderungen konnten übererfüllt werden.

Kontakt Arburg AG Südstrasse 15 CH-3110 Münsingen Telefon +41 (0)31 724 23 23 switzerland@arburg.com www.arburg.ch

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Medical Grade Kunststoffe

Rückverfolgbarkeit hat oberste Priorität

Zu den grössten Herausforderungen zählen Anwendungen, bei denen es besonders auf die mechanische Festigkeit des Materials ankommt. Metalle sind hier naturgemäss im Vorteil. Jedoch lassen sich mit Kombinationen aus thermoplastischer Matrix und einem Faser- oder Gewebeverbund auf Basis von Kohlenstoff, Aramid oder Glas bereits heute extrem hohe Festigkeiten auch mit Kunststoffen erzielen. Auch die Temperaturbeständigkeit von Metallen verliert durch die Tatsache an Bedeutung, dass Hochleistungspolymere zum Teil Temperaturen von bis zu 300 °C dauerhaft standhalten. Die faigle-Gruppe als langjähriger Anbieter von hochwertigen technischen Kunststofflösungen ist auch im Bereich der Medizintechnik tätig. Die Partner kennen faigle als innovativen Kunststoff-Produzenten und Lieferanten von Halbzeugen und Fertigteilen aus Kunststoff für verschiedene Bereiche des Maschinen- und Anlagenbaus, im Bereich der Hebe- und Fördertechnik, sowie bei Bahn- und Rolltreppenanwendungen. Mit der seit Anfang dieses Jahres bestehenden Zusammenarbeit bei Kunststoffhalbzeug für die Medizintechnik mit der Röchling High Performance Plastics Gruppe steht den Kunden ein breites Werkstoffangebot aller gängigen Materialien und Farben zur Verfügung. Materialien wie PEEK, PPSU und heissdampfsterilisierbare Polypropylen-Typen sind ab Lager lieferbar. Die unter der Bezeichnung Medical Grade geführten Kunststoffe sind in verschiedenen Typen und Farben ISO 10993-4 und USP Class VI getestet und erfüllen somit die hohen Anforderungen für den Einsatz als spanabhebend hergestelltes Bauteil in der Medizintechnik. Zusätzlich wurden die Materialien in Bezug auf die Biokompatibilität, der chemischen 14

Beständigkeit gegenüber verschiedenen Desinfektions- und Reinigungsmittel sowie deren Verhalten in den verschiedenen Sterilisationsverfahren überprüft. Somit sind die Anwendungsmöglichkeiten in den Bereichen der chirurgischen Instrumente, der Dentaltechnik, der Strahlendiagnostik und in Therapiesystemen gewährleistet. Doch auch in der Pharmazie und der Biotechnologie haben sich die Medical Grade Kunststoffe schon seit längerem etabliert. faigle ist sich der hohen Verantwortung im Bereich der medizinischen Anwendungen für Kunststoff bewusst und trägt dieser entsprechend Rechnung. Dabei wird nach verschiedenen Ansatzpunkten unterschieden: Technik, Materialzertifizierung und vor allem gut ausgebildete Mitarbeiter. So werden in allen Bereichen, die zur Herstellung von medizintechnischen Produkten dienen, nur Anlagen und Maschinen eingesetzt, die dem neuesten Stand der Technik entsprechen. Alle Rohstoffe werden auf ihre Eignung getestet und zertifiziert. Der wichtigste Punkt ist jedoch die Sensibilisierung und Schulung der Mitarbeiter. Es muss sichergestellt sein, dass diese die besonderen Anforderungen in diesem sensiblen Bereich verstehen und nachvollziehen können. Schulungen und interne Audits werden deshalb bei faigle laufend durchgeführt. Ein wichtiger Punkt für die Zusammenarbeit mit faigle stellt der Umstand dar, dass die verschiedenen Herstelltechnologien, angefangen vom extrudierten Halbzeug, über Zerspanung, Spritzguss, Profilextrusion bis zur Montage umfassende Fertigungsmöglichkeiten zur Verfügung stehen und auch durch firmeneigene Anwendungstechniker entsprechende Unterstützung angeboten werden kann.

Bild: faigle

Der Anteil der Kunststoffe hat in der Medizintechnik in den letzten Jahren deutlich zugenommen. Der Trend, Metall durch Kunststoffe zu substituieren, wird auch in diesem Bereich anhalten und durch neue Verfahren sogar immer mehr an Bedeutung gewinnen.

Die unter «Medical Grade» geführten Kunststoffe erfüllen die hohen Anforderungen in der Medizintechnik.

Die faigle-Gruppe schreibt schon seit über 60 Jahren Kunststoffgeschichte und hat dabei die Entwicklung tribologischer Systeme und neuer Kunststofftechnologien massgeblich mitgestaltet.

Anforderungen an Medical Grade Kunststoffe ■ ■ ■ ■ ■ ■

Biokompatibilität Sterilisationsverhalten Rückverfolgbarkeit Chemische Beständigkeit FDA-Konformität Hydrolysebeständigkeit

Kontakt faigle Igoplast AG Werkstrasse 11 CH-9434 Au SG Telefon +41 (0)71 747 41 33 paul.hug@faigle.com www.faigle.com

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Bessere Dosiergenauigkeit dank Heisskanaldüsen

Kleine Rollen, grosse Wirkung Höchste Präzision und absolute Zuverlässigkeit sind nur zwei Kriterien, die Werkzeuge und Heisskanäle für die Herstellung von Medizinteilen erfüllen müssen. Darüber hinaus müssen sie – um die benötigten Stückzahlen wirtschaftlich herstellen zu können – eine entsprechende Standzeit bieten.

Mitunter sind es gerade die eher kleinen und vordergründig unscheinbaren Teile, die bei einer Baugruppe wegen ihrer hohen Präzision eine äusserst wichtige Funktion erfüllen. Mit der Bezeichnung «Rollenklemme» werden Laien im ersten Moment wenig anzufangen wissen. Doch spätestens, wenn sie sich dazu das Bild eines so genannten Infusionsbestecks ansehen, kommt der Aha-Effekt. Denn hinter dem Begriff «Rollenklemme» verbirgt sich die kleine Baugruppe an einem meist transparenten Schlauch, der Infusionsleitung, an der das

Pflegepersonal mit geübtem Griff den Flüssigkeitsstrom einer Infusion regelt. Dazu drückt eine kleine Rolle so auf den Infusionsschlauch, dass dessen Lumen von aussen eingeengt wird. Es liegt auf der Hand, dass die nur 0,55 g leichte Rolle aus hochschlagfestem Polystyrol besonders präzise sein muss. Ein führender Hersteller von Infusionsgeräten und -bestecken ist die B. Braun Melsungen AG. Bereits in den 1990er Jahren entwickelten die Spezialisten von B.

Braun die ersten Mehrfachwerkzeuge für die Rollen, zunächst mit 32 Kavitäten. Schnell zeichnete sich ab, dass die Kapazitäten nicht ausreichen würden. So folgte 1997 der Entschluss, ein grösseres Werkzeug zu konzipieren. Die erste spontane Idee, ein 128fach-Werkzeug, wurde allerdings als zu riskant und unwirtschaftlich verworfen. Insbesondere der Umstand, dass für ein so grosses Werkzeug eine entsprechend leistungsfähige Spritzgiessmaschine erforderlich gewesen wäre, sprach gegen diese Lösung. Weitaus pragmatischer

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war stattdessen die Entscheidung, ein Werkzeug mit den gleichen Abmessungen wie die bisherigen zu bauen, um auf gleicher Fläche die doppelte Anzahl Kavitäten unterzubringen. Die Herstellung der Rollen erfolgt in einem Reinraum der Reinheitsklasse D nach GMP (Good Manufacturing Practice). Sterilisiert werden die fertigen Rollklemmen nach der Montage.

Das erste 64fach-Werkzeug hat ein namhafter Werkzeugbau in Zusammenarbeit mit der Günther Heisskanaltechnik GmbH, Frankenberg, konzipiert und gebaut. Günther lieferte dazu die Heisskanaldüsen sowie den kompletten Heisskanal. Auch die Konstruktion der heissen Seite mit den STTDüsen kam von Günther. Die Konzeption des 64fach-Werkzeugs beruht auf den gesammelten Erfahrungen mit den 32fach-Vorgängerformen. Eine Rolle spielte dabei auch, dass Werkzeug und Maschine eine Symbiose darstellen sollten. Mit anderen Worten, der gesamte Prozess mit Werkzeug und Maschine sollte von Anfang an als Ganzes zusammenpassen. Weitere wichtige Aspekte betrafen neben der Präzision die Wartung und Reinigung des Werkzeugs sowie seine Standzeit. Eines der wesentlichen Qualitätskriterien ist natürlich die Masshaltigkeit der Formteile. Die kleinen Röllchen müssen sehr enge Toleranzen einhalten. Sie bewegen sich beispielsweise bei den Achsmassen und hinsichtlich des Rundlaufs im Bereich weniger hundertstel Millimeter. Nicht minder wichtig ist aber auch, dass der Abrisspunkt keinesfalls Fäden zieht, keinerlei Fussel oder andere Verunreinigungen aufweist und natürlich nicht vorsteht. Angespritzt werden die Rädchen stirnseitig auf der Achse. Die Nestabstände liegen bei 60 mm; die Zykluszeit beträgt unter 12 s.

Saubere Düsenspitzen Hinsichtlich der Reinigung der Düsenspitzen kam es darauf an, diese nach Möglichkeit mit dem Werkzeug auf der Maschine durchführen zu können. Hintergrund ist in diesem Zusammenhang, dass sich bei so kleinen Formteilen selbst kleinste Verunreinigungen an den Düsenspitzen gravierend auf die 16

Bild: Günther

Werkzeug und Maschine bilden eine Einheit

So sehen die fertigen Rollenklemmen aus, die als Massenprodukt bei B. Braun in einem Vielkavitäten-Werkzeug mit Heisskanaltechnik von Günther hergestellt werden.

Masshaltigkeit und die Reproduzierbarkeit aller Teile bzw. Kavitäten auswirken. Angesichts der Grösse des Werkzeugs – es wiegt rund 1,2 t – wäre der komplette Aus- und Einbau eine höchst zeitaufwändige Angelegenheit. Folglich wurde eine Lösung gesucht, um solche Arbeiten möglichst schnell, relativ einfach und sicher im Prozess zu lösen, also bei aufgespanntem Werkzeug. Alles in allem dauert die gesamte Aktion so längstens 45 Minuten, was gegenüber einem kompletten Aus- und Einbau natürlich nicht weiter ins Gewicht fällt. Durchschnittlich einmal pro Woche ist eine solche Reinigungsaktion fällig. Gegenüber den ‚Ur-Werkzeugen’ konnten gerade in diesem Bereich markante Verbesserungen wie bspw. das Eliminieren von Undichtigkeiten erzielt werden. Im Zuge der Lösungssuche fiel die Entscheidung für die Günther STT-Heisskanaldüsen. Als Plus erwies sich die hohe Standzeit der Düsen. Abgesehen davon, dass Ausfälle grundsätzlich ärgerlich sind, verursachen sie bei einer komplexen Mehrfachform zusätzliche Schwierigkeiten – auch wegen des

bereits erwähnten Aus- und Einbaus. Dass die Entscheidung pro STT-Heisskanaldüsen richtig war, hat sich nach drei Jahren mehr als bestätigt.

Heisskanaltechnik für kleine Präzisionsteile Die Standard-Heisskanaltechnik von Günther für die Direktanspritzung eignet sich je nach Ausführung für Schussgewichte ab 0,0189 bis 5 kg je Düse. Aufgrund des modularen Düsenaufbaus lassen sich die Bauteile bei Bedarf schnell austauschen. Der patentierte zweistufige Schaft, der im vorderen Bereich mit einer Titanlegierung versehen ist, stellt eine hervorragende Isolierung sicher, was wiederum geringste Wärmeverluste zwischen Heisskanaldüse und Kavität garantiert sowie für eine homogene Temperaturverteilung in der Düse sorgt. Das wiederum trägt zu einer schonenden Materialverarbeitung bei und in Verbindung mit kürzeren Zykluszeiten zu Energieeinsparungen sowie letztlich auch zu reduzierten Herstellkosten. 9 /2012


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Die Düsen der Baureihe TT stehen als Düse mit Spitze (STT), als offene Düse (DTT) sowie als Nadelverschlussdüse (NTT) mit Kanaldurchmessern von 4, 5 und 6 mm zur Verfügung. Die Düsenlängen betragen 50, 60, 80, 100 und 120 mm, wobei die NTT-Düse nicht mit der Länge von 120 mm verfügbar ist. Aufgrund ihrer kompakten Abmessungen und dem kleinen Schaftdurchmesser eigenen sie sich besonders für Mehrkavitätenwerkzeuge mit engen Nestabständen sowie für die Verarbeitung von technischen Kunststoffen. Vorteilhaft ist, dass sich die Düsen der STT/DTT Baureihe komfortabel von der Trennebene aus montieren lassen. So kann das Werkzeug zur Wartung auf der Spritzgiessmaschine verbleiben. Die Anschlusskabel sind räumlich und thermisch vom Verteiler getrennt, was einer zusätzlichen Sicherheit für die Kabelisolation gleichkommt. Die exakte Positionierung auf das Stichmass erfolgt mit Hilfe von zwei Passungen. Durch eine weitere Passung wird der Verteilerraum abgedichtet und von den Kabelkanälen getrennt. Das wiederum bringt zusätzliche Sicherheit gegen eventuell auftretende Leckagen am System. Bewusst haben die Projektpartner auf Nadelverschlussdüsen verzichtet. Abgesehen davon, dass der Wartungsaufwand höher wäre, beruht der Verzicht auch auf der Überlegung, dass weniger bewegliche Teile weniger anfällig sind. Auch und gerade weil die Teile so klein sind. Hinsichtlich der für Medizinteile wichtigen Produktionssicherheit und Sauberkeit wurde ferner darauf geachtet, dass es im Heisskanalsystem möglichst wenig bis keine Totstellen gibt. Andernfalls besteht die Gefahr von kleinsten Verunreinigungen oder gar Verbrennern, was mit den ohnehin schon sehr hohen Qualitätsanforderungen kollidieren könnte. Produziert werden die Teile heute auf einer vollelektrischen Spritzgiessmaschine mit 180 Tonnen Schliesskraft. Hinsichtlich der Produktions- und Qualitätsüberwachung kann sich B. Braun auf die Möglichkeiten der Maschinensteuerung verlassen. Genutzt wird die Prozessparameterüberwachung und hier insbesondere das Einspritzvolumen, das in engen Grenzen überwacht wird. Im Falle des Über- oder Unterschreitens der festgelegten Toleranzen werden die Teile als Ausschuss separiert. Nach mehrfachen Störungen bleibt die Maschine stehen. Beim Anfahren oder beim Neuanfahren nach einer Störung werden generell die ersten Schuss ausgesondert. Überwacht werden ferner sämtliche Drücke. Inzwischen laufen in Melsungen zwei Heisskanalwerkzeuge im vollkontinuierlichen Schichtbetrieb – mit einem ambitionierten Produktionsziel: Jährlich sollen rund 220 Mio. Röllchen als Schüttgut in die Auffangbehälter fallen.

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Gerresheimer setzt auf MES

Schneller, besser, wirtschaftlicher Spitzenleistungen sind heute ohne eine leistungsfähige und unternehmensweite Datenverarbeitung nicht mehr möglich. Was auf der Ebene des ERP längst Standard ist, hat im Bereich Manufacturing Execution Systeme (MES) noch erhebliches Optimierungspotenzial. Die Gerresheimer Regensburg GmbH hat sich für die Einführung eines unternehmensweiten MES entschieden, und damit die Fertigungseffizienz und Serviceleistung markant verbessert.

Nur wenn alle benötigten Informationen den Mitarbeitern und Entscheidern problemlos, jederzeit und überall zur Verfügung stehen, kann eine Produkt- und Servicequalität erbracht werden, die sich im globalen Wettbewerb behauptet. Gewachsene Softwarestrukturen, bei denen zahlreiche Einzellösungen für unterschiedliche Aufgaben oder Standorte durch noch mehr individuell programmierte Schnittstellen miteinander verzahnt sind, können diesen Anforderungen nicht gerecht werden. Auf der Ebene des Enterprise Resource Planning (ERP) haben sich daher längst integrierte Softwarelösungen durchgesetzt, bei denen alle Elemente unternehmensweit ineinander greifen. Unterhalb dieser Ebene, im Bereich der Manufacturing Execution Systeme (MES), mit denen die Fertigung gesteuert und überwacht wird, findet sich dagegen häufig noch Optimierungspotenzial.

Entscheidung für «Mehr Effizienz, mehr Serviceleistung» Im Februar 2005 entschloss sich die Gerresheimer Regensburg GmbH, die Effizienz der Fertigung und die Kundenfreundlichkeit ihrer Serviceleistungen durch die Einführung eines unternehmensweiten Manufacturing Execution Systems (MES) weiter zu steigern sowie ihre Markt- und Technologieführerschaft für innovative Kunststoffsysteme weiter auszubauen. Die Entscheidung für das richtige System wurde durch 1 Die Autorin ist Marketing Manger bei MPDV Mikrolab GmbH, D-68723 Oftersheim

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Bilder: Gerresheimer

Nadja Neubig1

Hocheffiziente Prozesse steigern die Wirtschaftlichkeit und Geschwindigkeit der Produktion – das MES Hydra sorgt für eine proaktive Verhinderung von Produktionsstörungen, das schnelle Reagieren auf Ausfälle, prozessbegleitende Qualitätsprüfungen und eine lückenlos dokumentierte Traceability.

ein 40-köpfiges Projektteam erarbeitet, dem Mitarbeiter der kaufmännischen Abteilungen, der IT und der Produktionswerke angehörten. Erste Aufgabe des Projektteams war die Erarbeitung eines Lastenhefts und die Identifizierung möglicher Softwareanbieter. Von 14 Anbietern wurden zwei in die engere Auswahl genommen, die Entscheidung fiel schliesslich auf die MPDV Mikrolab GmbH. «Die Wahl ist auf MPDV gefallen, da es sich bei dem MESSystem Hydra um ein integriertes, modular aufgebautes System handelt, das die Belange aller Produktionsprozesse abdeckt», so Martin Herold, MES-Projektverantwortlicher bei Gerresheimer Regensburg. Vor dem Vertragsabschluss machte sich ein MES Key User Team mit der Software vertraut und testete diese in einer zweimonatigen Testphase im deutschen Werk in

Pfreimd. Im Zuge der Tests sammelten die Key User umfangreiche Erfahrungen, die in ein detailliertes Pflichtenheft eingearbeitet wurden. Ende September 2005 fiel dann der Startschuss für die Einführung des MESSystems Hydra in Pfreimd. Von 2006 bis 2007 wurde das MES-System Hydra in die Werke in Tschechien, in der Schweiz und in den USA ausgerollt. 2010 wurde das MES dann auch am Standort Brasilien eingeführt, bevor im Jahr 2011 China folgte. Mittlerweile ist Hydra nun an allen Standorten im Einsatz und unterstützt die produktionsnahen Mitarbeiter bei der täglichen Arbeit. Ziel war es unter anderem, mit der Einführung eines MES Managementkennzahlen zu erhalten, die die Informationsgüte erhöhen. Zusätzlich sollten auch die Mitarbeiter bei der Dokumentations- und Nachweis9 /2012


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Mikrolab GmbH dient als IT-Rückrat für die Produktion und sorgt für Transparenz auf den unterschiedlichen Ebenen, vom Werker bis zum Werkleiter. Über Hydra werden alle Stufen der Wertschöpfungskette im Fertigungs- und Qualitätsbereich abgebildet.

Tägliche Unterstützung durch Hydra

Blick in die Spritzgiessproduktion bei der Gerresheimer Regensburg GmbH.

pflicht unterstützt und der Produktionsablauf erleichtert werden. Erst durch den Einsatz von Hydra kann das Unternehmen den ständig steigenden Anforderungen der Kunden bzgl. konkurrenzfähiger Preise, das Einhalten von Lieferterminen und im Bereich der Doku-

mentationspflicht gerecht werden. Die Einsparpotenziale hat man genutzt, um die Ausbringung pro Kopf am Standort Deutschland weiter zu steigern und so die Zukunftsperspektiven für die Mitarbeiter in Pfreimd langfristig zu sichern. Die modular strukturierte, integrierte Systemlösung der MPDV

Werksleiter, Produktionsleiter, Meister, Qualitätsprüfer, Werker und Mitarbeiter werden Tag für Tag mit zahlreichen Vorgängen konfrontiert, deren schnelle und richtige Bewertung unmittelbare Auswirkungen auf den Produktionsprozess und die beteiligten Ressourcen haben sowie nachgelagerte Tätigkeiten in der Verwaltung nach sich ziehen. Bei Gerresheimer Regensburg trifft dies in besonderem Masse zu. Denn gerade im Bereich der Pharma und Healthcare Industrie werden hohe Anforderungen und somit gezielte Fragen an die Produzenten gestellt: Welche Prüfungen stehen an? Wurden die

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MEDIZINTECHNIK SPEZIAL

letzten Prüfungen vorschriftsgemäss durchgeführt? Wurde bisher die ppm-Vereinbarung eingehalten? Wieviel Ausschuss wurde produziert? Worin lag die Ursache? Welches Material ist eingeflossen? Welche Chargen sind betroffen? Wie lange reicht das Material? Wann ist die nächste Wartung? Mit welcher Maschine und welchem Werkzeug wurde produziert? Welche Störungen sind aufgetreten? Wann ist der Auftrag fertig? Können wir den Liefertermin halten? Bei der Beantwortung dieser Fragen spielt das MES-System Hydra die zentrale Rolle. Dabei ist die integrierte Produktionsdatenbank die Voraussetzung für den Rundumblick in der Fertigung. Nur durch diesen erhalten die Mitarbeiter von Gerresheimer in allen Unternehmensbereichen einen Überblick über die Ressourcen, die an der Fertigung beteiligt sind – unabhängig davon, ob es sich um Personen, Maschinen, Aufträge, Werkzeuge, Material oder den Prozess im Ganzen handelt.

Lückenlose Überwachung der Betriebsdaten Mit dem Hydra-Modul Auftragsdatenerfassung überwacht Gerresheimer seine Aufträge – und zwar lückenlos. So zeigt zum Beispiel der Auftragsvorrat an, welche Aufträge zum Abarbeiten freigegeben sind und welche unterbrochen wurden. In der Vorgabeliste werden dem Werker alle Aufträge direkt an den Maschinen angezeigt, die als nächstes produziert werden sollen. Durch Angabe der Komponente bzw. der Losnummer in Form eines Barcodes kann er den Auftrag in wenigen Sekunden an der Maschine anmelden und den Produktionsvorgang starten. Der Auftragsfortschritt ist für die Mitarbeiter aus der Fertigung und der Qualitätssicherung jederzeit abrufbar und informiert zeitaktuell über den Fortschritt jedes einzelnen Auftrags. Weicht die Auftragsdauer aufgrund von Störungen von den aus dem übergeordneten ERP-System angegebenen Planwerten ab, wird das Auftragszentrum und der Produktionsleiter unter anderem in der grafischen Plantafel des Hydra-Leitstandes (HLS) auf die Verzögerungen aufmerksam gemacht. Planungskonflikte und Terminverletzungen, die daraus resultieren, können somit frühzeitig erkannt und korrigiert werden. 20

Mit Hilfe des Moduls Maschinendatenerfassung (MDE) überwacht Gerresheimer seine Fertigungsmaschinen und -linien in mehreren Produktionsgebäuden rund um die Uhr. Störungen können entweder über den sogenannten grafischen Maschinenpark, der in der Fertigung an zentral angebrachten LCD Monitoren visualisiert wird, oder direkt am Terminal in der Maschineninfo unmittelbar erkannt werden. In der Folge können zeitnah gezielte Gegenmassnahmen eingeleitet werden, um Produktionsausfälle und damit verbunden Verzögerungen zu minimieren. «Über diese offene Transparenz zu Produktions- und Qualitätskennzahlen, haben wir ein hohes Bewusstsein und Verständnis der gesamten Belegschaft für unsere Unternehmensziele geschaffen. Für unser Unternehmen ist dies einer der Schlüssel zum Erfolg», so Martin Herold, der Leiter des MES-Projektes bei Gerresheimer Regensburg. Über Kennzahlen wie bspw. den Overall Equipment Effectiveness Index (OEE) kann der Meister bzw. der Werksleiter die eingesetzten Maschinen oder die durchgeführten Aufträge analysieren und ggf. Prozesspotenziale identifizieren, um zukünftig noch schneller, noch besser, noch wirtschaftlicher produzieren zu können.

Qualität von Anfang bis Ende Und Qualität spielt beim «noch besser werden» eine entscheidende Rolle. Wie wichtig diese der Gerresheimer Regensburg GmbH bei ihren Produkten ist, wird unter anderem durch den Einsatz des Hydra-Qualitätsmanagements (CAQ) deutlich, mit dem das Unternehmen alle Stufen der Wertschöpfungskette vom Wareneingang über die Fertigung bis hin zum Reklamationsmanagement abdeckt. Dabei werden alle Anforderungen wie Inprozesskontrolle, Probenannahme, Wareneingangskontrolle, Endkontrolle sowie die damit verbundene Dokumentation, aber auch ein umfangreiches Reklamationsmanagement erfüllt. Zusätzlich nutzt Gerresheimer auch die Prüfmittelverwaltung. Das Zusammenspiel der Funktionen, das über die integrierte Produktionsdatenbank unterstützt wird, ermöglicht es Gerresheimer, eine aktive Qualitätssicherung im Sinne der Nullfehler-Produk tion durchzuführen und somit die Produktion von Ausschuss sowie den Aufwand und die

KUNSTSTOFF XTRA

Die modular strukturierte, integrierte Systemlösung der MPDV Mikrolab GmbH dient als IT-Rückgrat für die Produktion und sorgt für Transparenz auf den unterschiedlichen Ebenen, vom Werker bis zum Werkleiter.

Kosten für Nacharbeit signifikant zu reduzieren oder gar zu vermeiden. Ein weiterer Vorteil entsteht durch den Einsatz des Moduls Hydra-Material- und Produktionslogistik (MPL), mit dem der Materialfluss über alle Stufen der Fertigung, die Zwischenlager und Materialpuffer überwacht und gesteuert werden kann. Nachträglich erkannte Qualitätsmängel können über den kompletten Produktionsprozess nachverfolgt werden. Und «ganz nebenbei» wird mit der integrierten Chargen- und Losverfolgung (Traceability) die Entstehung der Produkte in einem vollständigen Produktnachweis gemäss der FDA-Validierung dokumentiert. Das MES Hydra bringt bei Gerresheimer Regensburg Vorteile auf allen Ebenen. Hocheffiziente Prozesse steigern die Wirtschaftlichkeit und Geschwindigkeit der Produktion. Die proaktive Verhinderung von Produktionsstörungen, das schnelle Reagieren auf Ausfälle und die transparente Auftragssteuerung machen exakte und zuverlässige Terminzusagen möglich. Automatisierte, mit dem Fertigungsprozess gekoppelte Qualitätsprüfungen und eine lückenlos dokumentierte Traceability stellen sicher, dass alle Produkte dem geforderten Qualitätsstandard entsprechen. Gerresheimer Regensburg ist gewappnet und wird wohl auch in Zukunft die Markt- und Technologieführerschaft für innovative Kunststoffsysteme behalten. Kontakt MPDV Schweiz AG Flugplatzstrasse 5 CH-8404 Winterthur Telefon +41 (0)52 246 01 26 info@mpdv.ch, www.mpdv.ch

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KUNSTSTOFF K UNSTSTOFF XTRA XTRA

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KUNSTSTOFF XTRA Special zum World Medtech Forum Lucerne 2012 Kompetenz und Kundenorientierung

Als Vertriebspartner und Distributeur weltweit führender Kunststoffproduzenten wie BASF, Bayer Material Science, Lanxess, LyondellBasell und Styrolution unterstreicht das Unternehmen einmal mehr Kompetenz und Kundenorientierung, für die der Name Albis Plastic seit mehr als 50 Jahren einsteht. Ein breites Produktportfolio, das von Standardpolymeren bis hin zu technischen Hochleistungskunststoffen alle typischen Anforderungen der medizinischpharmazeutischen Industrie abdeckt und ein umfassendes Servicepaket machen Albis Plastic zu einem bevorzugten Partner führender Hersteller im Bereich der medizinischen Geräte, pharmazeutischen Verpackungen und Diagnostika. Albis Plastics langfristiges commitment zum anspruchsvollen Markt der medizinisch-pharmazeutischen Anwendungen sowie eine auf stetiges Wachstum ausgerichtete Unternehmensstrategie rechtfertigen das grosse Vertrauen einer breiten Kundenbasis in diesem sensiblen Anwendungsbereich.

Albis Impex AG Dorfstrasse 38 CH-8706 Meilen Telefon +41 (0)44 925 20 40 Telefax +41 (0)44 925 20 49 admin.ch@albis.com www.albis.com

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Individuelle Reinraumlösungen

Für medizinische Anwendungen bietet Arburg detailliert auf die jeweiligen Anforderungen abgestimmte Reinraumlösungen. Ein Highlight ist die gekapselte Schliesseinheit in Edelstahlausführung, die Arburg als einziger Spritzgiessmaschinenhersteller anbietet. Die Edelstahlflächen lassen sich um ein Vielfaches schneller reinigen und sind unempfindlich selbst gegen aggressive Wirkstoffe, wie sie für die Sterilisation üblich sind. Zusätzlich bieten der spritzseitig abgedeckte und erhöht aufgestellte Maschinenständer sowie die vernickelten Aufspannplatten mit abgedeckten Bohrungen Vorteile hinsichtlich der Reinigung. Aus den damit verbundenen deutlich kürzeren Stillstandszeiten resultiert auch eine höhere Effizienz der Produktion. Für eine partikelarme Luft im Arbeitsbereich sorgt ein Reinraummodul mit Luftionisierung über der Schliesseinheit der Maschine. Es erzeugt mittels Vor- und HEPA-Filter einen hohen Luftaustausch und neutralisiert elektrisch geladene Spritzteile. Flüssigkeitsgekühlte Antriebe und Schaltschränke, die bei Arburg Standard sind, tragen ebenfalls zu emissionsarmer Produktion bei. Darüber hinaus kommen ausschliesslich FDA/NSF H1-konforme Schmierstoffe zum Einsatz. Neben den individuellen Ausstattungsfeatures bietet Arburg auch unterschiedliche Reinraumkonzepte: angefangen von Maschinen oder kompletten Fertigungszellen, die an einen Reinraum angedockt werden, bis hin zu Allroundern, die komplett im Reinraum produzieren.

Arburg AG Südstrasse 15 CH-3110 Münsingen Telefon +41 (0)31 724 23 23 Telefax +41 (0)31 724 23 73 switzerland@arburg.com www.arburg.ch

IE Life Science Engineering

Prozessorientierte Industriebauten im Bereich Medizinaltechnik Die Produktion medizinaltechnischer Erzeugnisse stellt Industriebauplaner vor komplexe Aufgaben. Schlüsselfaktoren sind reinraumgerechte Produktionsbedingungen gemäss vorgegebener Klassifizierung, betriebsgerechte Strukturen, optimal gestaltete Material- und Personenflüsse sowie die Nutzungsflexibilität und Nachhaltigkeit der Fabrik im Hinblick auf zukünftige Anforderungen. Die IE Life Science Engineering plant und realisiert Industriebauten aus einer Hand und trägt so die Verantwortung für ein koordiniertes Vorgehen und das Erreichen der Ziele im Hinblick auf Qualität, Kosten und Termine. Der Kundennutzen: Effizienzsteigerung, möglichst tiefe Gebäudeunterhalts- und Betriebskosten, ein flexibles Produktions- und Gebäude-Layout und weitere Vorteile. An den Standorten Zürich, Genf, München und Frankfurt planen und realisieren 80 Ingenieure, Architekten, Logistiker und weitere Spezialisten exzellente Industriebauten. Branchenspezifische Planungskompetenz Die IE verfügt über fundiertes Branchenwissen und entsprechendes Prozess-Knowhow und unterstützt renommierte Unternehmen, die in der Produktion von medizinaltechnischen Erzeugnissen tätig sind. Im Vordergrund stehen Themen wie spanabhebende Bearbeitung, Kunststoffverarbeitung, Oberflächenveredelung oder Verpackungstechnologien. IE Life Science Engineering ist mit der Welt der Good Manufacturing Practice vertraut und entwickelt zonenkonforme Betriebskonzepte sowie betriebskostenoptimierte Energiekonzepte für eine nachhaltige Produktion industrieller Halle 2 Produkte. Stand B 2036

IE Life Science Engineering Ein Bereich der IE Industrial Engineering Zürich AG Wiesenstrasse 7 CH-8008 Zürich Telefon +41 (0)44 389 86 00 zuerich@ie-group.com, www.ie-group.com

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KUNSTSTOFF XTRA Special zum World Medtech Forum Lucerne 2012 Komplette Wertschöpfungskette für komplexe Disposables aus Kunststoff

Spritzgussteile ab Stückzahl 1

Kundenbeispiel: Kunststoffhaube, Auflage: 35-50 Teile/Jahr, Lieferzeit für die Werkzeugeinsätze: 4 Wochen ab Eingang der CAD-Daten; Beschichtung durch die Partnerfirma. Rapid Tooling Die Firma mould2part ist spezialisiert auf das Rapid Tooling Verfahren (schnelles Erstellen von Spritzgusswerkzeugen) und zählt die Herstellung von hochwertigen Kunststoff-Prototypen aus Originalmaterialien sowie die Produktion von Spritzgussteilen aus Kunststoff oder Flüssigsilikon zu ihren Leistungen. Das Rapid Tooling Verfahren eignet sich hervorragend für Kleinserien, aber auch, um die Teile im Entwicklungsprozess bis zur Serienreife zu optimieren. Dabei arbeitet die mould2part GmbH eng mit ihren Kunden zusammen. Zum Beispiel können Mass- und Designanpassungen so lange eingebracht werden, bis das Bauteil alle gewünschten Anforderungen perfekt erfüllt und die volle Funktion gewährleistet ist. 20 000 Teile in 2 bis 6 Wochen Je nach Komplexität des Kunststoffteiles ist die mould2part GmbH in der Lage, innerhalb von 2 bis 6 Wochen bis zu 20 000 Teile in Grossserienqualität zu liefern. Dabei können alle thermoplastischen Kunststoffe sowie Silikone verarbeitet werden.

Von Peristaltikpumpen über Titerplatten und Misch-Injektoren bis hin zu kompletten MDD-Anwendungssets – zum Beispiel Augendusche – zeigt Phillips-Medisize eine umfangreiche Palette. Von der Idee bis zur fertigen Lösung, vom Produktdesign und -Entwicklung bis zum einsatzbereit steril verpackten Medizinprodukt bietet PhillipsMedisize den Kunden eine komplette Wertschöpfungskette. Die Stärke im Markt sind insbesondere komplexe Disposables (Einmal-Artikel), die prozessweit übergreifend kontrolliert werden durch eine hoch priorisierte Qualitätssicherung und gemäss ISO 13485 bzw. FDA-Standards oder CGMP (current good manufacturing practice). Das Unternehmen ist auf vier Marktsegmente konzentriert: Medizintechnik & Diagnostik, Drug Delivery Systeme, pharmazeutische Primär-Verpackungen und Beatmungstechnik. Thomas Mittwoch, Business Development Manager bei Phillips-Medisize, freut sich auf Fachgespräche: «Mit dem Kunden entwickeln wir das Design und die Funktionalität im partnerschaftlichen Dialog. In unserem eigenen Werkzeugbau in Finnland können Produkt-Prototypen hergestellt werden. Vom Prototyp bis zum fertigen Produkt erfolgt der komplette Industrialisierungsprozess im Hause Phillips-Medisize.»

PolyOne hilft Kunden dabei, «Tschüss» zu Metall zu sagen

PolyOne Corporation (NYSE: POL), ein führender, weltweiter Anbieter von spezialisierten Polymermaterialien und dazugehörigen Dienstleistungen und Lösungen, zeigt, wie seine innovativen Polymere und fachlichen Konstruktionsdienstleistungen OEMs und kunststoffverarbeitenden Unternehmen dabei helfen können, die in ihren Produkten verwendeten Metalle durch Polymerrezepturen zu ersetzen. Der Austausch von Metallen gegen Polymere von PolyOne unterstützt die Bemühungen der Kunden im Bereich der schnelleren Konstruktion und Einführung von neuen Produkten, der Verbesserung der Produktionseffizienz und der Erfüllung von Nachhaltigkeitszielen. Das Portfolio von PolyOne im Sektor technisierter Polymerlösungen als Ersatz für Metalle ist breit gefächert und unsere Fähigkeit zur Entwicklung neuer Lösungen sucht ihresgleichen. Wir sehen noch viele unerschlossene Metallersatzmöglichkeiten im Automobil-, E/E- und Gerätebau, in Industrieanwendungen und in anderen Bereichen.

Halle 4 Stand B 431

Halle 2a Stand C 159

mould2part GmbH Bleichi 27 CH-9043 Trogen AR Telefon +41 (0)71 343 88 88 Telefax +41 (0)71 343 88 11 www.mould2part.ch

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Medisize Schweiz AG Hakabstrasse 5 CH-8309 Nürensdorf Telefon +41 (0)44 838 39 39 Telefax +41 (0)44 838 39 00 info.ch@medisize.com www.phillipsmedisize.com

PolyOne Th. Bergmann GmbH Adolf-Dambach-Strasse 2 D-76571 Gaggenau Telefon +49 (0)72 25 68 02-203 Telefax +49 (0)72 25 68 02-10 Gabi.Bader@PolyOne.com

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KUNSTSTOFF XTRA

MASCHINEN/PERIPHERIE

Dreatec: Spezialisiert auf komplizierte Bearbeitungstechnologie

Mit nachhaltigen Lösungen glänzen

In diesen Tagen sind es genau fünf Jahre her, seit die Dreatec GmbH im Langenthaler Industriegebiet ihre Türen öffnete. Die beiden Inhaber arbeiteten damals noch auf kleinem Raum. Das Know-how war ihr Kapital, ebenso das kollegiale Verhältnis zum Kundenkreis, den sie aus ihrem früheren Arbeitsbereich besassen. Denn bis zur Firmengründung fand sich in der Schweiz keine offizielle Vertretung der leistungsfähigen, äusserst präzisen computergesteuerten Holz- und Kunststoffbearbeitungsmaschinen von Anderson. Trotzdem wurden von verschiedenen Maschinenhändlern, auf Wiederverkäuferbasis, zahlreiche Maschinen an den Kunden gebracht. Stetig wuchs der Kundenkreis und das Angebot – aber auch der Raumbedarf der Dreatec GmbH. «Wir sind heute in der Lage, grosse Projekte in Angriff zu nehmen», freuen sich die beiden Spezialisten. Das heisst zu Reparatur und Unterhalt kommen Planen, Beraten, Beschaffen, Installieren und Programmieren von ganzen Maschinenanlagen.

Exklusiv-Vertretung für die Schweiz Nur wenige Wochen nach ihrer Firmengründung übernahmen sie im August 2007 die Exklusiv-Vertretung der CNC-Maschinen von Anderson, Taiwan, für den Service und den Vertrieb in der ganzen Schweiz. Bis zu diesem Zeitpunkt waren schweizweit etwa 40 solcher Maschinen in Betrieb. Während die beiden Unternehmer in der ersten Zeit vor allem für Service und «Notfälle» unterwegs waren, konnten sie im Juni 2008 die erste neue CNC-Anlage ins zürcherische Buchs ausliefern. Weitere Anlagen folgten, zum einen revidierte Gebrauchtmaschinen und zum an24

Bilder: Dreatec

Vor fünf Jahren gründeten Daniel Rentsch, Walterswil, und Daniel Reist, Bützberg, in Langenthal ihr eigenes Unternehmen. Inzwischen hat die Dreatec GmbH Sitz in Thörigen, wo ein Mehrfaches an Platz zur Verfügung steht. Das Team um die beiden Firmengründer ist in der Schweiz offizieller Supporter der Anderson- und Giben-CNCProduktpalette. Ihre Dienstleistungen in diesem hochspezialisierten Umfeld reichen von Reparaturen, Service und Beratung bis hin zum Verkauf von neuen oder aufbereiteten Maschinen.

Anderson Modell Flat für die Plattenverarbeitung.

deren speziell für den Kunden konfigurierte Neuanlagen. Nach und nach fehlte für die Maschinenrevisionen und Lagerhaltung der Ersatzteile der Platz. Bei der Suche nach einer geeigneten Liegenschaft fanden Daniel Rentsch und Daniel Reist dann auf anfangs Januar 2010 die idealen Räumlichkeiten in Thörigen.

Vorführungen möglich Bis dahin hatten sie bereits mehrere neue Maschinen ausgeliefert, unter anderem nach Sumiswald, Oensingen, Oberentfelden, La-Chaux-de-Fond und Lachen SZ. Der zusätzliche Raum in Thörigen erlaubt seither die Bereitstellung von neuen Maschinen, die bei Bedarf vorgeführt werden können. Gebrauchtmaschinen werden re-

vidiert und auch individuell nach Kundenwünschen aufbereitet.

Angebotspalette ■ Maschinen zur Bearbeitung technischer Werkstücke aus Kunststoffen und Holz ■ CAD/CAM Softwaresysteme und Support ■ PC- Installation und Netzwerktechnik ■ Dienstleistungen in Programmierung, Anwendung und Service ■ Absaug- und Entstaubungstechnik ■ Werkzeug-, Spann- und Vakuumtechnik ■ Elektroengineering, Elektro CAD und Sicherheitstechnik ■ Reparaturen von Elektronik-Komponenten

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KUNSTSTOFF XTRA

MASCHINEN/PERIPHERIE Schall macht Messen für Märkte

Im Januar 2011 übernahm das italienische Unternehmen Giben für ganz Europa die Vermarktung der Anderson Maschinen. Dreatec GmbH blieb aber weiterhin verantwortlich für die Vermarktung in der Schweiz. Zum bisherigen Angebot kamen nun neue Maschinen von Giben dazu. Damit kann Dreatec auch Plattenaufteilanlagen, Druckbalkensä- 5-Achsen Bearbeitungszenter Modellreihe Axxiom von Anderson. gen, Laserschneidanlagen sowie Anlagen für die grafische spezielle Anlagen realisiert und termingeDruck- und Werbeindustrie anbieten. Bis recht ausgeliefert werden können. heute sind durch Dreatec insgesamt 15 Anlagen erfolgreich ausgeliefert worden.

Die Leistung zählt «Es geht uns nicht darum, jedes Jahr mehr Maschinen an den Mann zu bringen – wir sind keine «Klinkenputzer». Wir wollen, dass unser Namen als Qualitätsgarant steht. Es geht darum, mit nachhaltigen Lösungen und unserer Leistung zu glänzen. In dieser stark umworbenen Branche gibt es genügend Versprechungen, welche dann nicht oder nur teilweise umgesetzt werden können», vermerkt Daniel Reist. In den meisten Fällen werde das Interesse im Zusammenhang mit bereits gelieferten Anlagen, bei bestehenden Kunden geweckt oder durch ein Werkstück, welches durch eine von Dreatec gelieferte Produktionslösung gefertigt wurde.

Synergien nutzen Seit längerem arbeitet Dreatec GmbH im Bereich Elektroengineering mit Partnerfirmen wie Zaugg Systemtechnik AG, Elektro Scheidegger AG, beide in Ursenbach und weiteren zusammen. Dreatec hat dabei die Elektroplanung von Zaugg übernommen, um diese in erweitertem Rahmen einzusetzen. Bekanntlich gehen CNC-Technik und Elektrotechnik Hand in Hand. Diese Zusammenarbeit eröffnet allen Parteien ein deutlich erweitertes Kundenfeld. Es ist die ideale Voraussetzung, damit auch 9 /2012

22. Fakuma Internationale

Flexibel bleiben

Fachmesse für

Als Kleinbetrieb kann Dreatec flexibel und schnell auf Kundenbedürfnisse und Anfragen eingehen. Dabei finden auch Spezialprojekte Platz. Beispielsweise Maschinen zur Fertigung von Ruder und Paddel für den Bedarf der Schweizer Armee. Anlagen für die Herstellung von Trägerplatten im Grossformat, für neuartige LED Mediasysteme. Sondermaschinen für höchste Ansprüche an Stabilität und Genauigkeit zur Bearbeitung von mineralhaltigen oder Glasfaser verstärkten Kunststoffen.

Kunststoffverarbeitung

16. – 20. OKT. 2012 FRIEDRICHSHAFEN

. Spritzgießmaschinen

«Die technischen Anforderungen im CNCBereich sind sehr umfangreich geworden. Mit unseren Erfahrungen in den verschiedenen Bereichen können wir den Kunden erfolgreich in der CNC-Bearbeitung unterstützen», versprechen Daniel Rentsch und Daniel Reist.

. Thermo-Umformtechnik . Extrusionsanlagen . Werkzeugsysteme . Werkstoffe und Bauteile

www.fakuma-messe.de

Kontakt Dreatec GmbH CNC Anlagentechnik Buchsistrasse 24 CH 3367 Thörigen Telefon +41 (0)62 923 77 37 www.dreatec.ch www.andicnc.com www.giben.it

VERANSTALTER P. E. Schall GmbH & Co. KG Gustav-Werner-Straße 6 . D-72636 Frickenhausen T +49 (0)7025 9206-0 . F +49 (0)7025 9206-620 info@schall-messen.de . www.schall-messen.de

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KUNSTSTOFF XTRA

FIRMENBERICHT

Brütsch/Rüegger Werkzeuge AG

Breites Sortiment an Spritzgusszubehör Mit dem neuen, ständig wachsenden Sortiment bietet die Brütsch/Rüegger Werkzeuge AG ihren Kunden interessante Neuheiten und spannende Alternativen im Bereich Spritzguss – von der Materialzufuhr bis hin zur Formtemperierung.

2/2-Wege Kugelhähne in sechs Ausführungen.

Durchflussregler für flüssige Medien.

Teflon Wellschläuche konfektioniert.

Materialförderung: Hochflexible PU Schläuche in antistatischer wie hochabriebfester Ausführung, PVC Schlauch mit glatter Innenseite und Federstahlwendel.

Prüfung /Dokumentation: Prüfpapier Mold Align zeigt durch optische Erkennbarkeit unterschiedlicher Anpressdrücke die Parallelität in der Trennebene von Werkzeugen auf. Das Papier wird zwischen den Werkzeughälften platziert und danach das Werkzeug zugefahren. Die tatsächlichen Druckverhältnisse zwischen den Werkzeughälften oder Kernen und Kavitäten hinterlassen auf dem Papier einen bleibenden Abdruck. Somit wird das Prüfpapier auch zum wichtigen Bestandteil im Bezug auf Dokumentation / Kontrolle eines Werkzeuges, auch um später als Referenzdokument für Vergleichszwecke zu dienen.

Temperierverteilung: Mehrfachverteilerbalken aus eloxiertem Alu mit bis zu acht Ausgängen, Farben: blau / rot.

Heissluftförderung: Leichter, flexibler Silikonschlauch für Temperaturen bis 250 °C. Metallseparierung: Super Neodym Magnete mit rostfreiem Stahl ummantelt. Beheizung: Düsenheizbänder rostfrei, Temperaturbeständig bis 380 °C. Düsenheizbänder Mica, temperaturbeständig bis 350 °C. Anschlusskabel: beide Typen mit PTFE-Glasseiden isolierten Nickellitzen mit Edelstahl-Umflechtung, Länge = 1000 mm. Temperaturmessung: Temperaturfühler (blattform) zu obigen Heizbändern. Infrarot und Fühlerthermometer mit Kalibrationszertifikat, Messbereich -60 °C bis 1370 °C. Reinigung: Kunststofflösepistole für die einfache Reinigung von Düsen und Angusskanälen. 26

Temperierzuführung: Hochflexible, konfektionierte Teflon-Wellschläuche mit Edelstahl-Umflechtung für Temperaturen bis 260 °C und Drücken bis 20 bar. EPDM Schläuche in zwei Ausführungen für Temperaturen bis 100 °C sowie 140 °C. Silikonschläuche mit Edelstahlumflechtung für Temperaturen bis 170 °C und 15 bar Druck. FKM Schläuche mit Edelstahlumflechtung für Temperaturen bis 200 °C und 15 bar Druck.

Temperierabsperrung: 2/2-Wege Kugelhähne mit vollem Durchgang in sechs Bauformen. Temperierverbindung: Hochqualitative Kupplungen und Anschlüsse, kompatibel zu den im Formenbau gängigsten Typen, Form H, Form D, Form S und Form SV sowie Safe Lock Sicherheitskupplungen in Form H und Form D. Ausschussdezimierung: Mouldrollo senkt Teileverlust, hält Maschinenumgebung frei von herumliegenden Spritzlingen, verhindert Teileverschmutzung und steigert Prozesssicherheit, auch für Reinraumanwendungen geeignet. Kontakt Brütsch/Rüegger Werkzeuge AG Postfach, CH-8010 Zürich Telefon +41 (0)44 736 63 63 info@brw.ch, www.brw.ch

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KUNSTSTOFF XTRA

Bild: Messe Düsseldor f

COMPOSITES SPEZIAL

Von der Schneid- und Klebtechnologie bis zur RTM-Live-Demonstration – die Product Demonstration Area ist alljährlich ein Besuchermagnet der Messe.

Composites Europe, Düsseldorf

Serienfertigung im Blick Verbundwerkstoffe im Leichtbau sind Trend und auf dem besten Weg zur Serienreife, das zeigt vom 9. bis 11. Oktober die Composites Europe 2012 in Düsseldorf. Gemeinsam mit der parallel stattfindenden Aluminium Messe bildet sie das wichtigste Gipfeltreffen des Jahres für die internationale Leichtbau-Branche: 1300 Aussteller aus über 50 Nationen präsentieren auf dem Düsseldorfer Messegelände Werkstoffe, Schlüsseltechnologien und Anwendungen für die wichtigsten Leichtbau-Märkte.

Auf der Composites Europe zeigen rund 400 Aussteller – von Rohmateriallieferanten über Zulieferer, Verarbeiter und Technologiehersteller bis zu Dienstleistern – die gesamte Bandbreite der Verbundwerkstoffe. Wie optimistisch die Composites-Industrie ist, zeigt ein Blick in die Messehallen: Dieses Jahr gehen 10 Prozent mehr Aussteller an den Start und sie belegen eine um 20 Prozent grössere Ausstellungsfläche. Die führenden Hersteller und TechnologieSpezialisten wie Huntsman, Johns Manville, KrausMaffei, Lange+Ritter, Dieffenbacher, Weiss Chemie oder Cam Elyaf sind wieder dabei. Erstmals präsentieren sich BASF, Polytec EMC oder Mikado Smart Engineering auf der Messe. Sie zeigen die gesamte Prozesskette von Verbundwerkstoffen – vom Rohmaterial über Halbzeuge und die Verarbeitung bis hin zu neuesten Technologien, Maschinen und Services. Im Mittelpunkt der Messe stehen in diesem Jahr die Themen Automatisierung und Se9 /2012

rienfertigung von Verbundwerkstoffen. Vor allem das Thema CFK wird die Composites Europe nahezu vollständig abdecken. Mit SGL Carbon, Toho Tenax, Mitsubishi Rayon, Toray und Zoltek zeigen sich die fünf grössten CFK-Hersteller in Düsseldorf. Mit den Kompetenznetzwerken CFK Valley Stade – das in diesem Jahr erstmals mit einem eigenen Gemeinschaftsstand an der Messe teilnimmt – und Carbon Composites e.V. (CCeV) bringt die Composites Europe zudem die führenden Cluster der CFK-Technologie in Düsseldorf zusammen.

Werkstoff-Trends und Prozess-Innovationen Von der Internationalen AVK-Tagung über das Composites Forum bis zur Product Demonstration Area reicht das Rahmenprogramm der Composites. Hier geben Experten aus Praxis und Wissenschaft einen Überblick über die Trends auf dem Markt für Verbundwerkstoffe. Verarbeitungspro-

zesse und Automatisierungslösungen sind aktuelle Themen. Mit über 400 erwarteten Teilnehmern wird die Internationale Tagung der AVK – Industrievereinigung faserverstärkte Kunststoffe – 2012 erneut den Auftakt zur Messe bilden. Bereits vom 8. bis 9. Oktober werden Experten im CCD Congress Center Düsseldorf über innovative Anwendungen mit Faserverbundkunststoffen referieren. Der GFK- und CFK-Markt mit seinen Rahmenbedingungen werden ebenso Thema des Tagungsprogramms sein wie aktuelle Entwicklungen zur Serienfertigung oder Lösungen zum Fügen und Kleben, für Reparaturen oder für Simulationen. Kontakt Reed Exhibitions Deutschland GmbH Völklinger Strasse 4 D-40219 Düsseldorf Telefon +49 (0)211 90191-0 info@reedexpo.de www.composites-europe.com

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COMPOSITES SPEZIAL

KUNSTSTOFF XTRA

Composites – Aktuelle Entwicklungen und Trends

DEN Werkstoff gibt es nicht Verbundwerkstoffe sind «In» – so viel lässt sich bereits an dieser Stelle feststellen. Egal, ob es sich beispielsweise um die Diskussion zukunftsfähiger Fahrzeugkonzepte, die Behebung potenzieller Energieengpässe durch grosse Offshore-Windparks oder um neue Möglichkeiten der modernen Luftfahrt handelt: Fast immer wird die Umsetzung bzw. die Machbarkeit auch von der Verwendung entsprechender Hochleistungswerkstoffe abhängig gemacht.

Im Rahmen der Diskussion um innovative Werkstoffe taucht der Begriff «Composites» besonders oft auf. Angeheizt wird die Debatte in jüngster Zeit vor allem durch den Einsatz von Composites – speziell CFK (kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe) – in der automobilen Serie. Der «schwarze Werkstoff» wird gleichgesetzt mit enormem Leichtbaupotenzial, gepaart mit hervorragenden technischen Eigenschaften. Die Anwendungsfelder scheinen, sollte der grossindustrielle Einsatz gelingen, nahezu unbegrenzt. Der vorliegende Artikel setzt an diesem Punkt an. Unabhängig von individuell getriebenen, auch marketingtechnischen Gesichtspunkten, beleuchtet er die tatsächlich vorhandenen Realitäten auf einem Markt, der oftmals nur am Rande, oder in einzelnen Facetten bekannt ist. Es wird erläutert, wofür die Kernbegriffe stehen und wie sich der aktuelle europäische Markt darstellt. Es werden konkrete Anwendungsbereiche vorgestellt und Potenziale, Möglichkeiten, aber auch Herausforderungen erläutert.

Composites – Mehr als CFK In den letzten Monaten ist in den verschiedenen Informationsmedien eine geradezu inflationäre Verbreitung des Begriffes «Composites» festzustellen. Egal ob es sich um technische Fachartikel, Berichte aus der Tagespresse oder anderweitige Informationsmedien handelt. Immer wieder wird auf

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Volker Mathes, Business Development, AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V., Frankfurt am Main

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Composites als potenzielle Hoffnungsträger im Bereich der Konstruktionswerkstoffe hingewiesen. Diese Entwicklung und die damit verbundene breit gefächerte Auseinandersetzung mit einem «neuen» Werkstoff sind durchweg positiv zu bewerten. Leider ist aber oftmals eine unzureichende oder ungenaue Verwendung der Begrifflichkeiten festzustellen. Dies kann letztendlich nur zu Verwirrung und Verunsicherung aller beitragen. Es wäre wünschenswert, wenn diesbezüglich die Sorgfalt zunehmen würde. Eine kurze Erläuterung und Abgrenzung ist daher auch hier unerlässlich. Der oftmals verwendete, neudeutsche Begriff «Composites» bedeutet ins Deutsche übersetzt nichts anderes als Verbundwerkstoff (VW). Ein Verbundwerkstoff ist defi nitionsgemäss ein Material, welches sich aus zwei oder mehr Komponenten/Werkstoffen zusammensetzt. Durch entsprechende Kombination der Einsatzstoffe soll ein Werkstoff mit verbesserten Eigenschaften entstehen. Einer der bekanntesten Verbundwerkstoffe ist beispielsweise Beton. Dieser besteht aus Wasser, Sand, Kies und Zement. Kombiniert ergibt sich ein neuer Werkstoff. Innerhalb dieses Werkstoffbereiches bilden die Faserverbundwerkstoffe (FVW) eine besondere, deutlich kleinere Gruppe. Kennzeichnend ist, dass mindestens eine Komponente als Faser vorliegt. Einer der bekanntesten Vertreter ist hier beispielsweise der Stahlbeton. Einen nochmals kleineren Bereich bilden die so genannten Faserverstärkten Kunststoffe (FVK). Diese bestehen immer aus einer Faser und einer diese umgebenden Matrix aus Kunststoff. Die Faser ist also in Kunststoff eingebettet.

Dieser letztgenannten Werkstoffgruppe sind die verschiedenen Materialien zuzuordnen, die Gegenstand der meisten Diskussionen und auch dieses Artikels sind. Hier sind beispielsweise der bereits angesprochene CFK (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff, engl. Carbon), GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff), oder auch NFK (naturfaserverstärkter Kunststoff) zu nennen. Die Tabelle 1 zeigt mögliche Kombinationen von Faserverbundwerkstoffen (FVW). Die typischerweise im Bereich der Faserverbundkunststoffe (FVK) eingesetzten Komponenten sind rot hervorgehoben. Neben diesen Hauptkomponenten lassen sich bei der Produktherstellung zusätzlich weitere Elemente, z.B. Füllstoffe oder Additive hinzufügen. Diese reduzieren unter anderem nochmals das Gewicht oder setzen die Brennbarkeit der Werkstoffe bei der späteren Anwendung herab. Je nachdem, welche Fasern/Faserprodukte oder welches Harz bei der Herstellung eines Faserverbundkunststoffes zum Einsatz kommt und zu wie viel Prozent entsprechende Fasern oder Füllstoffe verwendet

Quelle: AVK

Volker Mathes1

Tabelle 1: Mögliche Kombinationen von Faserverbundwerkstoffen (FVW). Die typischerweise im Bereich der FVK eingesetzten Komponenten sind rot hervorgehoben.

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Quelle: AVK

KUNSTSTOFF XTRA

COMPOSITES SPEZIAL

bau, im Sportund Freizeitsektor, aber auch im Baubereich und in der Elektronikund Elektroindustrie. Diese Diversifizierung ist neben der Möglichkeit zur Generierung eines «massgeschneiderten» WerkTabelle 2: Produktionsmengenentwicklung anhand verschiedener Verarbei- stoffes vor allem auch auf tungsverfahren. andere positiwerden, entsteht so ein Werkstoff, der sich ve Eigenschaften von FVK zurückzuführen, auf individuelle Anforderungen anpassen die sie für den Einsatz an verschiedenen und speziell für einzelne Anwendungen Stellen prädestinieren. kreieren lässt. Das hohe Leichtbaupotenzial von FVK, aufFaserlängen und -gehalt, Fasertyp und Aus- grund der geringen Dichte der eingesetzten richtung bestimmen letztlich über die me- Materialien, ist bereits vielfach bekannt. chanischen Eigenschaften des späteren Daneben lassen sich Composites aber beiBauteils. Alle Faktoren können äusserst un- spielsweise auch lastgerecht konstruieren. terschiedlich sein. DEN Werkstoff gibt es Durch die unterschiedliche Verwendung nicht – es gibt vielmehr enorme Möglich- von Faserhalbzeugen, bzw. eine unterschiedliche Positionierung der Fasern im keiten. Bauteil, lassen sich FVK so auslegen, dass sie dort die höchsten mechanischen EigenEinsatzgebiete von Composites schaften haben, wo die stärksten Kräfte Wie die vorstehenden Ausführungen schon auftreten. Die zentrale Frage beim Werkandeuten, stellt sich der Markt für FVK stoffeinsatz lautet beim Umgang mit FVK ebenso wenig einheitlich dar, wie es die also nicht: Was kann der Werkstoff und wie Werkstoffe selbst sind. Vielmehr handelt es lässt sich dieser einsetzen, sondern welche sich um eine Werkstoffgruppe, die in ihren Anforderung habe ich und wie soll der Facetten enorm unterschiedlich ist. Anwen- Werkstoff gestaltet sein? Weitere positive dungen finden sich beispielsweise sowohl Eigenschaften der Werkstoffe sind beiin der Luft- und Raumfahrt, im Automobil- spielsweise eine sehr gute Medien- und

Korrosionsbeständigkeit. Hierdurch sind entsprechende gefertigte Produkte für den Einsatz im Offshorebereich oder im Brücken- und Rohrleitungsbau prädestiniert. FVK lassen sich wahlweise so konstruieren, dass sie entweder als Isolator, oder als gerichtete elektrische Leiter einsetzbar sind. Darüber hinaus ist eine sehr gute Hitzeresistenz einstellbar und die Produkte sind äusserst langlebig.

Composites – Aktuelle Marktentwicklung Bereits in der Einleitung zu diesem Artikel wurde ein zentraler Punkt, die gegenwärtige Debatte um Composites betreffend, angedeutet: Nicht immer werden im Rahmen der Diskussion die Realitäten korrekt dargestellt. Am deutlichsten wird dies zweifellos, wenn man die europäischen Produktionsmengen genauer analysiert (Tabelle 2). Im Jahr 2011 wurden in Europa mehr als 1 000 000 t GFK – glasfaserverstärkte Kunststoffe – produziert. Nicht eingerechnet sind dabei die kurzfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffe, die ebenfalls nochmals etwa eine Millionen Tonnen ausmachen. Demgegenüber steht für das Jahr 2011 ein geschätzter, weltweiter Bedarf an Carbonfasern von etwa 35 000 bis 37 000 Tonnen. Bei allen Diskussionen um den Zukunftswerkstoff CFK belegt dies nachdrücklich, dass GFK, gemessen an der Verarbeitungsmenge, nach wie vor den weitaus grössten Anteil ausmacht. Daneben ist dies ein deutliches Indiz dafür, dass FVK bereits in der industriellen Serienfertigung angekommen sind. Die Debat-

faigle - der Spezialist für Kunststoff-Produkte. Die Produktreihe Medical Grade wurde speziell für den Einsatz in der Medizintechnik entwickelt. Die Medical Grade Produkte entsprechen folgenden Konformitäten: í í í

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moving forward

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Bilder: Butzbach GmbH Industrietore

COMPOSITES SPEZIAL

Das Anwendungsspektrum von FVK reicht von Windkraftflügeln, Bootsrümpfen, Rohrleitungen und Swimmingpools über den Brücken- und Fassadenbau bis hin zu Flugzeug- und Automobil/Nutzfahrzeugteilen.

te um Composites in der Serienfertigung klammert diesen Faktor oftmals aus. Betrachtet man die dargestellten Produktionsmengen, so ist ersichtlich, dass ein nicht unerheblicher Anteil der Produktionsmenge von SMC/BMC erbracht wird. Hierbei handelt es sich um Pressmassen, die auch in der automobilen Serie, beispielsweise für Scheinwerferreflektoren, Innenraumteile oder Anbauteile verwendet werden. Daneben existieren mit dem Wickeln, Schleudern und Pultrudieren kontinuierliche Verfahren, mit deren Hilfe beispielsweise Rohre, Träger, Profile oder Masten hergestellt werden. Betrachtet man einen modernen Windkraftflügel von etwa 60 Metern Länge, die fortlaufende Produktion von Bootsrümpfen, oder die Herstellung von Aufbauten für Nutzfahrzeuge, so wird man um die Begrifflichkeit «Serienproduktion» wohl nicht umhinkommen. Wird in der Diskussion um die Möglichkeiten einer Serienproduktion von Composites gesprochen, kann man dem nur entgegenhalten, diese gibt es bereits. Es stellt sich die Frage, auf welche Werkstoffgruppe sich diese Diskussion bezieht. Wird über die Verwendung von CFK in der automobilen Grossserie gesprochen, so muss dort noch viel getan werden. Die zentralen Herausforderungen bilden in diesem Bereich die beiden Faktoren Zeit und Kosten. Ist etwa die Herstellung entsprechender Stückzahlen mit kurzfaserverstärkten Thermoplasten problemlos möglich, so sind die geforderten Zykluszeiten, die im Bereich 30

der Herstellung von Mittelklassefahrzeugen notwendig sind im Bereich der Langfaserverstärkten Kunststoffe mit duroplastischer Matrix (beispielsweise Epoxydharz) derzeit nicht zu realisieren. Zusätzlich entstehen bei der Herstellung entsprechender Hochleistungsfasern, wie der Kohlenstofffaser, hohe Kosten, die sich im Einkaufspreis widerspiegeln. Beide Faktoren sprechen derzeit eigentlich gegen einen wirtschaftlich sinnvollen Einsatz. Lautet die Frage also, ob sich CFK in der automobilen Serienproduktion bei Sichtbauteilen gewinnmaximierend verwenden lassen, dann lautet die Antwort: Zurzeit nein.

Composites – der bessere Werkstoff? Wohin entwickeln sich Composites? Aus Sicht der Industrie, die lange Jahre öffentlich wenig wahrgenommen wurde, ist die derzeitige Diskussion uneingeschränkt positiv zu bewerten. Die intensive, breitere Auseinandersetzung trägt dazu bei, die gesamte Werkstoffgruppe mit ihren vielen positiven Eigenschaften bekannter zu machen. So beginnen sich beispielsweise Ingenieure, Werkstoffwissenschaftler und Produktdesigner mit einem ihnen oftmals eher unbekannten Werkstoff zu befassen. Alle Diskussionen hingegen, die darauf abzielen, «den besten Werkstoff» in den Mittelpunkt zu rücken entbehren jeglicher Grundlage. Einen «besseren» oder «schlechteren» Werkstoff gibt es nicht. Die Frage in

Zeiten knapper Ressourcen muss hingegen lauten: Welcher Werkstoff ist für die spezifische Anwendung und zur Erreichung der gesetzten Ziele am besten geeignet? Hier dürfen keine Gedankenspiele ausgeklammert werden. Alle Werkstoffe verfügen über spezifische Eigenschaften, Möglichkeiten und Voraussetzungen. In bestimmten Anwendungen macht es also Sinn, sich für oder gegen einen entsprechenden Einsatz zu entscheiden. Einige der zu beachtenden Kriterien sind dabei der Preis, die Verfügbarkeit, die Verarbeitungsmöglichkeiten, die mindestens geforderten spezifischen Materialeigenschaften, aber auch die geforderten Designaspekte. Vor diesem Hintergrund werden sich zukünftig wahrscheinlich entsprechende Hybridprodukte, oder auf die entsprechende Anwendung speziell zugeschnittene Werkstoffe durchsetzen. Ein in dieser Hinsicht vorbildliches Produkt sind beispielsweise Windkraftflügel. Hierbei finden sowohl CFK, als auch GFK, aber auch Stähle, Beton und andere Werkstoffe Verwendung – eben der für die jeweilige Herausforderung beste Werkstoff. Kontakt AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V. Am Hauptbahnhof 10 D-60329 Frankfurt am Main Telefon +49 (0)69 27 10 77-16 volker.mathes@avk-tv.de www.avk-tv.de

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KUNSTSTOFF XTRA

COMPOSITES SPEZIAL

Treibende Kräfte für Composites

Vom Wandel zum Wechsel Faserverbundwerkstoffe bieten eine breite Palette an Eigenschaften, welche für eine ebenso grosse Auswahl an Anwendungen geeignet sind. Sie geben dem Konstrukteur die Gelegenheit, eine Fülle von Möglichkeiten für viele verschiedene Endanwendungen zu verwirklichen.

Nicolas Bernet1 Die immer grössere Auswahl an verfügbaren Rohstoffen – im Hinblick auf Faserverstärkungsarten (Charakter, Konzentration und Architektur) zusammen mit Matrixmaterialien (Teilmengen von sowohl thermoplastischen als auch duroplastischen Polymeren), gefolgt von zahlreichen endgültigen 1

Dr. Nicolas Bernet, General Manager BU Medical, Composites Busch SA, Porrentruy

Umwandlungsprozessen – ergibt eine bemerkenswerte Flexibilität. Aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften wie hohe spezifische Steifigkeit und Festigkeit, werden Verbundmaterialien immer mehr als Ersatz für metallische Komponenten verwendet. Herstellungstechniken für Verbundwerkstoffe bieten die Möglichkeit, Geometrien herzustellen, die mit konventionellen metallischen Materialien nur schwer zu erreichen sind (beispielsweise ist eine gewünschte Stärkenvariation leicht

zu erlangen). Andere typische treibende Gründe für den Einsatz von Composites beinhalten die Möglichkeit, Gewicht einzusparen, mechanische Eigenschaften zu erhöhen, die Anzahl von einzelnen Elementen in einem Bauteil zu reduzieren und eine einzigartige Kombination an Eigenschaften oder Funktionen zu erhalten. Immer mehr werden deswegen Composites verwendet und dabei eine Reduzierung der Teilkosten erzielt. Oft wiegen viele dieser treibenden Kräfte, in Verbindung mit dem Herstellungs-

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KUNSTSTOFF XTRA

COMPOSITES SPEZIAL

werkstoffe, mit einer vielfältigen Palette an Materialien, Umwandlungsprozessen und treibenden Kräften.

Vorbereitung zum Ausformen eines Composite-Materials auf ein metallisches Substrat für ein Uhrenteil.

zyklus, die höheren Materialkosten der Verbundwerkstoffbestandteile auf, um so ein wirtschaftlich rentables Endprodukt herzustellen. Die Kriterien, nach denen Verbundwerkstoffmaterialien für eine bestimmte Anwendung ausgewählt werden, sind natürlich abhängig vom Industriesektor, für den sie bestimmt sind. Die Luft- und Raumfahrt zum Beispiel, wurde traditionell von Leistungsfähigkeit angetrieben, längere Zykluszeiten und erhöhte Ausschussquoten wurden toleriert. Anwendungen mit hohem Volumen hingegen, typisch in der Automobilindustrie, erfordern schnelle und hoch automatisierte Techniken, bei denen aber das volle Potenzial der Composites hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften selten ausgeschöpft wird. Die Maschinenbauindustrie unternimmt gegenwärtig grosse Anstrengungen, fortschrittliche Verbundwerkstoffmaterialien in spezifischen Anwendungen einzusetzen. Dieser Industriebereich, welcher durch hochentwickelte Maschinenelemente in Highspeed-Huboder Rotationsanwendungen veranschaulicht werden kann, sieht ihren Hauptgrund für Gewichtsreduzierung in der Verbesserung von Betriebsraten und Effizienz, sowie in Bequemlichkeit und Handhabung. Branchen wie die Freizeit-, Uhren- (siehe Bild), Seefahrtindustrie und das Baugewerbe sind ebenfalls wichtige Anwender für Verbund-

Die medizinische Industrie stellt ein potenziell expandierendes Anwendungsgebiet für Composites dar. Insbesondere kohlefaserverstärkte Polymere werden zu einer konkurrenzfähigen Alternative für metallische Legierungen wie z.B. Edelstahl oder Titanlegierungen, welche traditionell für medizinische Geräte verwendet werden. Die Attraktivität der Verbundwerkstoffe auf Basis von Kohlefasern (mit entsprechender Matrix-Auswahl), beruft sich vor allem auf folgende Vorteile: • geringes Gewicht (siehe Grafik) • mechanische Eigenschaften, die unmöglich mit konventionellen Materialien erreicht werden können • widerstandsfähig gegenüber wiederholten Sterilisationszyklen ohne Verlust an Leistung, Ästhetik und dimensionalen Eigenschaften • bestätigte Biokompatibilität, welche das Risiko allergischer Reaktionen, die durch Freisetzung metallischer Ionen verursacht werden, unterdrückt • durchlässig für Röntgenstrahlen, dadurch wird eine optimale Visualisierung und Interpretierung radiologischer Bilder ermöglicht • angenehm zu berühren, so wird ein warmes Gefühl bei Hautkontakt erzeugt • ästhetisch ansprechend. Nichtsdestotrotz, wenn es um die öffentliche Gesundheit geht, muss das Risiko in Verbindung mit der Einführung von Composite-Materialien entsprechend eingeschätzt, verstanden und perfekt gehandhabt werden. Massnahmen, die Produktleistung und Qualitätskontrollen erhöhen, tragen dazu bei, die Risiken zu minimieren, schaffen so aber auch zusätzliche Kosten. Vorteile, Kosten und Risiken sind also eng mit-

Grafik: zvg

Bild: Composites Busch SA

Neue Vorteile für die medizinische Industrie

Dichte-Vergleich zwischen verwendeten metallischen Legierungen in medizinischen Geräten, Composite-Materialien und menschlichen Knochen.

einander verknüpft. Daher müssen für eine erfolgreiche Einführung von Verbundwerkstoffen in der medizinischen Industrie diese drei Faktoren zusammen analysiert werden. Kontakt Composites Busch SA Chemin des Grandes-Vies 54 CH-2900 Porrentruy Telefon +41 (0)32 465 70 30 bernet.nicolas@busch.ch www.compositesbusch.ch

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9 /2012 11 mm Doppelschnecken-Extruder


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COMPOSITES SPEZIAL

Effiziente Fertigung von Faserverbundbauteilen

Für jeden Einzelfall das passende Verfahren Zur Herstellung von Faserverbundbauteilen stehen zahlreiche Verfahrensvarianten zur Auswahl. Dieser Beitrag gibt einen Überblick, mit welchen Fertigungsverfahren sich die unterschiedlichen Anforderungsprofile der Bauteile effizient erfüllen lassen.

Erich Fries1, Josef Renkl2 , Sebastian Schmidhuber3, Markus Betsche4 Faserverstärkte Kunststoffbauteile zeichnen sich durch ein sehr geringes Gewicht bei hoher Festigkeit aus. Welches Fertigungsverfahren für ein bestimmtes Bauteil geeignet ist, hängt von zahlreichen Faktoren ab. Dazu gehören die Bauteilgeometrie, der Matrixwerkstoff sowie die benötigte Stückzahl. Weitere entscheidende Kriterien sind das Anforderungsprofil und die Herstellungskosten des Bauteils. In Abhängigkeit von diesen Kriterien kommen verschiedene Lösungsansätze und Herstellverfahren in Betracht.

HD-RTM mit schnell reagierenden Harzsystemen Das HD-RTM-Verfahren (Hochdruck Resin Transfer Molding) eignet sich für die Grossserien-Herstellung von leichten und hochfesten Strukturbauteilen aus Epoxidharzen. Als Matrixwerkstoffe können aber auch PUR oder andere Reaktionsharze zum Einsatz kommen. Beim HD-RTM erfolgt der Harzeintrag in das geschlossene Werkzeug mit einem selbstreinigenden Hochdruckmischkopf, dessen Bauweise aus der PUR-Verarbeitung abgeleitet ist. Die Komponenten Harz und Härter werden über separate Düsen in die Mischkammer eingetragen und dort schnell und intensiv vermischt. Diese

Der RTM-Hochdruckmischkopf mit Dosiermodul für internes Trennmittel sichert gleichbleibende Durchflussmengen und Materialrezepturen.

Verfahrenstechnik erlaubt es, schnell reagierende Harzsysteme mit kurzen Reaktionszeiten zu verarbeiten. Durch die Hochdruckinjektion benetzt das Matrixharz die Fasern schneller, intensiver und vollständi-

ger als bei der bisher verwendeten Niederdrucktechnik. Der Mischkopf reinigt sich nach jedem Schuss automatisch selbst, so dass keine zusätzlichen Reinigungsschritte erforderlich sind. Das Werkzeug kann evakuiert und mit Innendrücken von bis zu ca. 100 bar betrieben werden. Dadurch werden auch komplexe, dreidimensionale Kavitäten schneller gefüllt und die darin befindlichen Fasergelege durchtränkt. Gleichzeitig wird vermieden, dass sich Lufteinschlüsse bilden. Um die Entformung der fertigen Bauteile zu ermöglichen, wird ein internes Trennmittel automatisch und wiederholgenau direkt am Mischkopf zudosiert. KraussMaffei bietet seit kurzem mit Compression-RTM (C-RTM) und Wetmolding zwei neuartige HD-RTM-Varianten an. Beim C-RTM wird das Werkzeug zunächst nicht vollständig, sondern nur auf ein defi niertes Spaltmass geschlossen. Anschliessend wird das Harzgemisch ohne oder mit geringem Forminnendruck in das Werkzeug eingetragen. Teilweise wird das Fasergelege

Erich Fries ist Produktmanager Composites bei der KraussMaffei Technologies GmbH in München. 2 Josef Renkl ist Leiter Forschung und Entwicklung Reaktionstechnik bei KraussMaffei. 3 Sebastian Schmidhuber ist Gruppenleiter Entwicklung im Bereich Reaktionstechnik bei KraussMaffei. 4 Markus Betsche ist Pressesprecher der Marke KraussMaffei.

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Bilder: KraussMaf fei

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Schematischer Prozessablauf des HD-RTM Verfahrens.

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COMPOSITES SPEZIAL

FiberForm Technologieträger aus Organoblech, hinterspritzt mit faserverstärktem Polyamid.

dabei schon vom Harz durchtränkt, der grössere Teil der Harzmenge befindet sich jedoch gewissermassen «schwimmend» oben auf dem Fasergelege. Nun erfolgt ein Kompressionshub, der dazu führt, dass das Werkzeug vollständig bis auf Nullauflage geschlossen wird und die Kavität der Form des endgültigen Bauteils entspricht. Der Kompressionshub bewirkt, dass das Harz in Z-Richtung durch das Fasergelege hindurch gedrückt wird und die Fasern dabei vollständig benetzt. Mit dem Wetmolding-Verfahren bietet KraussMaffei eine weitere Alternative für die automatisierte Serienproduktion faserverstärkter Leichtbauteile. Hier wird ein Faserstapel ohne Vorformung in flachem Zustand fi xiert. Der Mischkopf befindet sich beim Wetmolding – im Gegensatz zu den anderen RTM-Verfahrensvarianten – nicht direkt am Werkzeug, sondern ist an einer Verfahreinheit befestigt. Am Mischkopf ist eine Austragsvorrichtung angebracht, mit der eine dünne Harzschicht laminar auf den Faserstapel aufgetragen wird, während sich der Mischkopf bahnförmig über den Faserstapel bewegt. Sobald die Fasern mit Harz bedeckt sind, wird der Faserstapel mit der Harzschicht in ein Werkzeug transportiert und dort verpresst. Das Preforming der Fasern findet beim Wetmolding also erst durch die Schliessbewegung des Werkzeugs statt. Ein wichtiger Vorteil des Wetmoldings besteht darin, dass auch Recyclingfasern zur Bauteilverstärkung verwendet werden können.

te verarbeitet werden, die Kurz- oder Langglasfasern enthalten. Als Alternative steht die Direktcompoundierung mit dem lnjection Molding Compounder (IMC) zur Verfügung. Das Verfahren kombiniert die kontinuierliche Extrusion eines Compounds mit dem diskontinuierlichen Spritzgiessen. Dazu wird das Matrixpolymer zunächst in einem gleichlaufenden Doppelschneckenextruder aufgeschmolzen und gegebenenfalls mit Additiven vermischt. Die Fasern werden im Extruder mit der aufgeschmolzenen Thermoplastmatrix imprägniert, dabei gekürzt und anschliessend in einen Spritzkolben überführt. Zu den Vorteilen des IMC-Verfahrens zählt neben der geringeren Faserschädigung insbesondere die schonende Verarbeitung der Schmelze in einer Wärme. Dadurch lassen sich die Energie- und Materialkosten deutlich reduzieren. Das Festigkeitsniveau faserverstärkter Spritzgiessteile lässt sich mit dem FiberForm-Verfahren noch weiter steigern. Dabei wird das Thermoformen von Geweben aus Endlosfasern in einer thermoplastischen Matrix (Organobleche) mit dem Spritzgiessen kombiniert wird. Die Organobleche werden separat aufgeheizt, im Spritzgiesswerkzeug zunächst umgeformt und anschliessend hinterspritzt. Dieses Verfahren eignet sich ideal zur Grossserienherstellung leichter Strukturbauteile.

KUNSTSTOFF XTRA

Statt aus Thermoplasten können faserverstärkte Spritzgiessteile auch aus Reaktionsharzen hergestellt werden. So eignen sich Sheet Molding Compounds (SMC) sowie Bulk Molding Compounds (BMC) zur Produktion sehr steifer, dimensionsgenauer Bauteile für Einsatztemperaturen bis etwa 180 °C. Die Ausgangsstoffe sind glasfaserverstärkte Polyester- oder Vinylesterharze, die mit speziell ausgestatteten Spritzgiessmaschinen verarbeitet werden. Nach dem Einspritzen reagiert das Material unter Temperatureinfluss im heissen Werkzeug zum fertigen Bauteil aus.

Verarbeitung von PUR-Systemen Für die Produktion faserverstärkter PURBauteile stehen mehrere Verfahrensvarianten zur Verfügung. Beim Reinforced Reaction lnjection Moulding (R-RIM) werden die Kurzfasern oder andere Füllstoffe direkt in eine der PUR-Komponenten – in der Regel dem Polyol – zugemischt. Das gefüllte Polyol und das lsocyanat werden im Mischkopf unter hohem Druck nach dem Gegenstromprinzip miteinander vermischt. Danach wird das Reaktivgemisch in das geschlossene Werkzeug ausgetragen, wo es exotherm in kurzer Zeit ausreagiert. Aufgrund der exzellenten Materialeigenschaften und wegen

Spritzgiessen von Thermoplasten und Reaktionsharzen Um thermoplastische Spritzgiessbauteile mit Fasern zu verstärken, können Granula34

Die kompakte FiberForm Fertigungszelle zum Um- und Hinterspritzen von Organoblechen kommt mit einem Linearroboter aus und liefert einbaufertige Strukturbauteile.

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KUNSTSTOFF XTRA

Beim LFI werden die Glasfaserrovings direkt am Mischkopf geschnitten und mit dem PURGemisch in das offene Werkzeug eingebracht.

der wirtschaftlichen Verarbeitungstechnik bewährt sich das R-RIM Verfahren bereits in der Grossserienfertigung. Mit hochreaktiven PUR-Systemen lassen sich dabei Zykluszeiten von weniger als 90 s erreichen. Das Fiber Composite Spraying (FCS) ist ein flexibles Verfahren, um mit geringen Investitionskosten biegesteife PUR-Bauteile in Kleinserie zu produzieren. Im einfachsten Fall genügen ein 2K-Sprühmischkopf mit entsprechender Misch- und Dosiermaschine sowie eine einfache Negativform, die auch auf einem Dreh- oder Kipptisch montiert sein kann. Mit dem Mischkopf werden verschiedene Schichten in das offene Werkzeug gesprüht. Das Aushärten erfolgt an der Luft, gegebenenfalls unterstützt von einer Heizung in der Form. Die einzelnen Lagen können aus kompaktem oder geschäumtem Material bestehen und in nahezu beliebiger Schichtdicke aufgesprüht werden. Die Faserzudosierung erfolgt immer koaxial zum PUR-Sprühstrahl, so dass die Fasern optimal benetzt werden. Hochwertige Oberfläche erhalten die Bauteile durch tiefgezogene Folien, die in das Werkzeug eingelegt werden, oder durch das InMold-Painting. Beim LFI-Verfahren (Long Fiber lnjection) werden Glasfaserrovings (Endlosfasern) direkt am Mischkopf von einem Schneidwerk geschnitten und mit Druckluft in einzelne Filamente aufgelöst. Unmittelbar hinter dem Schneidwerk werden die Fasern im Mischkopf mit dem PUR zusammenge9 /2012

führt und benetzt. Das PUR-Glasfasergemisch wird anschliessend mit Hilfe eines Roboters in das offene Werkzeug eingebracht. Das Aushärten erfolgt hingegen im geschlossenen Werkzeug. Während das Material ausgetragen wird, kann die Faserlänge und der Fasergehalt kontinuierlich variiert werden. Das Verfahren gestattet es somit, die Eigenschaften innerhalb eines Bauteils gezielt anzupassen. In Kombination mit den geometrischen Freiheiten und der Vielfalt der PUR-Systeme eröffnet sich so ein sehr breites Anwendungsspektrum. Das Structural Component Spraying (SCS) ist die Weiterentwicklung der LFI-Wabentechnik. Hier wird ein Sandwich aus Fasermatten und dazwischen liegenden Wabenkernen beidseitig mit unverstärktem PUR besprüht, in ein Werkzeug eingelegt und verpresst. Die Fasermatten werden beim Pressen mit PUR imprägniert und verkleben beim Aushärten mit dem Kernmaterial. Mit aufeinander abgestimmten Trag- und Kernschichten sowie mit einer entsprechenden Geometrie lassen sich auf diese Weise extrem leichte Bauteile mit hoher Steifigkeit und Biegefestigkeit herstellen. Um attraktive Oberflächen zu erhalten, können vor dem Pressen Dekore in die beiden Werkzeughälften eingelegt werden.

Fazit Welches Verfahren für welche Anwendung geeignet ist, hängt vom Einzelfall ab. Geometrie, Losgrösse, Herstellungskosten sowie die mechanischen Anforderungen geben dabei den Hauptausschlag. Auch die Eignung eines Verfahrens für einen automatisierten Fertigungsprozess spielt eine wichtige Rolle. Durch Verfahrenskombinationen können zusätzliche Funktionselemente prozesstechnisch integriert werden, um den Montageaufwand zu reduzieren.

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COMPOSITES SPEZIAL

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Intelligente Werkstoffe für den Leichtbau

Leicht und doch stabil Ein allgemeiner Trend zu leichteren Endfabrikaten geht auch an der Composite-Industrie nicht vorbei. Beispielsweise bei Endfabrikaten für die Bahn oder die Automobilindustrie ist eine Gewichtsreduktion ein permanentes Thema. So gern Gewicht eingespart werden will, so wenig möchte man aber auf die Stabilität der Fabrikate verzichten. Die folgende Zusammenfassung zeigt zielführende Möglichkeiten für die Composite-Industrie auf.

Bild: zvg

Wabe thermisch verbunden. Das Vlies dient bei der Weiterverarbeitung als Haftvermittler. Die Wabe kann mit herkömmlichen Werkzeugen auf die gewünschten Formate gesägt und zugeschnitten werden. Für den Einsatz in der Faserverbundtechnik kann zusätzlich zwischen Wabe und Vlies eine Folie (PP) eingearbeitet werden. Diese Ausführung gewährleistet den Einsatz von Flüssigharzen, ohne dass die Harze die Wabenzellen ausfüllen können. Damit sind sie für den Einsatz im Bereich Composites bestens geeignet und ideale Komponente für einen kostengünstigen Leichtbau. Kombination Waben und Vlies.

Dieser Entwicklung kommen neue, thermoplastische Kunststoffwaben aus Polypropylen entgegen, womit neuartige Sandwichverbundteile für den Leichtbau produziert werden können. Die recyclebaren Kunststoffwaben eignen sich ausgezeichnet in Einsatzbereichen, wo geringe Masse und hohe Festigkeiten in Kombination erforderlich sind. Unter dem Slogan «So leicht kann fest sein» wirbt die Entwicklerin Tubus Waben GmbH & Co. KG in Thüringen. Seit 1999 hat sie sich auf den Leichtbau und ihre «Honeycomb-Produktreihe» spezialisiert und ist derzeit in fast allen europäischen Ländern vertreten. Das Sortiment umfasst kaschierte und unkaschierte Wabenmatten mit hohen Festigkeiten bei geringem Gewicht, die medien- und korrosionsbeständig sind. Sie bildet den Innenkern planparalleler Leichtbauelemente wie Platten bzw. Paneele sowie von KunststoffFormteilen. Bei der Kaschierung wird auf die Mattenoberfläche ein textiles Flächengebilde (zum Beispiel ein Vlies) aufgebracht und mit der 36

Hauptanwendungsgebiete finden sich in der Nutzfahrzeugtechnik, im Automobilbau, im Bauwesen, Bootsbau/Schiffbau, Schienenfahrzeugbau und im Transport/LogistikBereich. Mögliche Verarbeitungsverfahren sind: ■ Klebetechnik (Kaltpressen) ■ Klebetechnik (Heisspressen) ■ Formteilfertigung (glasfaserverstärkte Kunststoffe)

Vlies-Palette für den Leichtbau Eine umfangreiche Palette an Vliesprodukten für die Industrie für Faserverbundwerkstoffe bieten die bewährten Sandwichmaterialien und Oberflächenvliese des holländischen Anbieters Lantor BV. Dieser entwickelte mehrere Generationen von Vliesmatten für spezielle Anwendungen in der Schifffahrts-, Transport-, Bau-, Freizeit, Sanitär- und Luftfahrtindustrie. Damit Anwender die optimale Lösung für die auftragsspezifische Fertigung bekommen, bietet Lantor ihren Kunden im Rahmen eines lösungsorientierten Supports

einen speziellen Berechnungsservice an. Dieser besteht in einem Vergleich zwischen einem gängigen Laminataufbau und einem Laminataufbau von Lantor in Bezug auf ■ Gewichtsersparnis ■ Kosteneinsparung ■ Masse und mechanische Eigenschaften. Das Sortiment umfasst Kernwerkstoffe für ein breites Spektrum von Techniken zur Herstellung von Faserverbundwerkstoffen wie Handauflege-, Spritz-, Vakuuminjektions- und RTM-Verfahren. Unter der Bezeichnung «Coremat» werden Polyestervliese, die Mikrohohlperlen enthalten, angeboten. Die Verarbeitung erfolgt als dünne Kernlage im Sandwichaufbau in Faserverbundlaminaten, die im Handauflege- oder Spritzverfahren hergestellt werden. Zudem Kernvliesmatten, wo ein blauer Farbindikator anzeigt, ob die Matten ausreichend mit Harz getränkt sind. Ausserdem Polyestervliese Soric mit einer druckfesten Zellstruktur, die in einem geschlossenen Formgebungsverfahren wie Vakuuminjektion und RTM angewendet werden können. Für eine höhere Abriebfestigkeit bei Formen oder eine bessere Chemikalienbeständigkeit umfasst das Sortiment ferner Produkte unter der Bezeichnung «Finishmat» zur Verbesserung der Oberflächenqualität. Die Lieferfähigkeit sowie die Beratung und der technische Support sind in der Schweiz gewährleistet.

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COMPOSITES SPEZIAL

Composites im Motorsport

Stark mit Formel 1 – aber nicht nur

Dominik Scheurer1 Scheurer Design & Eng. ist ein Schweizer Hersteller hochwertiger Faserverbundbauteile. Der Kunde erhält von der Planung, über die Konstruktion, Werkzeugerstellung, Prototypenbau bis hin zur Serienproduktion alles aus einer Hand. Das Team ist seit über zehn Jahren in der Königsklasse des Motorsports tätig. Die Kundenliste beinhaltet diverse Formel 1 Teams, Rennsport Teams (24h LeMans/DTM), Bootswerften und viele andere Branchen. Die Kernkompetenz liegt hierbei in der Konstruktion mittels modernster CAD-Systeme für die verschiedensten Anwendungen und Branchen. Da das Unternehmen seit vielen Jahren einige Formel 1 Teams zu seinen Kunden zählt, sind die Wünsche und Bedürfnisse der Branche sehr gut bekannt. Flexibilität und Effizienz wird grossgeschrieben. Bei den meisten Motorsport-Projekten ist der Zeitrahmen extrem klein. So musste Scheurer Design beispielsweise 2009 für das «Team Lotus F1» in gerademal fünf Monaten ein komplettes Formel 1 Auto entwickeln und bauen. Dies war nur dank dem breit ausgebauten Netzwerk an Firmen und Ingenieuren in ganz Europa möglich. Die Kunden profitieren von der Branchen internen Vernetzung. Mit der Kölner Firma Germa Composite GmbH hat Scheurer den perfekten Produktionspartner gefunden. Die grossen Firmen in der Branche haben die Flexibilität verloren, rasch und unkompliziert Motorsport Kunden zu betreuen. Scheurer Design & Eng. bietet im Bereich Composite Engineering das komplette Paket an. Oft erhält man von den Kunden nur eine Idee oder im besten Fall eine aerody1 Dominik Scheurer ist CEO der Scheurer Design & Eng., Biel

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namische Aussenfläche eines Bauteils. Mit Hilfe modernster CAD-Systeme werden Laminataufbau, Werkzeuge, Arbeitsanweisungen, CNC Daten, wenn gewünscht 2DDaten für den Ply-Cutter und sogar 3DDaten für Laser Positionier Systeme erstellt. Der Kunde erhält für jedes Bauteil ein Datenpaket, mit welchem er die Bauteile höchsten Ansprüchen gerecht realisieren kann.

Auch ausserhalb des Motorsports finden sich interessante Bereiche Dank der Mitarbeit von 2009 bis 2011 am weltgrössten Composite Projekt, dem Mekka Clock Tower, konnte Scheurer Design zum ersten Mal das Motorsport Segment verlassen. In der Architektur wird die Verarbeitung von Composite Materialien immer wichtiger. Beim 600 m hohen Turm wurde die Fassade der letzten 200 m aus Glas, beziehungsweise Karbonfasern gebaut. Mitgearbeitet hat das Scheurer-Team hauptsächlich an den riesigen Uhrzeigern (der Minutenzeiger ist 23 m lang) und am symbolträchtigen Halbmond (23 m Durchmesser) auf der Turmspitze. Das aussergewöhnliche Bauwerk hätte man ohne die leichten, extrem verwindungssteifen Composite Materialien nicht bauen können.

Formel 1 Heckflügel

Bilder: Scheurer Design

Die Scheurer Design & Eng. hat sich den Composite Materialien verschrieben und hier vor allem den Kohlefasern. Die Anwendungen sind vielfältig, ein Schwerpunkt liegt aber eindeutig auf dem Motorsport. Gute Kontakte zu diversen Formel 1 Teams helfen mit, dass das Bieler Unternehmen gut im Geschäft verankert ist.

3D CAD Modell

In der Sparte Marine nimmt die Auftragslage langsam aber stetig zu. Viele Bootswerften sind auf Grund der Engineering Kosten vorsichtig. Wenn es Scheurer Design gelingt, aufzuzeigen, wie viel Kosten beispielsweise mit einer cleveren Laminierform eingespart werden kann, dann kommt es meistens zu einer erfolgreichen Zusammenarbeit. Der Standort Schweiz ist für die Tätigkeit des Unternehmens nicht entscheidend. Dessen Kunden sind international tätig. Der Anteil an Schweizer Kunden ist verschwindend klein. Firmen, die den Leichtbau innovativ weiterentwickeln, kommen hauptsächlich aus Deutschland nach Biel, wie zum Beispiel die grossen Automobilhersteller. Beim Thema Treibstoff einsparen, Elektroantrieb, gewinnt der Einsatz von Composite Materialien an Bedeutung. Der Motorsport ist in der Verarbeitung von Composite Materialien Branchen wie Architektur oder Bootsbau noch viele Schritte voraus. Das soll nicht so bleiben: Die Vision des Unternehmens ist der Know-how-Transfer vom Motorsport in die genannten Branchen. Kontakt Scheurer Design & Eng. Ländtestrasse 49, CH-2503 Biel Telefon +41 (0)32 323 50 00 scheurer@europe.com www.scheurer-design-eng.com

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COMPOSITES SPEZIAL

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Serienproduktion leichter, einteiliger Eishockeyschläger in Hohlbauweise

CFK Hockeyschläger hergestellt im RTM-Prozess Langfaserverstärkte Faserverbundwerkstoffe (Glas- oder Kohlefaser mit Polyester- oder Epoxidmatrix) haben sich seit Jahren als das Material für High-Performance-Anwendungen im Sportbereich etabliert. Faserverbundwerkstoffe haben in Bezug auf ihre Dichte hervorragende Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften. Mit der Auswahl der Faser und einem geeigneten Faseraufbau kann das mechanische Verhalten des Bauteils optimal den Anforderungen im Einsatz angepasst werden.

Composites Busch SA patentierte 1992 den ersten komplett aus Faserverbundstoff gefertigten Eishockeyschläger in einteiliger Bauweise. Der geschickte Einsatz der damals neuartigen Materialien in Kombination mit einer geeigneten Fertigungstechnik führte zu einem Produkt mit durchschlagendem Erfolg. Das Gewicht der Schläger konnte mit der Materialsubstitution von Holz auf Kohlefaserverbundwerkstoffe um rund 40 % gesenkt werden. Das Biege- und Torsionsverhalten konnte zudem erstmals der menschlichen Ergonomie angepasst werden, was deutlich Vorteile beim Handling des Schlägers mit sich bringt. Durch die stetige Weiterentwicklung und dem regen Austausch der Entwickler mit Hockeyclubs und deren Spielern, konnte seit über 20 Jahren das Vertrauen der Athleten aller Spielklassen in die Schläger von Busch Composites gewonnen werden. Aktuell spielen ca. 60 Athleten in den Schweizer Profiligen mit den in Porrentruy gefertigten Schlägern. Internationale Konkurrenz bedrängt heute die Busch-Schläger in allen Preissegmenten mit Produkten, welche in Fernost gefertigt werden. Busch spürt den Druck auf ihrem Stammmarkt in der Schweiz und behauptet sich aber durch eine stetige Weiterentwicklung ihrer Produkte. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung IWK der Hochschule für Technik Rapperswil entwickelt Busch eine Reihe an 1

Dipl.-Ing. FH Lukas Wielatt, IWK Rapperswil Prof. Dr. Markus Henne, IWK Rapperswil 3 Dipl. Ing. Alain Lallemand, Composites Busch SA 2

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Prozess- und Produktinnovationen für ihre Hockeyschläger mit dem Ziel, dem Anspruch des technischen Leaders im Hockeybereich gerecht zu werden. Neben der technischen Performance baut Busch auch seine standortbezogenen Vorteile im Kundenservice aus.

Anforderungen an einen Hockeyschläger der nächsten Generation

Gewicht hat im immer schneller werdenden Spiel einen entscheidenden Einfluss. Verringertes Gewicht bringt spürbar Vorteile bei schnellen Antritten und Richtungsänderungen, beim Puck-Handling und vor allem beim einhändigen Spiel. Für ein präzises Handling ist neben dem Gesamtgewicht die Balance des Schlägers massgebend. Der Schwerpunkt liegt im optimalen Fall im Bereich der Schlaghand oder leicht darüber. Der Schläger lässt sich so über die Führungshand schnell und exakt bewegen und der Schuss kann mit hoher Präzision abgegeben werden. Schlecht ausbalancierte Schläger müssen nachträglich mit Zusatzgewichten ausgeglichen werden.

Der technische Level der Spieler und die Geschwindigkeit des Spiels steigen mit jeder Saison, zudem bleibt das Spiel physisch unverändert hart. Die Beanspruchung der Eishockeyschläger nimmt durch diese Entwicklung deutlich zu. Nur hochwertige Materialien und kontrollierte Herstellungsprozesse können die heutigen Anforderungen erfüllen. Die geforderte Performance eines modernen Schlägers wird zusammen mit professionellen Hockeyspielern definiert und messbare Ziele abgeleitet. Der regelmässige Austausch mit den Spielern und die geografische Nähe von Produktion und Anwendern helfen, die Entwicklung zielgerichtet und effizient voran zu treiben. Als prioritäres Optimierungskriterium wird die Minimierung des Gewichts festgelegt. Das Bild 1: Slapshot von Spieler Julien Vauclair

Bild: Michael Sauter

Lukas Wielatt1, Markus Henne2 , Alain Lallemand3

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Bei Slap- und Wrist-Shots trifft die Schaufel vor dem Kontakt zum Puck aufs Eis auf und der Schaft wird in einer linearen Bewegung mit einer Kraft bis zu 1200 N zu einer Biegefeder aufgespannt (Bild 1). Bei der Abgabe des Schusses wird der Puck durch die freiwerdende Energie beschleunigt. Profis erreichen beim Abschlag eine Puck-Geschwindigkeit von über 180 km/h. Um solch einen Schuss präzis zu kontrollieren, muss der Schläger eine klar definierte Biegelinie aufweisen mit einem Bereich der maximalen Biegung, dem Kickpoint. Die optimale Position des Kickpoints variiert jedoch mit der Spielweise des individuellen Spielers. Durch eine flexible Produktion können bei den Hockeyschlägern von Composites Busch den Kundenwünschen zum Kickpoint nachgekommen werden können. Trotz ungleichförmiger Biegelinie muss ein harmonischer Spannungsverlauf realisiert werden, d.h. es muss ein fliessender Übergang zwischen den Bereichen unterschiedlicher Steifigkeit gestaltet werden. Das ist die Voraussetzung für ein kontrolliertes Handling und nur so können Spannungsspitzen, welche zum Bruch oder zu einer frühzeitigen Materialermüdung führen, ausgeschlossen werden. Eine weitere wichtige Eigenschaft ist die ausgewogene Abstimmung zwischen Energiespeicherung und -absorption im Schläger. Hohe Dämpfungsraten verbessern das Handling, eine hohe Federsteifigkeit bringt einen harten Wrist- und Slapshot. Besonders im Bereich der Schaufel werden hohe Dämpfungsraten bei gleichzeitig grosser Steifigkeit gefordert. Die Steifigkeit bringt die Präzision beim Schuss. Die Dämpfung verhindert, dass der Puck beim Handling von der Schaufel abspringt. Neben der vom Kunden geforderten Performance steigen auch die Erwartungen an die Festigkeit und Langlebigkeit der Schläger. In den höchsten Spielklassen ist der Anspruch an die Festigkeit weniger vom Preis, als vom Spiel abhängig. Hier bringt es einer Mannschaft grosse Nachteile, wenn ein Schläger in einer entscheidenden Situation versagt.

Neues Handling- und funktionsoptimiertes Design

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modernen Schläger aus dem HighendSegment erfüllen, sondern sollen durch Innovationen neue Massstäbe setzen. Für die neue Generation der Schläger wird die von Busch patentierte einteilige Bauweise weiter optimiert. Im Gegensatz zur bei der Konkurrenz angewendeten mehrteiligen Bauweise, wo die Schaufel und Schaft separat gefertigt und nachträglich verbunden werden, verlaufen bei der «OnePiece»-Bauweise die Fasern ohne Unterbruch von der Schaufelspitze bis zum Schaftende. Am geometrisch und mechanisch

komplexen Übergang vom Schaft in die Schaufel kann durch diese Bauweise Gewicht eingespart werden. Steifigkeitssprünge und daraus resultierende hohe Spannungen können so in dieser stark belasteten Zone minimiert werden. Aus Gewichtsgründen wird eine hohle Bauweise für den Schaft gewählt, d.h. der bis anhin eingesetzte Schaumkern im Schaft entfällt. Die klassische Bauweise mit Schaumkern zeigt durch das visko-elastische Verhalten des Kernschaums ein unerreicht gutes Dämpfungsverhalten. Dieses

All-in-one: prochem-Power für die Composite-Industrie Mit aussergewöhnlich breitem Knowhow und markenübergreifender Kompetenz beraten und unterstützen wir Kunden bei der Suche nach optimalen Lösungen. Vereinfachtes Handling und kurze Lieferfristen sind dabei genauso geschätzte Kundenvorteile wie Beratung, technischer Support und Logistik aus einer Hand. Der Know-how- und Erfahrungsaustausch dank unserer Verbindung zur europäischen NRC-Gruppe sowie die

internationale Lieferfähigkeit helfen mit, Kunden einen technisch aktuellen und umfassenden Service bieten zu können. Unser Lieferprogramm umfasst folgende Werkstoffe: Polyester, Vinylester, Epoxidharze, Gelcoats, Reaktionsmittel, Verstärkungsmaterialien aus Glasfasern, Sandwich- und Leichtbaumaterialien, Füllstoffe und Additive. Zertifizierung: SQS ISO 9001:2008

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Die neuen Eishockeyschläger von Busch müssen nicht nur die Erwartungen an einen 9 /2012

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Bild 2: Aufbau der Schaufel: 1. Verstärkungsgelege Tip (CF), 2. UD-Verstärkungskordel Sohle (LCP), 3. Schaumkern (PU), 4. Innere Deckschicht und Steg (CF), 5. Zwischenschicht (organische Fasern), 6. UD-Verstärkung individuell (CF), 7. Strukturelle Oberflächen Lage Schaufel und Schaft (CF)

wird bei der neuen Bauweise durch den gezielten Einsatz von organischen Fasern erreicht. Für das Verständnis und die Optimierung des dynamischen Verhaltens, wurden bestehende Schläger in einer experimentellen Modalanalyse untersucht und in einer nummerischen Simulation abgebildet. Aus den Erkenntnissen konnten die geeigneten Fasertypen ausgewählt und deren Menge und Faserorientierung neben den steifen Carbonfasern bestimmt werden. Wegen der geringeren Festigkeit der organischen Fasern sind diese in der weniger belasteten Mittelschicht der Schaftstruktur eingelegt und bilden so mit den Carbonfasern ein Mikro-Sandwich (Bild 2): ■ Parallel zum Schaft angeordnete Fasern bringen hohe Biegesteifigkeit im Schaft ■ Diagonal umspannende Fasern erhöhen die Steifigkeit auf Torsion. ■ Senkrecht zur Schaftrichtung verlaufende Fasern verhindern das Beulen der Schaftwand, was sich bei grosser Durchbiegung der Schläger als Versagensursache herausgestellt hat. Die Optimierungen im Aufbau werden regelmässig von den Spielern getestet und deren Erfahrungen mit den Messresultaten aus dem Labor verglichen. Am IWK steht dafür eine moderne Einrichtung für statische und dynamische Messungen am Schläger und deren Auswertung zur Verfügung. Um die optimale Gewichts-Balance zu erreichen, muss im Schaufelbereich und am Übergang zu Schaft Gewicht eingespart 40

werden. Dies wird durch einen kraftflussgerechten Faserverlauf und der folglich hohen Materialausnutzung realisiert. In der Schaufel und am Übergang sorgen formgenaue Kerne für das optimale Faservolumen in der Deckschicht, wodurch mit weniger Material eine höhere Festigkeit erreicht wird. Stege und Rippen im Blatt verbessern Steifigkeit und Widerstand beim Aufprall des Pucks. Der traditionelle Rechteckquerschnitt der Holzschläger wird neu den mechanischen Belastungen und den ergonomischen Eigenschaften angepasst. Aus den Vorgaben von Torsionssteifigkeit und den definierten Biegesteifigkeiten drängt sich ein dem Faserverlauf angepassten Querschnitt auf. Dieser Querschnitt zeigt im Gegensatz zum gegenwertigen Rechteckquerschnitt, bei kombinierten Lastfällen aus Biegung und Torsion harmonischere Spannungsverläufe. In Tests mit den Spielern und mit nummerischer Simulation wurde ein Querschnitt gefunden, der sowohl den ergonomischen, sowie den mechanischen Ansprüchen gerecht wird.

Umsetzung der Innovationen im Herstellungsprozess Busch betreibt heute für die Fertigung der Hockeyschläger eine Resin Transfer Moulding- (RTM) Produktionslinie. Der RTM Prozess erlaubt eine weitgehende Automatisierung der Arbeitsschritte, was für eine wirtschaftliche Fertigung in der Schweiz unabdingbar ist. Auch sprechen die Dimensionen, die geometrische Komplexität und die geforderte Oberflächengüte der Schläger für eine integrale Fertigung im RTMVerfahren. Die schwierige Lagerhaltung, wie sie beim Prepregverfahren nötig wäre, kann so umgangen werden. Für den RTM-Prozess sind starre Werkzeuge und nicht kompressible, feste Kerne nötig. Für die Fertigung des Schafts in Hohlbauweise müssen entformbare und

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widerverwendbare Formkerne, die den Anforderungen eines schnellen RTM-Prozesses entsprechen (Prozesstemperatur 100 °C, Maximaldruck 50 bar), eingesetzt werden. Aufblasbare Kerne, wie sie beim arbeitsintensiven Prepregverfahren eingesetzt werden, sind im RTM nicht geeignet. Aus diesem Grunde wurde ein Kern aus Polyethylen (PE-LD) entwickelt, der sich aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen Prozess- und Entformungstemperatur (ΔT=80 °C) durch den Schwund entformen lässt. So kann der Kern mit einer Länge 1450 mm ohne Formschräge ausgeformt werden. Ein Vergleich verschiedener Materialien hat PE-LD ohne Füllstoffe als geeignetes Kernmaterial gezeigt. Polyethylene haben einen grossen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, selbsttrennende Eigenschaften und einen geringen Reibungskoeffizienten auf CFK, was der problemlosen Entformung entgegen kommt. Die Beständigkeit gegenüber allen im Prozess verwendeten Medien ist gegeben. Durch die Widerverwendbarkeit des Kerns entfallen Zukauf und Lagerhaltung der Schaumkerne, was die Produktion einfacher macht. Für den Kern in der Schaufel sind verschiedene formgebende Methoden getestet worden. Die unterschiedlichen Schaufelgeometrien können mit einem chemischen Formschäumprozess mit hoher Abbildgenauigkeit gefertigt werden (Bild 3). Eine mechanische (Nach-)Bearbeitung entfällt. Die Kerne werden bei Gebrauch im Hause bei Composites Busch «Just in Time» für die Schlägerfertigung produziert. Die hohe Abformgenauigkeit und Reproduzierbarkeit des Formschäumens erlauben eine Integration von Einlegern zur Steigerung der Festigkeit des Schaumkerns. Unter anderem werden im Kern punktuelle Durchbrüche vorgesehen, welche anschliessend mit einer schlagzähigkeitsmodifizierte Epoxidmatrix gefüllt werden. Faserverstärkungen und Fliesshilfen können beim Schäu-

Bild: IWK

Bild: IWK

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Bild 3: Schaumwerkzeug (links) und PU-Schaumkern (rechts) für die Schaufel.

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men direkt zu einem Preform verbunden werden. Ein neues Werkzeugkonzept erlaubt den Einsatz von gesinterten Werkzeugeinsätzen aus Kunststoff. Entscheidend ist hier die porenfreie, selbsttrennende Beschichtung der Werkzeugoberfläche. Durch den Einsatz der eigenen Rapidprototypinganlage von Busch können in der Prototypenphase Werkzeuganpassungen ohne zeitlichen Verzug durchgeführt werden. In der Produktion besteht damit die Möglichkeit, schnell und effizient auf Kundenwünsche zu reagieren. Das breite Angebot an verschiedenen Geometrien (heute 18 linke und 18 rechte Schaufelformen) kann ohne hohe Investitionen weiter angeboten werden.

Resultat: Ergebnisse aus dem Feldtest

C140 0 plu C160 C 1 s 25 0 plu 80 plus 250 s XL C90 9 0 C9 plus XL 250 Die CTemperiergeräte 140 0 mit dem 9 „Touch“ C plus XL 9 160 C18 C140 C1 0 0 C9 6 0 0 C1 plus 25 0 C180 40 C p 160 0 plus Xchen Sieluunss 25 C180 Besu L F9ak0uma: pauluf dseBr 1, Stand 1204 Halle 250 plus

TEMPRO plus D

Der Optimierungsprozess ist noch im Gange. Die Spieler sind vom neuen Schläger begeistert und motiviert, Prototypen zu testen und sich in die Weiterentwicklung einzubringen. Im Rahmen des Entwicklungsprojekts konnte das Gewicht der Schläger von ursprünglich 520 g auf 395 g, d.h. um 24 % gesenkt werden. Zum Trainingsbeginn der Hockeysaison 2012/13 testen Spieler die neuen Produkte mit der Absicht, diese zur Stammausrüstung für die kommende Saison zu wählen. So ist ein stetiges Feedback über die ganze Saison sicher und Erfahrungen in der langzeitigen Anwendung können gesammelt werden.

Schlussfolgerungen und Ausblick Die Zusammenarbeit von Busch und dem IWK hat viele Innovationen in der Bauteilgestaltung aber auch im Herstellungsprozess ausgelöst. Es konnte nachgewiesen werden, wie trotz verringerten Herstellungskosten eine bessere Performance und somit ein Mehrwert für die Hockeyspieler geschaffen werden konnte. In der kommenden Saison steht eine intensive Prüfung der neuen Schläger auf dem Eis in NLA und NLB bevor. Mit den erwarteten Erkenntnissen soll die Serienreife der neuen Schläger erlangt werden und das Produkt ins Produktportfolio von Busch aufgenommen werden. Die Markteinführung der neuen Line ist auf den August 2013 festgelegt.

Kontakt Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung IWK Oberseestrasse 10 8640 Rapperswil Telefon +41 (0)55 222 47 70 iwk@hsr.ch, www.hsr.ch Composites Busch SA Chemin des Grandes-Vies 54 CH-2900 Porrentruy Telefon +41 (0)32 465 70 30 composites@busch.ch, www.compositesbusch.ch 9 /2012

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Gebündelte Leichtbaukompetenz im Carbon Composites e.V., CCeV

CFK – Vom Nischendasein ins Rampenlicht

Doris Karl1 Vielfach kennt man den Werkstoff «Carbon» aus dem Sport- und Freizeitbereich: Fahrradrahmen werden daraus gefertigt, Weitwurfspeere und Gesichtsmasken für lädierte Fussballer. Die Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffe spielen allerdings in einer anderen Liga und müssen sich vor ihrem Einsatz zahlreichen Tests und Erprobungen unterziehen. Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) sind fest und steif. Sie korrodieren nicht und man kann mit ihnen Strukturen realisieren, die typischerweise 60 % leichter sind als Stahlstrukturen und 20 % leichter als Aluminiumstrukturen. Deshalb steckt das grösste Potenzial für CFK im Automobilbau: Ein Mittelklassewagen wiegt heute über eine Tonne. Hundert Kilo weniger würden seinen Treibstoffverbrauch um bis zu einem halben Liter pro 100 Kilometer reduzieren. Bei den Elektroautos ist weniger Strukturgewicht ein Muss, um das hohe Gewicht der Batterie zu kompensieren. Im Grossserienautomobilbau wird sich CFK allerdings nur dann durchsetzen, wenn zuvor die Fertigungskosten und die Fertigungszeiten drastisch gesenkt werden können. Daran wird in vielen Forschungseinrichtungen und Firmen gearbeitet. Boeing fertigt seinen neuen Dreamliner 787 mit einem kompletten CFK-Rumpf, inklusive Flügel. Der Airbus A350 XWB glänzt ebenfalls durch einen hohen CFKAnteil. BMW und Volkswagen wollen mit Elektroautos auf den Markt kommen, die einen CFK-Anteil von 40 bzw. 20 Prozent haben. «Elektroautos sind ohne Carbon kaum vorstellbar», so Dr. Hans-Wolfgang 1 Doris Karl, zuständig für Öffentlichkeitsarbeit, Carbon Composites e.V. (CCeV), Augsburg

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Schröder, Geschäftsführer des CCeV, «deshalb liegt im Automobilbau die nächste Zukunft des Baustoffes und daher auch eine unserer Schwerpunktinitiativen.» Für die Zukunft sieht Schröder schwarz – die Farbe des Werkstoffs Carbon: «Es wird keine Branche geben, in der nicht mit Carbon gearbeitet wird. Nach Jahrzehnten des Nischendaseins haben wir jetzt einen Punkt erreicht, an dem CFK den Markt massiv durchdringt.» Der Süden Deutschlands ist prädestiniert als geografi scher Schwerpunkt der CFKEntwicklung: SGL Group, der einzige in Europa beheimatete Carbonfaserhersteller, forscht in Meitingen an optimierten Fasern für bestimmte Fertigungstechniken und Materialanforderungen. SGL ist auch Gründungsmitglied des in 2007 entstandenen Kompetenznetzwerks Carbon Composites e.V. (CCeV), das heute über 160 Unternehmen Premium Aerotec erprobt eine neue, effizientere Herstellungsund Forschungseinrichtun- weise von Flügelschalen in CFK für Verkehrsflugzeuge neuer gen in Deutschland, Öster- Generation. reich und der Schweiz unter seinem Dach vereint. CCeV versteht sich Grossunternehmen aus nahezu allen Branals Kompetenznetzwerk zur Förderung der chen und etwa 86 kleine und mittlere UnAnwendung von Hochleistungs-Faserver- ternehmen sowie Gebietskörperschaften bundwerkstoffen. und Kammern. Zu den Mitgliedern von CCeV gehören etwa Besonders in den technischen Arbeitsgrup34 Forschungseinrichtungen wie das DLR pen des Netzwerks spiegelt sich die Absicht und die Fraunhofer-Gesellschaft mit ver- des Vereins wider, die gesamte Wertschöpschiedenen Instituten, die Universität Augs- fungskette der Hochleistungs-Faserverburg und diverse Hochschulen, rund 40 bundwerkstoffe abzudecken: Automatisie9 /2012

Bild: zvg

Noch immer wird Carbon als Werkstoff der Zukunft bezeichnet. In vielen Branchen hat diese Zukunft allerdings schon längst begonnen: Flugzeugbau und Raumfahrt setzen auf die neuen Materialien in ihrer hochwertigsten Ausführung, den «Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffen».


rung, Bearbeitung/Fügen/Montage, CFK im Bauwesen, Engineering, Garne & Textilien, Herstellverfahren, Klebtechnik, Roadmap Polymeric Composites, Umweltaspekte und Werkstoff- & Bauteilprüfung (NDI) werden hier bearbeitet, um den Zukunftswerkstoff Carbon für die Praxis möglichst vielfältig nutzbar zu machen. Industrieerfahrene Experten haben die Betreuung der Arbeitsgruppen übernommen, die sich pro Jahr jeweils dreimal zu Vortragsveranstaltungen treffen und damit auf dem Stand der Entwicklung in ihrem Fachgebiet bleiben.

CFK hat Sexappeal CCeV bietet seinen Mitgliedern neben den praxisorientierten Arbeitsgruppen die Beteiligung an Fachmessen sowie Aus- und Weiterbildungsprogramme und eigene Traineeprogramme für Studenten an. Äusserst beliebt ist auch über die Grenzen Deutschlands hinaus das jährlich stattfindende «CCeV Automotive Forum». In diesem Jahr berichtete zum Beispiel Dr. Nicolai Müller von der Unternehmensberatung McKinsey über eine Studie seines Hauses, die Carbon Composites als neuen Spieler auf der Leichtbaubühne sieht. Zwar würden die Anteile von CFK in der Gesamtmenge der Autobranche klein bleiben, so Müller. Doch selbst im einstelligen Prozentbereich könne das Material zu Verbesserungen im Leichtbau und Gewinnen für die Hersteller bzw. Nutzer von Carbon Composites führen. «Man sollte die Sexyness von Carbon Composites nicht unterschätzen,» so Müller. Autobauer Audi hat die Verwendung von CFK bereits in die «ganzheitliche Leichtbaustrategie» des Unternehmens integriert. Claus Haverkamp von der Audi AG umriss auf dem CCeV Automotive Forum 2012 die Ziele, die man mit dieser Strategie verfolgt: 50 Prozent Materialersparnis, 90 Prozent Prozesskostenersparnis und 70 Prozent Einsparungen beim Lack will man bis 2016 erreichen. Der Materialmix gehört zu den Lösungsansätzen, und Carbon Composites spielen in diesem Materialmix eine wichtige Rolle. Dass die Faserverbundbranche global orientiert ist, zeigten die Vorträge der weiteren Referenten auf dem CCeV Automotive Forum: Luciano de Oto vom italienischen Autobauer Lamborghini skizzierte den Weg, den sein Unternehmen beim Bau des 9 /2012

Aventador eingeschlagen hat. In Kooperation mit Boeing wurde die Herstellungszeit eines CFK-Monocoque für den Aventador auf unter 33 Stunden drückt. Natürlich werden die Sportboliden immer noch weitgehend in Manufaktur hergestellt, mit dem Ziel, sich von vier bis fünf Autos pro Tag auf sechs bis sieben täglich zu verbessern. Lamborghini dient hier auch als Versuchsfeld für die Muttergesellschaft Audi. Dringend suchen nicht nur die Autobauer nach Fachkräften, die mit dem neuen Werkstoff umgehen können. Darüber hinaus gibt es noch weitere Herausforderungen auf dem Weg zu einem drastisch erweiterten CFK-Einsatz: So müssen beispielsweise mittel- bis langfristig Wege aufgezeigt werden, den noch sehr hohen Ressourcen- und Energiebedarf von der Precursor- über die Carbonfaserherstellung bis hin zum einsatzfähigen Werkstück drastisch zu senken. Daran arbeitet unter anderem eine Projektgruppe des Spitzenclusters MAI Carbon, der sich in Süddeutschland mit der Entwicklung des CFK-Einsatzes bis zur Serienfertigung beschäftigt. In MAI Carbon haben sich Mitglieder des CCeV aus dem Raum München-AugsburgIngolstadt zu einer Abteilung zusammengeschlossen. Ihr übergeordnetes Ziel ist es, die Wirtschaftskraft der Region durch eine Weiterentwicklung der Anwendung von Hochleistungsfaserverbundtechnologien zu stärken. Ähnliche Abteilungen wurden bereits für die östlichen Bundesländer (Carbon Composites Ost) und für Österreich (Carbon Composites Austria) gegründet. Weitere Regionalabteilungen des CCeV sind im Entstehen – insbesondere ist auch die Gründung von Carbon Composites Schweiz geplant. In der Schweiz gibt es bereits eine Reihe von CCeV-Mitgliedern (Basler Lacke, Biontec, Fachhochschule Nordwestschweiz, Huntsman und Fraisa). Federführend bei den Vorbereitungen zur Gründung von Carbon Composites Schweiz ist Professor Clemens Dransfeld von der Fachhochschule Nordwestschweiz. Kontakt Carbon Composites e.V. (CCeV) Alter Postweg 101 D-86159 Augsburg Telefon +49 (0)821 589 5747 doris.karl@carbon-composites.eu www.carbon-composites.eu

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DIE GESAMTLÖSUNG


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Herstellung von Carbonbauteilen

Thermoplastische Composites öffnen neue Wege Nachdem sich die Herstellung von CFK Bauteilen insbesondere in der Luftfahrt und anderen High-Tech Branchen mit den üblichen Verarbeitungstechniken der duroplastischen Matrixsysteme etabliert hat, steht eine Vielzahl von thermoplastischen Composites zur Anwendung.

Rainer Müller1

Die bekannten Verfahren der vorwiegend auf Epoxidharz abgestimmten Systeme, wie Die enormen Vorteile der Gewichtserspar- z.B. die Autoklav-Technik, welche sehr nis, der Festigkeit, die Ausnützung der iso- grosse Investitionen und relativ lange Takttropen Eigenschaft, die hohe Gestaltungs- zeiten erfordert, aber auch das Infusionsfreiheit und nicht zuletzt der Carbon-Look, verfahren sind nicht geeignet zur Herstelwelcher dem Bauteil ein hochwertiges Aus- lung grösserer Stückzahlen, wie sie in sehen verleiht, sind auch für künftige Pro- gewissen Marktsegmenten gefordert werjekte zu prüfen. den. Die Müller Kunststofftechnik AG setzt CFK Werkstoffe mit thermoplastischer Matrix 1 effizient z.B. im Maschinenbau, der MediRainer Müller ist Inhaber und Geschäftsführer der Müller Kunststofftechnik AG, Birr zinaltechnik oder im Sportbereich ein und nutzt deren spezifi sche Vorteile. Ein grosses Potenzial ist in der Zukunft sicher in der Automobilwww.kunststoffweb.de/stellenmarkt branche mit hohen Stückzahlen zu erwarten. Sollte beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit störende Einflüsse haben oder eine Anwendung sogar verunmöglichen, so kann anstelle der Carbonfaser eine hochwertige Glasfaser eingesetzt wereistgenutzter Größter und m den. e di für Stellenmarkt Auf der Seite der CFK e* ch Kunststoffbran Materialien stehen den Kunden CompoÜber 200 aktuelle Online-Stellenangebote im sites mit verschiedegrößten Spezial-Stellenmarkt warten auf Ihre nen Faserqualitäten Bewerbung! Jetzt reinklicken und durchstarten: zur Auswahl, welche in Kombination mit www.kunststoffweb.de/stellenmarkt den Thermoplasten PA12, PA66, PEI, PPS *Anzahl Stellenangebote (Jan. 09 - Jul. 12) sowie Anzahl Page Impressions oder als Optimum (lt. IVW Online Jul. 09 - Jul. 12 in der Kategorie „Rubrikenmärkte“). mit PEEK versehen *UD¿N‹3L[HO &UpDWLRQ)RWROLDFRP sind.

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RÉSEAU PLASTURGIE

Au-delà de la Suisse occidentale

Le point sur le Réseau plasturgie Le Réseau plasturgie fait évoluer son identité visuelle et se dote d’un nouveau logo. Arborant maintenant une croix suisse, ce dernier affirme le cluster au-delà de la Suisse occidentale et lui donne un caractère national et international. Un panorama de l’état du réseau démontre que ce changement s’inscrit dans la réalité de ses activités.

Philippe Morel1 Au mois de janvier 2012, le Réseau plasturgie a une nouvelle fois installé son stand au salon Swiss Plastics de Lucerne. Treize de ses partenaires ont profité de la plateforme qui leur a été offerte. Parallèlement, le réseau a mis sur pied une des trois journées du forum, la journée des Romands, durant laquelle Peter Lack, président du Réseau plasturgie, a tenu le rôle de modérateur.

Evaluation des projets collaboratifs Le Réseau plasturgie, ainsi que les clusters IT Valley et énergie et bâtiment, l’unité de transfert de savoir et de technologie, FRISAM, le réseau nanotechnologies et Cleantech Fribourg, ont bénéficié du fort soutien du Pôle scientifique et technologique, dans le cadre de la Nouvelle Politique Régionale, pour le financement de projets collaboratifs. Mandaté par la Promotion économique du canton de Fribourg, le bureau B,S,S. Volkswirtschaftliche Beratung AG a évalué les effets de la NPR et des projets collaboratifs du PST-FR pour la période 2009-20112. Il ressort de cette étude que, pour les participants aux projets, le chiffre d’affaires et le nombre de clients ont crû de 3 à 4% et le nombre d’emplois a augmenté de 2%. De plus, «les effets d’aubaine, de substitution et d’éviction d’investissements privés n’ont joué qu’un rôle négligeable sur les résultats des projets»2. 1 Philippe Morel, rédacteur indépendant, Villars-sur-Glâne. 2 B,S,S. Volkswirtschaftliche Beratung AG (2012) Les effets de la Nouvelle Politique Régionale – Evaluation des projets collaboratifs du Pôle scientifique et technologique du canton de Fribourg.

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Le soutien du PST-FR se poursuivra donc pour la période 2012–2015. Un montant d’un million de francs par année est prévu pour les projets collaboratifs. Mais avec une nouveauté de taille: les projets et les clusters seront en concurrence les uns avec les autres.

Appel à idées Suite à la fermeture de la brasserie Cardinal, les autorités cantonales et les milieux de l’innovation souhaitent la création, sur le site industriel, d’un parc d’innovation connu sous le nom de blueFactory. A cet égard, le Réseau plasturgie a répondu à un appel à idées et proposé la création d’un centre de compétences, de recherche et de formation en technologies des matières synthétiques. Le Pôle d’ingénierie plastique de l’Ecole d’ingénieurs et d’architectes de Fribourg (EIA-FR) ainsi que les modules de formation proposés dans le cadre du Réseau plasturgie y seraient intégrés. Ce projet pourrait déboucher à terme sur un véritable centre romand de la plasturgie. L’édition 2012 de la Journée technologique plasturgie, plus importante conférence dédiée à la plasturgie en Suisse, a accueilli dans les locaux de l’EIA-FR 191 participants, 26 exposants et 20 orateurs. Parmi ces derniers, Rainer W. Schorr, directeur opérationnel de la société Bayer International SA a montré, dans un exposé intitulé «Situation et perspectives de la plasturgie en Europe», comment la plasturgie européenne se défend face à la concurrence internationale.

InnoProd au service d’ALPlastics Les activités du Réseau plasturgie au sein d’ALPlastics – méta-cluster regroupant les acteurs de la plasturgie de l’arc alpin – vont

Travail de maintenance sur un moule d’injection.

bon train. Dans ce contexte, le projet collaboratif de benchmarking InnoProd a débouché sur un produit, sous la forme d’un outil informatique permettant un traitement automatique des données recueillies. Il servira à évaluer les pratiques des partenaires des différents clusters regroupés au sein d’ALPlastics. Par ailleurs, les clusters euxmêmes seront évalués de manière indépendante. Le Réseau plasturgie se réjouit déjà des enseignements qu’il pourra en tirer.

Intégration au niveau national L’interaction des réseaux se poursuit également à l’échelle nationale. En effet, la Commission pour la technologie et l’innovation (CTI) modifie sa politique et souhaite mettre en place six réseaux thématiques nationaux, en parallèle avec une offre de 9 /2012


RÉSEAU PLASTURGIE

Images: Réseau plasturgie

teurs de la plasturgie helvétique. Chapeauté par la KVS et Swiss Plastics Kunststoffmesse, le Swiss Plastics Network reposerait sur les trois piliers que sont le Réseau plasturgie, le KATZ et l’IWK et leurs partenaires (Pôle d’ingénierie plastique de la HES-SO, IKT de la FHNW et HSR). Autour de cet ensemble graviteraient d’autres partenaires tels que le réseau nanotechnologies, i-net Basel, l’EPFL, l’INKA, l’ETHZ, l’Empa etc. Ce projet n’a malheureusement pas passé la deuxième étape de sélection. Néanmoins, le Swiss Plastics Network garde tout son sens aux yeux du Réseau plasturgie, qui souhaite profiter de l’élan créé pour réaliser ce projet dans un autre contexte. Rainer W. Schorr, directeur opérationnel de la société Bayer International SA, lors de la Journée technologique 2012.

Assemblée générale

mentorat et une plate-forme d’information. Le Réseau plasturgie, l’IKT et l’IWK ont répondu à l’appel à projets de la CTI en pro-

Le 28 juin 2012, le Réseau plasturgie a convoqué ses 79 membres pour son assemblée générale, qui s’est tenue dans les bâtiments de l’entreprise Wago Contact SA.

posant la création d’un Swiss Plastics Network. Ne pouvant et ne voulant faire cavalier seul, ils ont contacté d’autres ac-

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RÉSEAU PLASTURGIE

Stand du Réseau plasturgie au salon Swiss Plastics 2012.

Le comité a eu le plaisir d’accueillir trois nouveaux membres : Joël Cupillard (Techno Synthetic SA), Christophe Emmenegger (Wago Contact SA) et Claude Mauron (Geberit Fabrications SA). Ils succèdent à Florian Casutt (Casutt u. Co AG) et Michel Pittet (Geberit Fabrications SA), que le Réseau plasturgie remercie pour leur engagement. Il manque un espace après le point. Les différents groupes de travail ont présenté les résultats de leurs actions. Yvan Bourqui, responsable du GT Innovation, a rappelé les axes technologiques prioritaires, qui sont les polymères thermoplastiques et les processus associés, ainsi que la productivité et la maîtrise des coûts. Par ailleurs, les projets collaboratifs Lotus 1 et 2, MagPlast, Rhéomètre et BioPlast sont arrivés avec succès à leur terme. Le projet Resuplast, qui traite de l’usure des polymères, est encore en cours. Huit projets collaboratifs sont proposés pour l’année 2013: ■ Coulage pour l’étanchéité et l’isolation électrique, ■ Polymères techniques biosourcés, ■ Transparence des pièces plastiques et soudures laser, ■ Fatigue des petites pièces plastiques techniques, ■ Polymères techniques hautes températures low cost, ■ Influence de la sérialisation sur les performances des pièces plastiques, ■ Lubrification des moules d’injection, ■ Plasto-aimants et leur industrialisation. Christophe Emmenegger, Production Manager chez Wago Contact SA, a quant à lui présenté le bilan du GT Formation, qui s’est complété en intégrant des acteurs de l’ex48

trusion. Une intégration qui se ressent dans le programme des formations de base proposées pour 2012, où un module «presses et lignes d’extrusion» fait son apparition. Le GT formation a par ailleurs mis sur pied un workshop «Améliorez la productivité par l’utilisation de capteurs de pression dans les moules»: il aura lieu le 20 septembre chez Wago Contact SA à Domdidier (FR) et traitera de l’optimisation de la qualité de procédés d’injection par la mesure de la pression et de la température au sein des cavités d’un moule. Les inscriptions sont possibles jusqu’au 17 septembre: www. reseau-plasturgie.ch/workshop2012. Enfin, le Réseau plasturgie organise en collaboration avec ALPlastics, Micronarc, le réseau nanotechnologies, l’Ambassade de France en Suisse et le Pôle de compétitivité plasturgie Plastipolis, une conférence internationale sur les micro- et nanotechnologies dans les matériaux et procédés pour l’industrie européenne des polymères. Elle aura lieu le 22 novembre 2012 dans les locaux de l’EIA-FR. En voici le programme. 08:30 Accueil des participants 09:00 Message d’ouverture Patrick Vuillermoz, Plastipolis Director, France Jacques P. Bersier, Plastic Cluster Coordinator, Switzerland 09:10 Nanomaterials of Arkema: Still Climbing the Steep Curve of Material Development Dr. Pierre Gérard, Arkema, Groupement de Recherche de Lacq, France 09:40 Processing of Cellulose Containing Polymer Nanocomposites Dr. Johan Foster, Group Leader, Adolphe Merckle Institute, Switzerland 10:10 Development of Next-Generation of Wear-Resistant Easy-Release Coatings for Injection Moulding Dr. Lars Pleth Nielsen, Centre Manager, Tribology Centre, Danish Technological Institute 10:40 Pause café 11:00 Production Efficiency by Improving Construction Tools Prof. Dr. Clemens Holzer, Leoben University, Austria 11:30 A (Nano)tribological Analysis of Anti-Adhesive Surface Coatings of Polymer Molds

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Prof. Dr. Stefan Hengsberger, HESSO//Fribourg EIA-FR Yvan Bourqui, Innovative Director, Johnson Electric International AG, Switzerland Replication Technology Toolbox For Micro- and Nanostructured Polymer Surfaces Prof. Dr. Per Magnus Kristiansen, Institut für nanotechnische Kunststoffanwendungen (INKA), Institut für Kunststofftechnik (IKT), Switzerland Repas Convergence of Mechanical MicroManufacturing Processes Thierry Barrière, FEMTO-ST, France Process Development and Manufacturing of PEEK Rings for Dental Braces Joël Cupillard, Techno Synthetic SA, Switzerland Laser Microstructuring of Large Surface Areas Prof. Patrik Hoffmann, Head Laboratory Advanced Materials Processing, EMPA Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Switzerland Pause café Flexible Compression Injection Molding Platform for Multi-Scale Surface Structures Dr. Nicolas Blondiaux, R&D Engineer, CSEM, Switzerland 3D High Precision MID Assemblies Mr. Maël Mogedet, Pôle Européen de Plasturgie, France Message de clôture Mr. Dominique Dunon-Blateau, France Embassy in Switzerland Apéritif

Le Réseau plasturgie se réjouit d’accueillir son 80ème membre, la société Preci-Dip SA, basée à Delémont : www.precidip.com. Vous souhaitez adhérer au Réseau plasturgie ou vous informer sur ses activités ? Visitez le site internet www.reseau-plasturgie.ch.

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KUNSTSTOFF XTRA

QUALITÄTSSICHERUNG

Einsatz der Ultraschallmesstechnik zur Prozessanalyse der WIT

Ultraschallanalyse der Wasserinjektionstechnik Die Weiterentwicklung von Qualitätssicherungsmethoden spielt bei der Herstellung sowie in der Anwendung von Kunststoffprodukten eine wichtige Rolle. Versuchsergebnisse des IKV zeigen, dass mittels Ultraschallanalyse der Formteilbildungsprozess bei der Wasserinjektionstechnik WIT beschrieben und qualitativ beurteilt werden kann.

Christian Hopmann1, Sebastian Becker2 Die Wasserinjektionstechnik (WIT) ist ein etabliertes Spritzgiesssonderverfahren zur Herstellung von Bauteilen mit funktionalen Hohlräumen. Anwendung findet dieses Verfahren insbesondere bei Griffbauteilen und Medienleitungen. Der Verfahrensablauf der WIT ist dadurch gekennzeichnet, dass nach der Einspritzphase gezielt Wasser in das Formteil injiziert wird, welches die noch Schmelze flüssige Seele verdrängt und so im Inneren des Bauteils einen Hohlraum ausbildet. Da die Wasserinjektionstechnik vornehmlich bei technischen Formteilen zum Einsatz kommt, ist eine umfassende Qualitätssicherung und Prozessüberwachung unerlässlich. Der Formteilbildungsprozess ist im Vergleich zum Spritzgiessen kompakter Bauteile deutlich komplexer. Zusätzlich spielen innere Formteilmerkmale wie z. B. die resultierende Restwanddicke im Hinblick auf die Einhaltung der Qualitätsanforderungen eine entscheidende Rolle. Ein vielversprechender Ansatz ist in diesem Zusammenhang der Einsatz der Ultraschallmesstechnik zur Analyse des Formteilbildungsprozesses und zur Bestimmung innerer Formteilmerkmale.

Materialeigenschaften und den vorliegenden Randbedingungen beeinflusst. Durch

die Wasserinjektion entstehen innerhalb des Bauteils neue Grenzflächen, welche

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Grundlagen der Ultraschallanalyse Die Ausbreitung von Schallwellen in einem Medium wird entscheidend von dessen 1

Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann, geb. 1968, ist Inhaber des Lehrstuhls für Kunststoffverarbeitung der RWTH Aachen und Leiter des Instituts für Kunststoffverarbeitung (IKV). 2 Dipl.-Ing. Sebastian Becker, geb. 1979, ist wissenschaftlicher Mitarbeiter des IKV und leitet die Arbeitsgruppe Prozessanalyse und -simulation in der Abteilung Spritzgiessen; becker_ s@ikv.rwth-aachen.de

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QUALITÄTSSICHERUNG

Bild 1: Aufbau des Formeinsatzes der Nebenkavität.

mittels der Ultraschallanalyse erfasst werden können. Für die Ultraschallanalyse bieten sich sogenannte Impulsverfahren an, welche in Impuls-Echo und Impuls-Transmission unterteilt werden können. Bei diesen Impulsverfahren werden im Gegensatz zu kontinuierlichen Verfahren in zeitlich diskreten Abständen von einem in der Regel piezoelektrischen Ultraschallwandler Schallimpulse in den zu analysierenden Körper ausgesandt. Beim Impuls-Echo-Verfahren, welches beispielsweise zur Detektion von Rissen in metallischen Bauteilen eingesetzt wird, trifft die Schallwelle auf eine akustische Grenzfläche (Riss), wird an dieser reflektiert und anschliessend vom gleichen Ultraschallwandler wieder erfasst. Beim Impuls-Transmissionsverfahren wird der zu analysierende Körper hingegen vom Schall durchlaufen, sodass der Schallimpuls von einem zweiten Ultraschallwandler auf der anderen Seite des Körpers wieder empfangen werden kann. Im Folgenden werden die Untersuchungen der Wasserinjektionstechnik mittels der Ultraschallmesstechnik betrachtet. In diesem Zusammenhang werden insbesondere der Formteilteilbildungsprozess und die Korrelation der Ultraschallmessungen hinsichtlich der resultierenden Restwanddicken analysiert.

auf und verfügt über einen Schneckendurchmesser von 55 mm mit einem daraus resultierenden maximalen Dosiervolumen von 594 cm3. Die Wasserinjektion wird mittels einer WIT-Anlage des Typs Power Module 15/210-2 der Firma PME fluidtec GmbH, Kappel-Grafenhausen, realisiert. Bei dieser Anlage kommen zwei Wasserpumpen zum Einsatz. Diese können einzeln für jeweils einen Injektionspunkt genutzt werden oder zur Volumenstromvergrösserung gekoppelt verwendet werden. Im Parallelbetrieb stellt die WIT-Anlage Volumenströme bis maximal 30 l/min bereit. Der maximale Haltedruck beträgt hierbei 210 bar. Während der Spritzgiesszyklen erfolgt die Fluidinjektion druckgeregelt. Die WIT-Anlage erzeugt hierbei zunächst den gewünschten Volumenstrom. Wenn während des Prozesses ein ebenfalls zuvor eingestellter Wasserdruck überschritten wird (z. B. bei vollständiger Kavitätsfüllung), passt die Regelung den Volumenstrom dahingehend an, dass der Druck nicht mehr überschritten wird. Des Weiteren bietet die WIT-Anlage die Möglichkeit, bis zu acht hydraulische Kernzüge zu betätigen. Mittels dieser Kernzüge werden im Spritzgiesswerkzeug die Bewegungen des Injektors, der Nadelverschlussdüse des Plastifizieraggregats und der Überlaufabsperrungen realisiert. Zur Ultraschallanalyse der Wasserinjektionstechnik wird ein modular aufgebautes Spritzgiesswerkzeugs verwendet. Der modulare Aufbau bietet die Möglichkeit, durch den Einsatz unterschiedlicher Formeinsätze die Geometrie der zu untersuchenden Formteile zu variieren. In den folgenden

KUNSTSTOFF XTRA

Betrachtungen soll ein Formeinsatz verwendet werden, der die Herstellung einer Rohrkörpergeometrie ermöglicht. Die Kantenlänge der Querschnittsfläche beträgt hierbei 30 mm x 30 mm und ist derart gestaltet, dass sowohl der Einsatz der Gasinjektionstechnik (GIT) als auch der WIT gewährleistet wird. Die Ultraschallanalyse dieser Geometrie soll unter anderem Informationen über die sich einstellende Restwanddicke liefern. Des Weiteren lässt sich die Positionierung von mehreren Ultraschallwandlern entlang des Fliessweges, die integrale Schmelzeund Fluidgeschwindigkeit online ermitteln. Der Formeinsatz besitzt neben geraden Streckenelementen verschiedene Umlenkungen. Diese erlauben es, deren Einfluss auf die resultierende Wanddicke mittels Ultraschallmessungen zu untersuchen. Der Formeinsatz wird im Spritzgiesswerkzeug an eine Nebenkavität angebunden, welche die verdrängte Schmelze während der Fluidinjektion aufnimmt (Bild 1). Durch die Verwendung von Überlaufabsperrungen kann diese Nebenkavität geschlossen werden, sodass sich Formteile sowohl im Aufblas- als auch im Nebenkavitätsverfahren herstellen lassen. Die eigentliche Fluidinjektion erfolgt beim Nebenkavitätsverfahren über einen Axialinjektor. Die Analyse des Formteilbildungsprozesses erfolgt mit Hilfe eines am IKV zusammengestellten Messwerterfassungssystems, welches die Analyse des hochdynamischen Spritzgiessprozesses durch eine synchrone Erfassung aller relevanten Messdaten, wie z. B. des Drucks, der Temperatur oder der

Die Spritzgiessversuche werden an einer Spritzgiessmaschine des Typs HM 1600/100 Unilolog B4 der Firma Wittmann Battenfeld GmbH, Kottingbrunn, Österreich, durchgeführt. Die vollhydraulische Spritzgiessmaschine weist eine Schliesskraft von 1600 kN 50

Bilder: IKV

Beschreibung des Versuchsaufbaus

Bild 2: Analyse des Formteilbildungsprozesses mittels Ultraschall.

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Ultraschallsignale ermöglicht. Wesentliche Komponenten dieses Messsystems sind: ■ Ultraschallsensoren des Typs DS6 der Firma Karl Deutsch GmbH, Wuppertal ■ Impulsverstärker des Typs 5800 PR der Firma Olympus GmbH, Mainz ■ Druck/Temperaturen-Sensoren des Typs 6190CA0,8 der Firma Kistler Instrumente GmbH, Ostfildern ■ Industrie-PC basierend auf x86-Architektur Mit Hilfe einer Signalkonditionierungseinheit können zusätzlich relevante Maschinensignale, wie z. B. der Fluidvolumenstrom oder die Einspritzgeschwindigkeit, erfasst und bei der späteren Prozessanalyse mitberücksichtigt werden.

QUALITÄTSSICHERUNG

das Bauteil an abzukühlen. Infolgedessen resultiert eine rapide Verringerung der Schalllaufzeit. Nach Ablauf der Kompressions- und einer kurzen Nachdrucksphase beginnt die Verzögerungszeit (Phase III). Während dieser Phase wird kein neues Material mehr in die Kavität gefördert, sodass das Formteil weiter abkühlt und sich der Werkzeuginnendruck aufgrund der Volumenschwindung des Thermoplasts sukzessive verkleinert. Zu diesem Zeitpunkt liegt in der Kavität noch ein Bauteil mit einer

Wanddicke von 35 mm vor. Aufgrund dieser grossen Wanddicke und der schlechten Wärmeleitung des untersuchten Polypropylens finden die Temperaturausgleichvorgänge innerhalb des Formteils vergleichsweise langsam statt. In der Folge spielt die Veränderung des Werkzeuginnendrucks in Bezug auf die resultierende Schallgeschwindigkeit eine grössere Rolle als die Temperatur innerhalb der Kavität. Daher folgt aus der Druckabnahme eine Verkleinerung der Schallgeschwindigkeit und somit eine

Analyse des Prozessverlaufs In den folgenden Spritzgiessversuchen wird die Erfassung der Schalllaufzeit dahingehend eingesetzt, den Formteilbildungsprozess bei der WIT zu beschreiben und zu interpretieren. Als Material wird ein unverstärktes Polypropylen (PP) des Typs 505P der Sabic Deutschland GmbH & Co.KG, Düsseldorf, verwendet. Dabei kommt an dieser Stelle ausschliesslich das ImpulsTransmissionsverfahren zum Einsatz. Das Ergebnis einer solchen Ultraschallmessung ist in Bild 2 dargestellt und lässt sich wie folgt beschreiben: Die Messwerterfassung startet mit dem Beginn des Maschinensignals «Werkzeug schliessen» (Phase 0). Der eigentliche Einspritzvorgang der Kunststoffschmelze startet bei ca. t = 5 s. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich noch kein Kunststoff zwischen den Ultraschallwandlern. Daraus können aufgrund des Luftspalts noch keine Ultraschallimpulse übertragen werden. Bei t = 7 s trifft die Schmelzefront an der Position der Ultraschallwandler ein, sodass nun erstmals eine Übertragung der Ultraschallschwingungen ermöglicht wird. Während der volumetrischen Füllung der Kavität (Phase I) steigt der Werkzeuginnendruck an der Messstelle. Hieraus resultiert eine Erhöhung der Schallgeschwindigkeit des Kunststoffs. Dadurch wird die Laufzeit der Ultraschallimpulse verkürzt. Nach der volumetrischen Füllung folgt die Kompressionsphase (Phase II). Diese Phase ist durch einen starken Anstieg des Werkzeuginnendrucks gekennzeichnet. Des Weiteren fängt 9 /2012

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QUALITÄTSSICHERUNG

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Fazit und Ausblick

Bild 3: Korrelation der Schalllaufzeit mit der Restwanddicke.

Vergrösserung der Laufzeit der Ultraschallschwingungen zwischen den beiden Ultraschallwandlern. Nach Ablauf der Verzögerungszeit beginnt die Wasserinjektionsphase (Phase IV). Zu Beginn dieser Phase wird zunächst die Nebenkavität über eine Bewegung der Sperrschieber freigegeben. Infolgedessen expandiert die unter Druck stehende Kunststoffschmelze in die Nebenkavität. Hieraus folgt eine rapide Verringerung des Werkzeuginnendrucks mit einer daraus resultierenden Erhöhung der Schalllaufzeit bei t = 20 s. Im weiteren Verlauf der Kurve (Phase V) lässt sich erkennen, dass sich die Schalllaufzeit bei t = 22 s sprunghaft verkleinert. Dieses deutet daraufhin, dass zu diesem Zeitpunkt die Wasserblase die Messposition der Ultraschallwandler passiert. Aufgrund der im Vergleich zum Kunststoff erhöhten Schallgeschwindigkeit des Wassers werden die Ultraschallschwingungen im Inneren des Formteils schneller als bei kompakten Bauteilen übertragen. Zum Zeitpunkt t = 23,5 s ist die Nebenkavität volumetrisch gefüllt. In der darauf folgenden Haltephase (Phase VI) passt die Regelung der WIT-Anlage den Volumenstrom des Wassers dahingehend an, dass ein konstanter Wasserdruck in der Kavität bereitgestellt wird. In diesem Zeitraum kühlt das Formteil weiter ab, sodass aus der resultierenden Erhöhung der Schallgeschwindigkeit des Kunststoffes die Schalllaufzeit abnimmt. Nach t = 30 s wird die Wasserinjektion beendet und das Wasser abgepumpt. Infolge des resultierenden Luftspalts im Formteilinneren ist eine Übertragung der Ultraschallschwingungen ab diesem Zeitpunkt nicht mehr möglich, sodass das Signal abbricht. 52

Bestimmung der Restwanddicke Ein wichtiges Qualitätsmerkmal mittels der Wasserinjektionstechnik hergestellter Bauteile stellt die Restwanddicke dar. Kommerziell verfügbare Sensoren erlauben es derzeit der Technik nicht, diese Restwanddicke online zu ermitteln. In diesem Zusammenhang bietet sich wiederum der Einsatz der Ultraschallmesstechnik zur Bestimmung dieser inneren Formteileigenschaft an. Hierfür werden die Rohrkörper hergestellt und im Impuls-Transmissionsverfahren analysiert. Im Anschluss werden die resultierenden Restwanddicken offline mittels eines magnetisch-induktiven Dickenmessgeräts des Typs Magna-Mike 8000 der Panametrics GmbH, Hofheim/Taunus, gemessen. Um den Einfluss der temperaturabhängigen Schallgeschwindigkeit auf die Laufzeiten zu minimieren, ist es sinnvoll, einen Zeitpunkt zu wählen, bei welchem sich das Temperaturprofil in der Restwand in Folge von Temperaturausgleichsvorgängen abgeflacht hat. Daher werden für die Interpretation der Ultraschallmessungen ausschliesslich die Schalllaufzeiten kurz vor Ende der Fluidhaltephase betrachtet. Ein Vergleich der gemessenen Schalllaufzeiten mit den resultierenden Restwanddicken ist in Bild 3 anhand von 7 verschiedenen Probekörpern eines Prozesspunktes dargestellt. Es lässt sich erkennen, dass die sich einstellende Restwanddicke mittels der Ultraschallanalyse qualitativ gut wiedergegeben werden kann. Insbesondere die verringerte Restwanddicke des Probekörpers 5 kann anhand der Schalllaufzeiten erfasst werden.

Die Untersuchungen haben gezeigt, dass mittels der Ultraschallanalyse der Formteilbildungsprozess bei der Wasserinjektionstechnik beschrieben werden kann. Die Ergebnisse erlauben es, den Spritzgiessvorgang in unterschiedliche Prozessphasen zu unterteilen. Prozesspunkte wie z. B. die volumetrische Füllung, die Kompressionsphase oder die Öffnung der Nebenkavität lassen sich mit der Ultraschallmesstechnik online erfassen. Im Vergleich zur Prozessanalyse mit konventionellen Sensoren wie z. B. Druck-/Temperatursensoren ermöglicht es die Ultraschallanalyse jedoch, zusätzlich Informationen über innere Formteilmerkmale zu erhalten. So erlaubt es die Ultraschalldiagnostik beispielsweise, das Eintreffen der Wasserblase an der Position der Ultraschallwandler zu erfassen. Dadurch können quantitative Aussagen über die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Fluids während der Injektion getroffen werden. Des Weiteren spielt die sich einstellende Restwanddicke bei der Wasserinjektionstechnik eine wichtige Rolle. Die Untersuchungen des Prozesses im Impuls-Transmissionsverfahren zeigen, dass sich die gemessenen Schalllaufzeiten mit den resultierenden Restwanddicke korrelieren lassen. Kontakt IKV, Pontstrasse 49, D-52062 Aachen Telefon +49 (0)2 41 8 09 38 81 www.ikvaachen.de Dank Das IGFVorhaben 16285 N der Forschungsvereinigung Kunststoffverarbeitung wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Hinweis Der vorliegende Beitrag wurde bereits in Auszügen im Rahmen des 26. Internationalen Kunststofftechnischen Kolloquiums «Integrative Kunststofftechnik» IKV am 7. und 8. Mai 2012 in Aachen veröffentlicht.

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NEWS

BREITER IN DER ANWENDUNG

Bild: KRL

KRL bildet Recyclisten aus

Das aufgestellte Azubi-Trio, v.l.: Michael Gautschi, Marko Baric, Kushtrim Skenderi.

Seit dem 1. August 2012 arbeiten bei der Kunststoff-Recycling Lenzburg GmbH (KRL) in Lenzburg drei Lehrlinge Recyclist EFZ mit Fachrichtung Kunststoffe. Damit will CEO Franz Dobler den drei jungen Männern Michael Gautschi, Marko Baric und Kushtrim Skenderi nicht zuletzt eine solide Ausbildung ermöglichen und damit Zukunftsperspektiven. Die Lehre dauert drei Jahre. Die KRL nimmt Kunststoffproduktionsabfall entgegen. Vor 8

Jahren startete Dobler mit 45 Tonnen, heute werden 1500 Tonnen zu Mahlgut verarbeitet. «Wir könnten aber locker das Doppelte verarbeiten», stellt der Inhaber und Geschäftsführer fest. «Entgegen nehmen wir sortenreine, saubere Produktionsabfälle.» Der «Kunststoffabfall» wird zu Marktpreisen eingekauft und europaweit abgesetzt. In Lenzburg arbeiten insgesamt 10 Personen. www.kunststoff-recycling.ch

Ausbildung am Puls der Zeit In der Kunststoff verarbeitenden Industrie in Deutschland wurde ein entscheidender Schritt in Richtung Zukunft getan: Seit August 2012 ist das neugeordnete Ausbildungsbild zum Verfahrensmechaniker für Kunststoffund Kautschuktechnik für alle Ausbildungsanfänger in Kraft und bringt einige Neuerungen mit sich. So bietet die Berufsausbildung u.a. statt der bisherigen sechs Schwerpunkte nun die inhaltlich modernisierten Fachrichtungen Formteile, Halbzeuge, Mehrschichtkautschukteile, Bauteile, Faserverbundtechnologie und Kunststofffenster. 9 /2012

Komplett neu eingeführt wurde zudem die Fachrichtung Compound- und Masterbatchherstellung. Der Gesamtverband Kunststoffverarbeitende Industrie e.V. (GVK) begrüsst das modernisierte Berufsbild, hat er doch massgeblich an der Neugestaltung mitgewirkt. Um eine intensivere Schulung in einem der sieben Fachbereiche zu ermöglichen, erfolgt die Spezialisierung bereits nach gut der Hälfte der dreijährigen Ausbildung und nicht wie zuvor erst im letzten Ausbildungsjahr. www.gkv.de

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NEWS

Die beiden neuen Auszubildenden Joshua Kellmann (rechts) und Marouan Marrakchi (links) mit Ausbildungsleiter Stefan Gawronski.

Engel Deutschland in Hagen ist seit 1. August Ausbildungsbetrieb für Verfahrensmechaniker

der Kunststoff-und Kautschuktechnik. Damit bietet der Spritzgiessmaschinenbauer und Au-

Millionenauftrag für motan Anfang 2012 nahm die motancolortronic ag, Hunzenschwil, Schweiz, einen anspruchsvollen Millionenauftrag aus Kolumbien in die Bücher. Die Iberplast S.A. mit Sitz in Bogotá, hatte Anfang 2011 ein umfangreiches Modernisierungsprojekt gestartet. Der renommierte kolumbianische Verpackungshersteller will seine Kunststoffverarbeitung in eine neue Fabrikationshalle verlagern. Hier sollen ab Herbst 2012 unter anderem Preforms, Verschlusskappen und Flaschenkästen in sehr hohen Stückzahlen spritzgegossen werden. Ausschlaggebend für die rund 2-Mio.-Euro-Auftragsvergabe waren u.a. nachhaltige Wirtschaftlichkeit sowie eine flexible und störungsfreie Produktion. Die von Iberplast an motan in Auftrag gegebenen Anlagenkomponenten wurden mit der ersten Lieferung termingerecht an der neuen Produktionsstätte in Bogotá angeliefert. Die externe und interne Silo- und Materialfördertechnik hat – geführt 54

von der VISUnet Zentralsteuerung – eine Reihe von Spritzgiess- und Ex-trusionsanlagen zu bedienen. Die zentrale Vakuumanlage ist nach neuesten Erkenntnissen der Energieeinsparung konzipiert: die jeweils produzierenden bzw. abgeschalteten Maschinen beeinflussen direkt und genau die Leistung der Vakuumanlage und damit den Stromverbrauch. Die neun Gravicolor 600 R gravimetrischen Dosier- und Mischgeräte sind für zwei Komponenten (PET, PET-Regranulat) zur Herstellung von Preforms ausgelegt. Neun weitere Gravicolor 300 Geräte sind für optionalen Einsatz – Dosieren und Mischen von PE und PE Rezyklat – verfügbar, mit untergebauten Dosiergeräten C-Flex M für Pigmentdosierung. Die zentrale Steuerungs- und Regelungsanlage überwacht alle Funktionsund Produktionsparameter. VISUnet verknüpft alle Steuerungen. Die Anlage ist über Web-Panels vernetzt. www.motan-colortronic.ch

tomatisierungsexperte mit Stammsitz in Schwertberg (A) erstmals neben kaufmännischen auch technische Ausbildungen in einer Niederlassung an. Zwei Lehrlinge machen den Start. «Die Ausbildung junger Menschen hat im Hause Engel seit jeher einen sehr hohen Stellenwert», so Rolf Sass, Geschäftsführer von Engel Deutschland in Hagen. «Deshalb freut es uns, als erste Engel-Niederlassung jetzt selbst aktiv zur Nachwuchsförderung in den technischen Berufen beizutragen.» Engel Deutschland in Hagen ist

nicht nur Vertriebs- und Serviceniederlassung, sondern auch Fertigungsbetrieb für kundenspezifische Automatisierungslösungen sowie Trainingszentrum. «Damit bieten wir Auszubildenden optimale Voraussetzungen an», betont Sass. «Wir bündeln hier unser Maschinenbau-und Automatisierungs-Know-how mit der Anwendungstechnik.» Jedes Jahr stellt Engel in Österreich 40 bis 45 neue Lehrlinge ein, die nach erfolgreicher Abschlussprüfung grösstenteils in den eigenen Betrieben bleiben. www.engelglobal.com

Gerresheimer MPS erweitert GF Gerresheimer Medical Plastic Systems (MPS) bildet seine veränderten Organisationsstrukturen im Aufbau der Geschäftsführung ab. In diesem Jahr wurden Vertrieb, Technik und Verwaltung am Standort Wackersdorf zusammengeführt. Gleichzeitig werden die Produktionskapazitäten des Unternehmens im In- und Ausland ausgebaut. Manfred Baumann, langjähriger Geschäftsführer bei Gerresheimer MPS, ist seit 1. August zudem internationaler Leiter der neuen Einheit Sales and Engineering Center (SEC), Technical Competence Center (TCC) und Werkzeugbau. Hinzu kommt die internationale Leitung der Bereiche Finance & Controlling, IT, Human Resources, Marketing und Legal. Auf den gleichen Zeitpunkt trat Oliver Burgel ins Unternehmen ein, um die neugeschaffene Geschäftsführungsposition als Chief Production Officer zu übernehmen. Sein Aufgabengebiet umfasst die Leitung der

Bild: Gerresheimer

Bild: Engel

Engel bildet aus – auch in Hagen

Oliver Burgel

nationalen und internationalen Werke sowie der Bereiche Operational Excellence/Gerresheimer Management System, Qualitätsmanagement, Facility Management und Einkauf. Burgel war zuletzt bei der Mead Westvaco Calmar GmbH (Hemer) als Vice President European Operations Primary Plastics Operations & Managing Director tätig.

www.gerresheimer.com 9 /2012


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NEWS

Bild: zvg

Riegler baut Reinraumfertigung aus

Im Bild die Inbetriebnahme der ersten Spritzgiessmaschinen des Arburg-Maschinenpakets bei Riegler (v.l.): Thomas Knop (Gebietsverkaufsleiter Arburg), Georg Arras (Stellv. Technischer Leiter, Riegler), Herbert Kraibühler (Geschäftsführer Technik, Arburg), Marcus Wirthwein (Technikvorstand Wirthwein AG) und Thorsten Hassenzahl (Technischer Leiter, Riegler).

Die Wirthwein AG ist seit Jahrzehnten führender Hersteller

von hochqualitativen Kunststoffkomponenten aller Art mit

Produktionsstätten in Europa, Asien und den USA. Nun beschaffte die Riegler GmbH & Co. KG, seit 2005 ein Tochterunternehmen der Wirthwein-Gruppe, zur Kapazitätserweiterung für die Fertigung von Kunststoffkomponenten in den Bereichen Blutdialyse und Diagnostik am Standort Mühltal ein umfangreiches Paket von Arburg Spritzgiessmaschinen. Riegler stellt mit rund 240 Mitarbeitern in Reinräumen der Klasse 7 (nach DIN EN ISO 14644-1) hochwertige Kunststoffprodukte für weltmarktführende Kunden der medizintechnischen, pharmazeutischen, chemischen und kosmetischen Industrie her. Das Investitionsvolumen erstreckt

sich auf zehn neue Spritzgiessmaschinen mit Schliesskräften von 600kN bis 2500kN, davon sieben Hybridmaschinen der Baureihe Allrounder Hidrive und drei hydraulische Allrounder 630 S, die zur Reinraumfertigung genutzt werden. Die Hybridmaschinen bilden in Kombination mit einem gemeinsam entwickelten, vollautomatischen Entnahme- und Verpackungskonzept, hocheffiziente Fertigungszellen. Parallel zur Beschaffung der Maschinen erfolgt der Ausbau und die Inbetriebnahme eines weiteren Reinraums mit 1000 m² Fläche der Klasse 7 für die Spritzgiessfertigung. www.wirthwein.de

Visions become reality.

COMPOSITES EUROPE 09.-11.10.2012 | Messe Düsseldorf 7. Europäische Fachmesse & Forum für Verbundwerkstoffe, Technologie und Anwendungen www.composites-europe.com Veranstalter:

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Partner:

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NEWS

Bild: zvg

Fachtagung: Ressourcenschonung

Über 160 Kunden informierten sich und diskutierten anlässlich der gemeinsamen Fachtagung von Hasco und Wittmann Battenfeld zum Thema «Ressourcenschonung beim Spritzgiessen».

Die Weichen für eine positive Zukunft sind gestellt Die fairXperts GmbH gibt die parts2clean, Internationale Leitmesse für industrielle Teile- und Oberflächenreinigung, ab 2013 in die Hände der Deutschen Messe AG Hannover. 2011 zählte die Fachveranstaltung rund 250 Aussteller und 5000 Fachbesucher. Die Deutsche Messe und fairXperts arbeiten bereits im Ausland zusammen. So wurden auf der Surface India und der Win I in der Türkei parts2 clean-Gemeinschaftsstände realisiert. Hartmut Herdin, Geschäftsführender Gesellschafter der fairXperts GmbH, sagt dazu: «Uns ist es in den vergangenen zehn Jahren gelungen, die parts2clean zu einer weltweit führenden Veranstaltung aufzubauen. Für die nun folgenden notwendigen Entwicklungsschritte und Ausschöpfung des Potenzials dieser Messe, wie höhere Internationalisierung, noch tiefere Marktdurchdringung und dem Export 56

des parts2clean-Konzepts ins Ausland, braucht es die entsprechenden weltweiten Verbindungen, wirtschaftliche Stärke und eine entsprechend hohe organisatorische Struktur. Deshalb habe ich mich im Interesse der weiteren positiven Entwicklung entschlossen, die parts2clean einem Partner in die Hände zu geben, der genau diese Anforderungen erfüllt. Die Deutsche Messe AG bringt alle Voraussetzungen mit, die Erfolgsstory der parts2clean weiter zu schreiben.» Herdin wird mit fairXperts als künftige Durchführungsgesellschaft sein Know-how in die Weiterentwicklung der parts2clean einbringen. Die Fachmesse soll auch künftig in Stuttgart ausgerichtet und mit dem Know-how der Deutschen Messe AG strategisch weiterentwickelt werden.

www.parts2clean.de

Mehr als 160 Experten kunststoffverarbeitender Unternehmen aus ganz Deutschland folgten der Einladung zur Fachtagung «Ressourcenschonung beim Spritzgiessen – Energieverbrauch und Kosten senken» nach Meinerzhagen. Gemeinsam stellten hier Ende Juni 2012 die Wittmann Battenfeld GmbH & Co. KG, Maschinen- und Anlagenbauhersteller aus Meinerzhagen und die Hasco Hasenclever GmbH + Co KG, Normalienhersteller und Heisskanalspezialist aus Lüdenscheid, ihre Kompetenz unter Beweis. Als Kooperationspart-

ner der heimischen Industrie gab das neue WerkzeugbauInstitut Südwestfalen ergänzend einen Einblick in die Aktivitäten und technologischen Möglichkeiten des Instituts. Spritzgiessprozesse effizienter zu gestalten, den Energieverbrauch und speziell die Kosten zu senken und zugleich aber auch den Umweltgedanken im Umgang mit Rohstoffen im Fokus zu haben, war die Botschaft dieser Veranstaltung. www.hasco-suisse.ch www.battenfeld.ch www.werkzeugbau-institut.de

Dubbel – auch für die Kunststofftechnik? Grote, K.-H.., Feldhusen, J. (Hrsg): Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau. Springer Verlag Berlin Heidelberg, 23. Aufl., 2011. ISBN 978-3-64217305-9 Der nunmehr in der 23. Auflage vorliegende «Dubbel» ist unter Maschinenbauern seit bald 100 Jahren ein Begriff und unentbehrlich als Komprimat und Nachschlagewerk – mittlerweile fast 2000 Seiten stark – über das ganze Fachgebiet. Dem Praktiker der Kunststofftechnik fällt auf, dass den Kunststoffen darin ganze 15 Seiten gewidmet sind, auf denen die Materie jedoch erstaunlich klar und prägnant vorgestellt wird. Allerhand Nützliches für seine Arbeit findet er aber in den Grundlagenkapiteln über Mathematik, Mechanik, Festigkeitslehre, Thermodynamik, Konstruktionstechnik usw.. Auch die weiteren Themen können seinen Einblick

in eine Branche vertiefen, aus der die Kunststofftechnik nicht mehr wegzudenken ist. In der neuen Auflage sind alle Kapitel aktualisiert und etliche Teilgebiete grundlegend überarbeitet worden. Die zahlreichen Abbildungen sind neu farbig unterlegt, was angesichts der sehr kleinen Schrift nicht unwillkommen ist. Johannes Kunz 9 /2012


KUNSTSTOFF XTRA

NEWS

Adval Tech vereinfacht Strukturen weiter Die Adval Tech Gruppe hat – verglichen mit dem Vorjahr – ein gutes Halbjahr hinter sich: Mit einer Gesamtleistung von 144,9 Mio. CHF (erstes Semester 2011: 143,4 Mio. CHF) konnte die Gruppe einen Betriebsgewinn vor Abschreibungen, Zinsen und Steuern (EBITDA) von CHF 9,9 Mio. CHF erzielen, was einer Steigerung von 25 Prozent im Vorjahresvergleich entspricht. Das Unternehmensergebnis von -7,7 Mio. CHF (1. Semester 2011: -7,1 Mio. CHF) enthält einen ausserordentlichen Aufwand für die Restrukturierungsprogramme in China in der Höhe von 1,6 Mio. CHF. Adval Tech wird auch in Zukunft eine

börsenkotierte, global ausgerichtete Unternehmensgruppe bleiben. Organisatorisch ist die Gruppe vereinfacht worden. Die bisherigen Divisionen wurden aufgelöst, damit die Gruppengesellschaften näher am Markt operieren und direkter geführt werden können. Im Segment Molds lag die Gesamtleistung im ersten Semester 2012 mit 37,2 Mio. CHF unter dem Vorjahreswert von 40,6 Mio. CHF. Der EBITDA fiel mit 2,3 Mio. CHF um einen Viertel tiefer aus als der Vorjahreswert von 3,1 Mio. CHF. Hauptverursacherin dieses Ergebnisrückgangs ist die AWM Mold Tech AG in Muri (Schweiz), die der Gruppe weiterhin Verluste ein-

Wenn Sie es vor Spannung nicht mehr aushalten.

bringt. Umsatz und Gewinn der Gruppengesellschaft Foboha GmbH in Haslach, Deutschland, sind nach wie vor erfreulich. Die Marktdurchdringung mit der Würfeltechnologie des Unternehmens will die Adval Tech Gruppe weiter ausbauen und dazu verwenden, ihren Kunden One-Stop-Shop-Lösungen anzubieten. Erste Projekte laufen bereits. Die AWM soll schrittweise in die Organisation der Foboha integriet werden. Zudem wird AWM künftig am Standort Muri im Auftrag von Foboha Formen produzieren. Um Synergien zu nutzen, wird die Gruppe gegen Ende Jahr die beiden Formenbaustandorte

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Schanghai und Suzhou in Suzhou zusammenlegen. Der Verwaltungsrat hat Dr. h.c. Willy Michel zum neuen Präsidenten bestimmt. Er folgt dem zur Generalversammlung aus dem Verwaltungsrat ausgeschiedenen langjährigen Präsidenten Walter Grüebler. Per 1. August hat zudem René Rothen, der frühere Leiter des Segments Automotive, als neuer CEO die Führung der Adval Tech Gruppe übernommen. Er löst damit den seit Anfang Dezember 2011 interimistisch als CEO gewählten Dr. Stephan Mayer ab.

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KUNSTSTOFF XTRA

NEWS

Der Mix zwischen Theorie, ...

Zum 2. Mal führte die prochem AG ein Fachseminar über Composites in Nuolen durch, nachdem sie vor zweieinhalb Jahren mit Composites ein neues Produktsegment in ihr Portfolio aufgenommen hatte. Seit dem letzten Fachseminar vor einem Jahr in Einsiedeln stehen die Firmen Lantor und OCi (pyrogene Kieselsäure) neu auf der Liste der prochem Lieferwerke. Drei Referenten präsentierten kompakt Interessantes zu den Themen Leichtbau mit modernen Kernmaterialien, Peroxide sowie über die richtige Wahl von Laminarharzen und Gelcoats.

... RTM-Life-Vorführung der Herstellung eines Modellboots ...

Der Vortrag von Boris van der Kolk, Lantor Composites (NL), über den Einsatz von Kernmaterial (Soric) verleitete Robert Dütsch, zuständig für den Verkaufsbereich Composites bei prochem, zur Aussage «Die Schweiz ist ein Handlaminierland. Wenige Betriebe wenden das RTM- (Resin Transfer Moulding) Verfahren an. Hier leistet Lantor / prochem Hilfe, indem die beiden Firmen mit dem Kunden zusammen Versuche durchführen und aufzeigen, wie man Teile auch anders als im Handlaminierverfahren herstellen kann – notabene leichtere Teile mit denselben mechanischen Eigenschaften. Die Präsentation von Jeroen Alberts, AkzoNobel Functional Chemicals, veranschaulichte, wie wichtig es ist, einen guten Peroxid-Typ zu verwenden, damit auch ein qualitativ guter Gelcoat entsteht. Der zweite Teil der Präsentation war der sicheren Handhabung von Peroxiden gewidmet und lieferte Tipps für deren sichere Lagerung. Videos veranschaulichten

das Gefahrenpotenzial bei unsachgemässer Handhabung. Mikko Suomalainen und Tuula Mannermaa, beide Ashland (SF), zeigten anhand von Beispielen, wie Styrol massiv eingespart werden kann bei der Verwendung ihrer Produkte. Weniger Styrolemission bedeutet gleichzeitig auch weniger Harzverbrauch. Alles in allem war es ein gelungener Anlass, was auch die Teilnehmer bestätigten. Dass die Demo-Vorführung der Herstellung eines Bootes im RTM-Verfahren nicht so richtig klappen wollte, tat dem Ganzen keinen Abbruch. So waren für Björn Olsson, Faserplast AG, die Vorträge sehr interessant, gaben sie ihm als Designer und Gestalter doch einen tieferen Einblick in die technische Seite seines Wirkens. Faserplast stellt Bauteile aus Polyester her für die Bereiche Architektur, Fahrzeug- und Schienenindustrie. Walter Thoma, Thoma Boote GmbH, schätzte am Fachseminar besonders, dass es keine Verkaufsveranstaltung für Produkte war, sondern echt Wissenswertes vermittelt wurde, wie z.B. über neue Härtesysteme. Urs Streit, Colasit AG, fand die Referate sehr informativ. Besonders das Thema Oberflächenverbesserung durch die richtige Wahl von Peroxiden ist bei ihm auf offene Ohren gestossen. Neben dem Kerngeschäft, der Thermoplastverarbeitung, stellt das Spiezer Unternehmen auch

Produkte aus Duroplast her, so z.B. SOS-Säulen, Achterbahnverschalungen und kundenspezifische Formteile. Adly Necola, Abteilung Mechanical Systems Engineering bei der Empa, interessierte sich besonders für die Sicherheit rund um Peroxide. Der Referent habe ihn nicht enttäuscht. «Das Gehörte über den richtigen Umgang mit Peroxid können wir so an die Studenten weitergeben und auch im Labor einbringen.»

Bilder 2 und 3: Marianne Flur y

Bild: Foto Kälin, Einsiedeln

Wissenswertes über Gelcoats und Peroxide

... und Networking in wunderschöner Umgebung kam sehr gut an.

Auch für Stefan Rosowsky, Tubus Waben GmbH & Co. KG, hat sich die Reise von Rottenbach in die Schweiz gelohnt. «Die drei Vorträge haben eine ganze Menge Wissen vermittelt. Einige Dinge kannte ich bereits, aber Einiges war auch neu, insbesondere Harze und deren Anwendungen sowie Sicherheitsvorschriften zu den Harzen und den Zusatzkomponenten. Ich bin positiv vom Seminar beeindruckt und die Organisation von prochem war Klasse», so seine Beurteilung. www.prochem.ch mf

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NEWS

K-Branche: Grundsätzlich optimistisch Obwohl der Ceresana Industry Monitor (CIM) im Vergleich zu den vergangenen Umfragen schlechtere Erwartungswerte aufweist, liegt er mit 8,3 Punkten immer noch im positiven Bereich. Die Unternehmen blicken grundsätzlich optimistisch in die Zukunft, äussern sich jedoch klar zu Herausforderungen und ihren Erwartungen an die Politik. Rund 30 % der befragten Unternehmen aus der Chemie- und Kunststoffbranche bewerten ihre gegenwärtige Geschäftslage als gut. In allen Regionen fällt die Bewertung insgesamt aber schlechter aus, als noch im Frühjahr: Vor allem in den sonstigen Regionen (Afrika, Südamerika, Mittlerer Osten), Asien-

Pazifik und Nordamerika ist der Anteil der pessimistischen Beurteilungen gegenüber dem Frühsommer deutlich gestiegen. Die anhaltende Schulden- und Bankenkrise insbesondere in der Europäischen Union sowie die Rezession in Südeuropa wirken weiterhin bremsend auf die Entwicklung der globalen Wirtschaft. «Nicht nur in Europa, sondern auch in den USA sowie wichtigen Schwellenländer hat sich die wirtschaftliche Entwicklung spürbar abgeschwächt. Es bedarf einer globalen Lösung für die Schuldenproblematik, um eine Erholung der Konjunktur gewährleisten zu können», erklärt Oliver Kutsch, Geschäftsführer von Ceresana.

Noch zeigt sich die globale Chemie- und Kunststoffindustrie optimistisch. Der Anteil jener, die eine Verbesserung der Lage erwarten, ist zwar gegenüber den vorherigen Umfragen gesunken; allerdings rechnen immer noch rund ein Drittel mit einer Verbesserung ihrer derzeitigen Geschäftslage in den kommenden 6 bis 12 Monaten. Nur rund 16 % gehen gegenwärtig von einer Verschlechterung aus; über die Hälfte erwartet keine Veränderung der Situation. Die grosse Mehrheit der Teilnehmer rechnet mit gleichbleibenden oder erhöhten Investitionsausgaben; nur 16% gehen von einer Abnahme aus. Auch planen ausser in Asien-Pazifik alle Umfrageteilnehmer welt-

weit die Anzahl an Mitarbeitern überwiegend auf konstantem Niveau zu halten. Personalabbau wird vor allem in Ost- und Westeuropa erwartet. Dort rechnen 26,7 % bzw. 15,8 % mit einer rückläufigen Mitarbeiterzahl. Etwa jedes 2. Unternehmen gab zudem an, zukünftig mehr für Marketing und Vertrieb auszugeben. An zweiter Stelle kam die Budgeterhöhung in der Produktion (42 %), gefolgt von Forschung&Entwicklung (38 %) und Personal (29 %). Rund jeder 4. gab an, sein Budget für die Marktforschung erhöhen zu wollen; danach folgen IT-Systeme, Logistik und sonstige Bereiche. www.ceresana.com

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KUNSTSTOFF XTRA

V E R A N S TA LT U N G E N

OKTOBER 2012

Seminar: Konstruktion und Bau von Spritzgiesswerkzeugen Ort: Villingen-Schwenningen Veranstalter: Kunststoff-Institut Südwest Hermann-Schwer-Strasse 3 D-78048 Villingen-Schwenningen Telefon +49 (0)7721 99 780-0 bildung@kunststoff-institut.de www.kunststoff-institut.de

23.–25.10.

parts2clean – 10. Internationale Leitmesse für Bauteil- und Oberflächenreinigung Ort: Stuttgart Veranstalter: fairXperts GmbH Hauptstrasse 7 D-72639 Neuffen Telefon +49 (0)7025 84 34-0 info@fairXperts.de, www.fairXperts.de

24./25.10.

Composites Europe 2012 Ort: Düsseldorf Veranstalter: Reed Exhibitions Deutschland GmbH Völklinger Strasse 4 D-40219 Düsseldorf Telefon +49 (0)211 90191-0 info@reedexpo.de www.composites-europe.com

Kurs: Spritzgiesswerkzeuge II Ort: Freiburg Veranstalter: Réseau plasturgie Pérolles 80 CH-1705 Fribourg Telefon +41 (0)26 429 66 11 jacques.bersier@hefr.ch, www.eia-fr.ch

25.10.

Fakuma – Internationale Fachmesse für Kunststoffverarbeitung Ort: Friedrichshafen Veranstalter: P.E. Schall GmbH & Co. KG Gustav-Werner-Strasse 6 D-72636 Frickenhausen Telefon +49 (0)7025 9206-0 info@schall-messen.de www.fakuma-messe.de

Seminar: Formteilfehler – Werkzeug oder Produktion Ort: Villingen-Schwenningen Veranstalter: Kunststoff-Institut Südwest Hermann-Schwer-Strasse 3 D-78048 Villingen-Schwenningen Telefon +49 (0)7721 99 780-0 bildung@kunststoff-institut.de www.kunststoff-institut.de

26.10.

KATZ-Forum: Herausforderung Werkzeugtemperierung Ort: Aarau Veranstalter: KATZ Schachenallee 29 CH-5000 Aarau Telefon +41 (0)62 836 95 36 info@katz.ch, www.katz.ch

29.10.

Kurs: Verarbeitung III: Schäumverfahren mit Demo Ort: Aarau Veranstalter: KATZ Schachenallee 29 CH-5000 Aarau Telefon +41 (0)62 836 95 36 info@katz.ch, www.katz.ch

29./30.10.

Fachtagung: Das Spritzgiesswerkzeug – Kernstück einer effizienten Produktion Ort: Aachen Veranstalter: IKV Institut für Kunststoffverarbeitung RWTH Aachen Pontstrasse 49 D-52062 Aachen Telefon +49 (0)241 80-93981 gruendler@ikv.rwth-aachen.de www.ikv-aachen.de

Kurs: Technische und HochleistungsThermoplaste. Übung zur Kunststofferkennung, Duroplaste, Elastomere, Computerdatenbank Campus Ort: Aarau Veranstalter: KATZ Schachenallee 29 CH-5000 Aarau Telefon +41 (0)62 836 95 36 info@katz.ch, www.katz.ch

02.10.

KC-Fachtagung: Zukunft Faserverbund – leicht, hoch belastbar und ressourcenschonend Ort: A-4942 Gurten Veranstalter: Clusterland OÖ GmbH Hafenstrasse 47-51 A-4020 Linz Telefon +43 (0)732 79810-5118 info@clusterland.at www.clusterland.at

08.10.

Kurs: Verarbeitung I: Spritzgiessen mit Demo und Spritzgiesssonderverfahren Ort: Aarau Veranstalter: KATZ Schachenallee 29 CH-5000 Aarau Telefon +41 (0)62 836 95 36 info@katz.ch, www.katz.ch

09.–11.10.

Bild: Pixelio, G. Peters

16.–20.10.

22.10.

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Kurs: Verarbeitung II: Extrusion mit Demo und Extrusionsblasformen Ort: Aarau Veranstalter: KATZ Schachenallee 29 CH-5000 Aarau Telefon +41 (0)62 836 95 36 info@katz.ch, www.katz.ch

Bild: Pixelio

01.10.

23./24.10.

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KUNSTSTOFF XTRA

PRODUKTE

Kosten-Nutzen-Analyse

Priamus ist einer der führenden Anbieter von Systemen zur Überwachung, Steuerung und Regelung des Spritzgiessprozesses. Der Nutzen

von Qualitätssicherungssystemen beim Spritzgiessen spiegelt sich dabei direkt in Kosteneinsparungen wider, die sich leider allzu oft nur sehr ungenau beziffern lassen. Mit der Kosten-Nutzen-Analyse können die erzielbaren Einsparungen für ein gegebenes Teil an der Maschine unter Eingabe der notwendigen Parameter berechnet werden. Beispielsweise wird mit Hilfe der Priamus-Systeme der Ausschuss minimiert und Ausschussteile werden sicher erkannt. Ausserdem wer-

Neuer Hasco Endschalter Z1420/...

Der neue Endschalter Z1420/… von Hasco ermöglicht die exakte Positionsüberwachung von Auswerferpaketen in Spritzgiesswerkzeugen. Durch eine definierte Endlagenabfrage können hiermit kostspielige Werkzeugschäden vermieden werden. Weitere Anwendungsmöglichkeiten bietet der Endschalter auch im Werkzeug- und Vorrichtungsbau zur Endlagenabfrage von Bewegungsabläufen, beispielsweise bei bewegten Kernen und Abstreiferplatten.

Der Z1420/… zeichnet sich durch seine extrem flache Bauform aus. Die Arbeitshöhe von 3 bis 5 mm lässt sich über einen Sechskantschlüssel sowie einen 1 mm Spacer individuell einstellen. Eine nachträgliche Montage und Demontage ist auch auf der Spritzgiessmaschine noch möglich. Der Hasco Endschalter Z1420/… bietet mit einer Feuchtedichte nach IP41, einer max. Einsatztemperatur von +80˚C und einer Versorgungsspannung von max. VAC/24/VDC optimale Voraussetzungen für einen kontrollierten Spritzgiessprozess.

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den Störungen augenblicklich entdeckt und der Ausschuss von Schlecht-Teilen auf ein Minimum reduziert bzw. ganz vermieden. Mit der Kosten-Nutzen-Analyse werden die jährlichen Einsparungen, die durch Vermeidung dieses periodischen und kontinuierlichen Ausschusses entstehen, berechnet. Mit Hilfe der Priamus Qualitätssicherungssysteme kann der Prozess im optimalen Bereich betrieben werden. Dies führt zu weniger Störungen und dadurch bewirkten Maschinenstillständen sowie zu kürzeren Zykluszeiten. Auch die dadurch ent-

standenen Einsparungen können mit der Kosten-Nutzen-Analyse berechnet und übersichtlich dargestellt werden. Die neue Version der Kosten-Nutzen-Analyse, die jetzt auch unter Windows 7 64 Bit lauffähig ist, kann kostenfrei auf der Webseite www.priamus.com heruntergeladen werden. Priamus System Technologies AG Rheinweg 4 CH-8200 Schaffhausen Telefon +41 (0)52 632 26 26 www.priamus.com

Leistungsstark und bedienerfreundlich Thermoplaste können mit geringer Erhitzung und weniger Verschleiss geräuschund staubarm vermahlen werden. Durch die hervorragende Mahlgutqualität, die mit den GoliathPlus Mühlen erreicht wird, eignen sie sich besonders für die automatische Wiederverwertung von Angüssen, aber auch von kleinen bis mittelgrossen Ausschussteilen. Die Beschickung kann per Hand, Anguss-Picker, Roboter oder Förderband erfolgen. Alle GoliathPlus Schneidmühlen teilen sich viele baugleiche Elemente, so wird eine leichte Instandhaltung der verschiedenen Modelle garantiert. Ein weiterer Vorteil findet sich

in der einfachen Reinigung, die mittels aufklappbarer Verarbeitungsbox von sich geht. Zusätzlich bietet die Goliath-Serie den kompaktesten Langsamläufer, der mit sämtlichen Vorteilen der grösseren Modelle ausgestattet ist. Mit einer Grösse von 57cm – sie kann je nach Trichter variieren – passt die Mini Goliath auch unter oder neben kleine Spritzgussmaschinen. cb-Technik GmbH Schachenstrasse 82 CH-8645 Jona Telefon +41 (0)55 224 30 20 verkauf@cb-technik.ch www.cb-technik.ch

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