KunststoffXtra 7-8/2021

7–8 / 2021

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

Juli–August 2021

KUNSTSTOFF XTRA

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR WERKSTOFFE – VERARBEITUNG – ANWENDUNG

50 Jahre HASCO Temperiersystem

Sind Sie schon bedient?

Ihre Werbebotschaft frisch serviert in unserer

Fakuma Messeausgabe 10/2021 Abgabetermin 2.09.2021 Das zin Maga fXtra tstof Kuns line on

Wir beraten Sie gerne!

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Beratung und Service Alte Bahnhofstrasse 9a CH-5610 Wohlen Tel. +41 56 619 52 52 info@sigimedia.ch

EDITORIAL

Für einmal genug Rohstoffe 2021 sind Rohstoffe knapp. Längere Lieferzeiten, geringe Verfügbarkeiten und steigende Preise werden in verschiedenen Branchen bereits zur neuen Normali-

www.granula.ch www.granula.eu

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tät. Daran ist nicht nur, aber auch die Corona-Pandemie schuld. Doch es gibt auch Rohstoffe, die massenweise vorhanden sind, nämlich Daten.

Wirtschaftsexperten sprechen in Bezug auf Daten von der Währung des 21. Jahrhunderts, sehen in Big Data Gold und deklarieren Bits und Bytes als Rohstoff.

In einer Zeit, in der alle denkbaren Abläufe digitalisiert werden, ist diese Sichtweise naheliegend. Aber was bedeutet das für einen Hochlohnstandort wie die Schweiz? Wo stehen wir mit diesem neuen Rohstoff, wenn wir schon nicht über klassische Bodenschätze verfügen? Ein Beispiel zur Veranschaulichung: Smart Factory. In einer smarten Fabrik sind verschiedene Produktionsmaschinen vernetzt und Daten werden über den gesamten Herstellungsprozess erfasst.

Durch eine geeignete Auswertung lassen sich die Maschinen präziser einstellen, was Ausschuss vermindert und die Produktion als Ganzes kostengünstiger len, was ohne smarte Fertigung zu teuer wäre.

Smart Factory, also letztlich der geschickte Umgang mit erfassten Daten, bietet somit Chancen für den Schweizer Werkplatz, in bestimmten Bereichen mit Nie­driglohnländern wieder mitzuhalten.

Was aber, wenn diese Billiglohnländer auch mit smarten Produktionen beginnen und die Herstellungskosten noch weiter drücken? Das wird so schnell nicht passieren, sagt Roman Hänggi, Dozent für Produktionsmanagement an der Ostschweizer Fachhochschule OST. Denn dafür braucht es einen hohen Ausbildungsstandard, einen breiten Erfahrungsschatz, Technologiekompetenzen, aber auch den Link zur Praxis. Aspekte, die in der Schweiz alle vorhanden sind dank unserem Ausbildungssystem und starken Firmen.

Mit Big Data und Bildung rücken nun also Rohstoffe in den Vordergrund, bei denen die Schweiz einiges zu bieten hat.

Thomas Meier, Redaktor

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Masterbatch für Biopolymere Medizinaltechnik

macht. Auf diese Weise lohnt es sich wieder, Produkte in der Schweiz herzustel-

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INHALTSVERZEICHNIS

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INDUSTRIE 4.0 Es reicht nicht, nur Wissenschaftler auszubilden

Wie Smart Factory funktionieren kann, und was das Konzept für den Produktionsstandort Schweiz bedeutet, zeigt eine smarte Kunststofffabrik am Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung (IWK) in Rapperswil.

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Flexibel schreddern

Candi Plastic verarbeitet Recycling-Industrieabfälle aus thermoplastischen Kunststoffen zu hochwertigen Rezyklaten.

Der Lohnfertiger setzt dabei auf Schredder mit flexibler Schnitteinheit.

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INDUSTRIE 4.0 Zusammenarbeit mit intelligenten Robotern

In einem fiktiven Anwendungsszenario wirft die Plattform Lernende Systeme einen Blick in die Zukunft der Industrie­ arbeit.

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MASCHINEN/ PERIPHERIE

WERKSTOFFE Tischlerarbeiten für anspruchsvolle Formen

Ein homogener Werkstoff aus Polyurethan ermöglicht Geometrien mit komplexen Kurven und Radien. Das Grundmaterial ist besonders widerstandsfähig gegenüber Feuchtigkeit.

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MASCHINEN/ PERIPHERIE

WERKSTOFFE Biologischer Abbau als Option

Qualität trifft Qualität

Der Name Miele steht für Qualität. Um den eigenen Qualitätsansprüchen gerecht zu werden, setzt das Unternehmen auch in den Fertigungsbereichen auf innovative Technologien.

IMPRESSUM

KUNSTSTOFF XTRA

Die Fachzeitschrift für Werkstoffe – Verarbeitung – Anwendung Erscheinungsweise 10 × jährlich Jahrgang 11. Jahrgang (2021) Druckauflage 4600 Exemplare WEMF / SW-Beglaubigung 2020 4175 Exemplare total verbreitete Auflage 1394 Exemplare davon verkauft ISSN-Nummer 1664-3933 Internet www.kunststoffxtra.com Geschäftsleiter Andreas A. Keller

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Das Projekt BioSinn fand Produkte und Anwendungen, für die biologischer Abbau am Lebensende eine echte Option darstellt.

Herausgeber/Verlag SIGWERB GmbH Unter Altstadt 10, Postfach CH-6302 Zug Telefon +41 41 711 61 11 info@sigwerb.com, www.sigwerb.com Anzeigenverkaufsleitung Thomas Füglistaler Anzeigenverkauf SIGImedia AG Jörg Signer Alte Bahnhofstrasse 9a CH-5610 Wohlen Telefon +41 56 619 52 52 Telefax +41 56 619 52 50 info@sigimedia.ch Redaktion Thomas Meier Telefon +41 79 310 01 59 thomas.meier@sigwerb.com Marianne Flury (Senior Editor) Telefon +41 32 623 90 17 m.flury@sigwerb.com

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

Druck Procom SA Via Industria Casella postale 104 CH-6934 Bioggio Telefon +41 91 605 19 82 www.procom-sa.ch

Abonnemente Telefon +41 41 711 61 11 info@sigwerb.com www.kunststoffxtra.com Jahresabonnement Schweiz: CHF 38.00 (inkl. Porto/MwSt.) Jahresabonnement Ausland: CHF 58.00 (inkl. Porto)

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

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

Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Haftung übernommen.

Copyright 2021 by SIGWERB GmbH, CH-6302 Zug

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INHALTSVERZEICHNIS

VERFAHRENSTECHNIK

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VERBAND

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NEWS

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MESSEN

Mischschlauchköpfe neu konstruiert

Heinz Gross stellt spezielle Lösungen der Mischschlauch­ köpfe vor.

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VERBINDUNGSTECHNIK

Die Sindex findet statt

Reibrührschweissen von Kunststoffen 26

Am IKV werden regelmässig innovative Füge- und Schweissverfahren untersucht und weiterentwickelt, so auch im Rahmen einer Masterarbeit.

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Die Leitmesse für die industrielle Automatisierung findet vom 31. August bis 2. September 2021 unter dem Motto «Innovation im Dialog» live in Bern statt.

PUBLIREPORTAGE

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PRODUKTE

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LIEFERANTEN­ VERZEICHNIS

CIRCULAR ECONOMY Gib Gummi für die Umwelt

50 Jahre HASCO Temperiersystem – der Standard für effiziente Temperierung im Formenbau Seit 50 Jahren ermöglichen standardisierte Komponenten von HASCO Werkzeugund Formenbauern in aller Welt eine effiziente Temperierung von Spritzgiesswerkzeugen. Von Nippeln über Kupplungen bis hin zu Tüllen und Schläuchen bietet HASCO das umfangreichste Temperierprogramm für den modernen Formenbau.

Die aussergewöhnliche Vielfalt an Kombinationsmöglichkeiten bietet zukunftsorientierte Lösungen für alle Herausforderungen der Temperiertechnik.

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ZUM TITELBILD

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Schweizer Autofahrer nutzen zahllose Autoreifen ab. Statt sie zu verbrennen, liessen sie sich quasi vor Ort wiederverwenden. Die Empa erkundet die Möglichkeiten.

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR WERKSTOFFE – VERARBEITUNG – ANWENDUNG

50 Jahre HASCO Temperiersystem

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HASCO definiert den internationalen Standard im Formenbau Den ersten Anschlussnippel mit der dazugehörigen Kupplung hat HASCO bereits 1971 entwickelt und zum Patent angemeldet. Nur das patentierte Schlauchtüllenprofil von HASCO erlaubt grosse Abrisskräfte, hohe Berstdrücke und vermeidet Schlauchbeschädigungen. Kontinuierliche marktorientierte Neu- und Weiterentwicklungen ermöglichten den Aufbau eines der umfangreichsten Produktprogramme.

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Industrie 4.0

Smart Factory an der OST – volldigitalisierte Fertigung für die Zukunft

Es reicht nicht, nur Wissenschaftler auszubilden Wie Smart Factory funktionieren kann, und was das Konzept für den Produktionsstandort Schweiz bedeutet, zeigt eine smarte Kunststofffabrik am Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung (IWK) in Rapperswil.

Thomas Meier Roman Hänggi ist Dozent für Produktionsmanagement und Leiter des DigitalLab an der Ostschweizer Fachhochschule OST. Als Leiter der vernetzten Kunststofffabrik am IWK weiss er: «Smart Factory ist ein Zukunftsthema und bietet gerade auch für ein Hochlohnstandort wie die Schweiz neue Möglichkeiten.»

Smarte Fabrik bedeutet konkret, dass Maschinen vernetzt und entlang der Produktionskette Daten erfasst werden. Durch die geeignete Auswertung dieser Daten lässt sich die Produktivität steigern und die Produktion weitgehend automatisieren.

Beispielsweise werden Daten über die Teilequalität erfasst. Zusammen mit Maschinendaten lässt sich daraus ableiten, wie die Fertigungsparameter optimal eingestellt werden müssen, damit möglichst kein Ausschuss produziert wird.

Hänggi führt aus: «Wir haben alle relevanten Institute in eine grosse Fabrikation integriert. D.h. die Institute sind verantwortlich für all diese Spritzgiessmaschinen, Roboter oder mechanische Bearbeitungszentren. So stellen wir sicher, dass wir immer die neuesten Technologien im Einsatz haben und mit allen relevanten Industriepartnern zusammenarbeiten können.»

Smart Factory als Lernumgebung Zusätzlich wurden verschiedene IT-Tools von Microsoft Azure über ein MES und CAD-System von Siemens bis hin zu ERPLösungen von SAP integriert. Die Breite an eingesetzten IT-Lösungen wird dauernd erweitert. All diese Tools sind ebenfalls mit den Maschinen vernetzt und bilden in diesem Verbund eine smarte Fabrik. Hänggi: «Wir haben also bestehende Infrastruktur der verschiedenen Institute genommen, die in eine neue Halle gestellt, einen Inte4

Die volldigitalisierte Smart Factory produziert Unihockeybälle nach Wunsch. (Bilder: IWK)

grationslayer gemacht und zusätzlich neue Maschinenzellen gebaut.»

Einerseits werden in dieser Fabrik Teile im Rahmen von Forschungsprojekten für Kunden produziert. Andererseits bildet sie aber auch eine Lernumgebung. «Wenn man als Ausbildungsstätte das Thema smarte Fabrik vermitteln möchte, braucht es viele verschiedene Fachdisziplinen, die zusammenarbeiten. Im Hörsaal funktioniert es schlecht», sagt der Dozent. Um den integrativen Charakter zu vermitteln, sei es am besten, man diskutiere das direkt an der Maschine vor Ort in der Fabrikhalle. Mit der smarten Fabrik lässt sich dieses Thema nun gut in den Unterricht integrieren.

Die Smarte Fabrik wird zusammen mit den Studierenden zudem konstant weiterentwickelt. Hänggi: «Das heisst wir betreiben nicht nur Lehre, sondern auch Forschung.»

Dabei geht es etwa um die Fragen: wie lassen sich diese Maschinen vernetzen?

Wie können Daten erfasst werden? Wie lassen sich Roboter integrieren? Wie planen wir eine Smarte Fabrik? Oder: Wie funktioniert Machine Learning?

Chancen für den Standort Schweiz Das IWK ist das grösste Institut im Bereich Maschinenbau der Ostschweizer Fachhochschule. Die Umsetzung einer smarten Kunststofffabrik bot sich an, weil bereits ein grosser Maschinenpark vorhanden war.

«Ausserdem ist Spritzgiessen ein relevanter Prozess. Die Mehrheit aller Teile weltweit sind Kunststoffteile», sagt Hänggi.

Doch bei dem Projekt geht es nicht nur um Technologie, sondern auch um wirtschaftliche Betrachtungen. Zusätzlich kommen Themen wie Nachhaltigkeit und Wiederverwendbarkeit ins Zentrum der Betrachtung. Rückverfolgbarkeit als technisches Thema wird so zu einem strategischen Thema für die Unternehmung.

Automatisierung führt zu Effizienzsteigerung. Das bedeutet, dass in einer smarten Produktion weniger Arbeitskräfte benötigt werden. Auf der anderen Seite braucht es mehr Mitarbeiter in der Planung wie auch im Engineering. Eine bestehende Fabrik in der Schweiz kann laut Hänggi aber durch diese Vernetzung auch wachsen, und braucht dann wieder mehr Mitarbeiter.

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Industrie 4.0

«Wenn wir durch diese Technologie Fertigungsstandorte in der Schweiz behalten oder sogar noch stärken und aufbauen können, brauchen wir absolut wieder mehr Mitarbeiter. Eine smarte Fabrik bietet zudem attraktivere Arbeitsplätze in der Produktion, was uns in der Schweiz ebenfalls entgegenkommt.»

Messbare Schritte Dass es sich bei Smart Factory um ein Zukunftsthema handelt, zeigt sich nicht zuletzt daran, dass viele Schweizer KMU noch nicht so weit digitalisiert sind, dass man von smarten Fabriken sprechen könnte, auch wenn sie den Weg zur smarten Fabrik schon beschreiten. Doch Hänggi weiss: «Es braucht keine vollständig integrierte und vernetzte Fertigung, um einen Benefit zu holen. Man kann sich da schrittweise herantasten.»

Hinzu kommt, dass sich nicht jeder Use Case lohnt, automatisiert zu werden. Deshalb braucht es ein strukturiertes Vorgehen, das ermöglicht, Resultate zu erzielen, und immer wieder zu messen, was die Digitalisierung bringt. «Das ist ein wichtiger Aspekt in der Ausbildung der Studierenden. Sie lernen zum Beispiel wie man einen Use Case aufbaut, und was überhaupt relevante Use Cases sind. Zusätzlich lernen sie, wie man diese relevanten Themen dann skaliert. Das ist absolut zentral, sonst investiert man in Massnahmen, die gar keinen Benefit bringen.»

Beliebt bei den Studierenden Das Thema Smart Factory ist sehr breit. Es umschliesst wirtschaftliche Betrachtungen,

Die Umsetzung einer smarten Kunststofffabrik bot sich an, weil bereits ein grosser Maschinenpark vorhanden war.

technisches Know-how oder Datenanalyse. An der Fachhochschule OST gibt es dazu Vorlesungen in verschiedenen Studiengängen wie Maschinentechnik, Wirtschaftsingenieur oder Wirtschaftsinformatik. «Parallel dazu versuchen wir bei bestehenden Vorlesungen das Thema zu integrieren. So können wir diesem Thema Kraft geben und auch an Bestehendem anhängen. Das kommt bei den Studierenden sehr gut an, weil es natürlich grosse Trendthemen der heutigen Zeit sind, wie etwa Lernen aus Daten generell, Simula­ tion oder Machine Learning. Damit ist man heute attraktiv auf dem Arbeitsmarkt. Auch Firmen sprechen auf diese Themen an und möchten sich gerne in diese Richtung weiterentwickeln», sagt Hänggi.

Darin sieht der Dozent auch die Stärke der Schweiz. Denn dass Billiglohnländer mit vernetzten Fabriken in den kommenden Jahren nachziehen könnten, stellt er in Frage: «Dafür braucht es einen Ausbildungs-

Rektor Daniel Seelhofer, Regierungsrat Stefan Kölliker und Roman Hänggi.

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standard, der diese interdisziplinäre Zusammenarbeit unterstützt. D.h. es braucht einen sehr breiten Erfahrungsschatz, breite und Tiefe Technologiekompetenzen, aber auch den Link zur Praxis. Es reicht nicht, nur Wissenschaftler auszubilden. Ich bin überzeugt wir sind in der Schweiz einzigartig mit unserem Ausbildungssystem, mit unserer Berufslehre wie auch mit Fachhochschulen, Universitäten aber auch mit unseren starken Firmen und mit der langen Tradition der Industrie. Es braucht sehr viel implizites Erfahrungswissen, und das muss man koppeln mit den neuen Technologien. Man muss unterschiedliche Disziplinen vereinen aber auch unterschiedliche Ausbildungsstufen.»

Eine Frage der Kultur Was es laut Hänggi auch noch braucht ist eine Kultur in der Firma, die erlaubt organisatorische Silos zu überwinden. Das heisst verschiedene Abteilungen, Fachdisziplinien und verschiedene Firmenstandorte müssen miteinander zusammenarbeiten. Das passe zur Kultur in der Schweiz, weil wir schon immer sehr teamorientiert und flexibel arbeiten. Ausserdem gibt es hier viele mittelständische Unternehmen und unternehmerisch geführte hoch innovative Industriefirmen.

Hänggi betont: «Digitalisierung ist ein Prozess der schrittweise stattfinden muss.

Man kann nicht alles auf einmal sofort digitalisieren. Dazu sind die Themen viel zu komplex und die Investitionen werden viel zu hoch. Dabei muss man agil bleiben, weil sich ständig vieles ändert. Das können wir in der Schweiz sehr gut.» www.ost.ch

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Industrie 4.0

Vliesstoff-Kompaktanlage (DILO) zur Herstellung von Nadel-Vliesen aus Sonderfasern. (Bild: Institut für Textiltechnik Augsburg gGmbH)

Künstliche Intelligenz für Maschinen hilft Mensch und Umwelt

Intelligente Maschinen Der Maschinenbau ist eine Stärke der deutschen Industrie. In Leitbranchen, deren Produkte in einem globalisierten Umfeld starker Konkurrenz ausgesetzt sind, kann der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) dazu beitragen, Industriekapazitäten und Know-how in Deutschland zu halten, im Maschinenbau und nachgelagerten Branchen.

Doch erst durch praxisnahe Anwendung in der Industrie kann KI seine Stärken für Unternehmen voll entfalten.

Mit der Corona-Krise sind Vliesstoffe über die Fachwelt hinaus bekannt geworden, denn sie bilden das Ausgangsmaterial für Schutzmasken. Die aufgetretenen Engpässe am Markt 2020 zeigten, wie stark Deutschland hier von Lieferungen aus dem Ausland abhängig ist. Zugleich ist Deutschland in anderen Vliesstoff-Segmenten und bei Maschinen für die Vliesstoffherstellung eine wichtige Grösse auf den Weltmärkten. Damit das so bleibt, arbeitet die Branche an Innovationen. Ein zentraler Baustein dafür: Die Nutzung Künstlicher Intelligenz (KI).

Das Auge auf der lernenden Maschine Am ITA Augsburg hat man dafür Grundlagen in einem Projekt gelegt, auf denen sich nun aufbauen lässt. Die Vision: Die Maschine zur Vliesstoffproduktion passt die Parameter entsprechend den Erfordernissen im laufenden Betrieb autonom an.

Etwaig auftretende Fehler werden von der 6

Maschine selbstständig diagnostiziert, die Drehzahlen entsprechend angepasst. «Wir haben im Projekt EasyVlies gezeigt, wie sich mit der Nutzung von Algorithmen für die Vliesstoffproduktion Material- und Energiekosten einsparen lassen. Zusammen mit Partnern aus der Industrie haben wir erreicht, dass die Maschine zentrale Parameter wie Drehzahlen und Abstände, von denen eine grosse Kombinationsmenge für das Erreichen der gewünschten Produktqualität notwendig sind, durch das entwickelte KI-Modell vorhergesagt werden. »Die Abstände der bis zu 40 Arbeitselemente in der Maschine bestimmen dabei in Kombination mit den Drehzahlen der beteiligten Walzen die Öffnung der Faserflocken bis zur Einzelfaser und die Bildung des Vlieses», erläutert ITA-Augsburg Geschäftsführer Prof. Stefan Schlichter.

Die naturwissenschaftlichen Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen den Drehzahlen und den Qualitätsparametern der Vliesstoffproduktion sind nicht

eindeutig bekannt. Gerade deshalb kann KI hier seine Vorteile ausspielen. «Denn Künstliche Intelligenz kann auch diffuse Zusammenhänge modellieren und simulieren», betont Schlichter. Die Algorithmen dafür hat Maschinenbauingenieur Dr. Frederik Cloppenburg aus dem Aachener ITA-Stammhaus entwickelt, 280 Versuche wurden im Zusammenspiel mit der KIEntwicklung durchgeführt. In der unternehmerischen Praxis lernen die Algorithmen nun hinzu.

Das zeigt bei einem Vliesstoffbetrieb der Fahrzeugbranche bereits erste Erfolge in der betrieblichen Praxis. Im nächsten Schritt arbeiten die ITA-Forschenden da­ ran, Messtechnik wie Kamerasysteme und strahlungsbasierte Messsysteme für die Gleichmässigkeit des Vliesstoffs in die Maschinen zu integrieren. Ziel: Fehler so prognostizieren, dass sie gar nicht erst auftreten. Das Aufkommen an Vliesstoffausschuss soll so um 30 bis 50 Prozent sinken. Angesichts von bislang jährlich al7–8/2021

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Industrie 4.0

Wirtschaftlich attraktiv

lein in Deutschland anfallender Ausschussware im Wert von 150 Mio. Euro, das entspricht 10 Prozent des Branchenumsatzes, ein erheblicher Anreiz. «Die hoch qualifizierten Facharbeiter beaufsichtigen sozusagen die lernende Maschine», erklärt Schlichter.

Lernende Maschinen für mehr Recycling Industrie 4.0 wird in der Kunststoffbranche künftig auch benötigt, um das Ziel höherer Recyclingquoten zu erreichen. Denn eine weniger einheitliche Rohstoffbasis macht lernende Maschinen noch wertvoller. Das ist auch Ausgangspunkt des vom Bundesforschungsministerium (BMBF) geförderten Verbundprojekts CYCLOPS des Kunststoff-Zentrums (SKZ) und namhaften Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Durch den Einsatz von KI sollen Materialströme automatisiert klassifiziert werden, damit sie sich optimal verwenden lassen. «Die Maschinen sollen künftig eigenständig erkennen, in welche Anwendungen produzierte Materialien eines bestimmten Typs gehen können» erläutert SKZGruppenleiter Digitalisierung, Christoph Kugler. Ein Faktor: Die Fliessfähigkeit des Kunststoffs, seine Viskosität. Je kürzer die Polymerketten des Materials, desto grösser, vereinfacht gesagt, ihre Fliessfähigkeit. Für diese Fliessfähigkeit spielt andererseits auch das Druckniveau in der Maschine eine Rolle. Hier kommt wiederum die KI ins Spiel: «Durch Künstliche Intelligenz können Materialeigenschaften und selbst lernende Maschinensteuerungen sehr gut ineinanderwirken, so unsere Erwartung», erklärt Kugler.

Grundlage für die angewandte Forschung im Projekt CYCLOPS sind sowohl Prozessdaten aus den Maschinen, welche die Materialqualität beschreiben können, als auch Daten entlang des Lebenswegs von Material und Produkt. Im Rahmen des Projektes werden damit die Transparenz und die Informationsdichte erhöht, welche nach wie vor einige der grössten Hemmnisse der Kreislaufwirtschaft sind.

Neue SUCCESS-Roboterbaureihe mit 5-Servoachsen

Sepro hat die Success Linie komplett überarbeitet und mit einer neuen Baureihe bestehend aus 5-Servoachsen ergänzt.

Success-Roboter sind DIE flexibelste und wirtschaftlichste Lösung für Spritzgiesser.

6 Modelle sind für Spritzgussmaschinen von 30 bis 900 Tonnen lieferbar.

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Neue Expertisefelder, beispielsweise erklärbare KI, werden erschlossen

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www.zuse-gemeinschaft.de

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Das SKZ baut mit dem Projekt auf KI-Expertise auf, die über abgeschlossene und noch laufende Projekte erarbeitet wurde. In der Vergangenheit lag der Schwerpunkt in der Entwicklung sogenannter Softsensoren aus Prozessdaten zur Berechnung komplexer Qualitätskennwerte wie z. B. Viskosität oder Vernetzungsgrad des Kunststoffs. Durch die Weiterentwicklung der Technologie werden neue Expertisefelder erschlossen, so z. B. Optimierung der Prozessmodellierung durch KI, Prognose von Materialverhalten unter Last oder auch erklärbare KI (XAI), sie beschreibt den Weg, auf dem Algorithmen zu ihren Ergebnissen gelangen. In den letzten Jahren wurde ebenfalls der Einsatz von digitalen Technologien und KI im Kontext der Kreislaufwirtschaft am SKZ forciert, so in den noch jeweils bis ins nächste Jahr hinein laufenden Projekten Di-Plast und DiLinK. Während Di-Plast ein EU-Projekt ist, wird DiLink ebenfalls vom BMBF gefördert. Mit dem FIR e.V. ist ein weiteres Institut der Zuse-Gemeinschaft im DiLink-Projektkonsortium vertreten, mit dem Fokus auf dem Thema Geschäftsmodelle. Denn diese verändern sich durch das Vordringen der KI in immer mehr Aspekte des Maschinenbaus.

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Industrie 4.0

Das Anwendungsszenario «Lernfähiges Roboterwerkzeug in der Montage» der Plattform Lernende Systeme zeigt, wie Roboter und KI in Zukunft auch KMU bei der Montage unterstützen können. (Plattform Lernende Systeme)

Lernende Systeme – Die Plattform für Künstliche Intelligenz

Zusammenarbeit mit intelligenten Robotern In einem fiktiven Anwendungsszenario wirft die Plattform Lernende Systeme einen Blick in die Zukunft der Industriearbeit. Die interaktive Grafik veranschaulicht, wie sich die Zusammenarbeit mit KI-basierten Robotersystemen verändert und was zu tun ist, damit die Beschäftigten von den selbstlernenden Werkzeugen profitieren.

Linda Treugut ¹ Roboter, die heute Prozesse in der Fabrik automatisieren, übernehmen nur bestimm­ te, wiederkehrende Aufgaben, für die sie programmiert wurden. Sie sind deshalb vor allem für die Massenproduktion rentabel.

Künftig können die Beschäftigten in der Montage lernende Maschinen selbst anlei­ ten, und zwar für jene Tätigkeiten, in denen sie gerade Unterstützung brauchen. Insbe­ sondere mittelständische Unternehmen profitieren von den vielfältig einsetzbaren Roboterwerkzeugen, die auf Künstlicher Intelligenz basieren und sich auch für die Kleinserienfertigung eignen. Das Anwen­ dungsszenario «Lernfähiges Roboterwerk­ zeug in der Montage» begleitet die fiktive Facharbeiterin Paula Nowak. In einer Fabrik, die Kabelbäume für die Automobilindustrie produziert, wird sie bei anstrengenden, monotonen oder gefährlichen Tätigkeiten von einem Greifarm unterstützt, der im Betrieb selbstständig wechselnde Aufga­ ben übernimmt. Sie halten schwere Bau­ Linda Treugut, Geschäftsführung Plattform Lernende Systeme, München

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teile oder fädeln Kabel durch scharfkantige Engstellen. Die Facharbeiterin bringt ihrem selbstlernenden Roboterwerkzeug neue Abläufe bei, indem sie ihm die variieren­ den Tätigkeiten vormacht.

Per Klick zeigt die interaktive Grafik Vo­ raussetzungen für eine erfolgreiche Zu­ sammenarbeit mit dem Roboterwerkzeug.

Thematisiert werden etwa Paula Nowaks Sorgen, ob das Werkzeug sie verletzen oder überwachen könnte oder ihren Job gefährdet – und was ihr Arbeitgeber sowie das Roboterwerkzeug leisten müssen, um diese Bedenken zu entkräften. In Videos und Audio-Statements kommen dazu Ex­ pertinnen und Experten aus Wissenschaft, Industrie und Gewerkschaften zu Wort.

Befähigen statt ersetzen Ein weiteres Thema: Wie bleiben Hand­ lungsspielraum und reichhaltige Arbeit er­ halten? KI-basierte Industrieroboter er­ setzen die Menschen nicht, sondern unterstützen und befähigen sie, lautet die zentrale Botschaft des Anwendungsszena­ rios. Die lernenden Werkzeuge im Team um Paula Nowak passen sich den indivi­ duellen Bedürfnissen und Routinen ihrer

Bediener an und unterstützen sie entspre­ chend ihrer Kompetenzen und Arbeitstem­ po. Paula Nowak bestimmt selbst, wann und wie sie ihr Werkzeug einsetzt. Sie er­ lebt ihre Arbeit als abwechslungsreicher, da monotone Tätigkeiten wegfallen und sie mehr planerische Aufgaben wahrnehmen kann.

Beschäftigte behalten die Kontrolle Mithilfe von Künstlicher Intelligenz verbes­ sern die Roboterwerkzeuge erworbene Fertigkeiten laufend selbstständig weiter.

Einmal Erlerntes können sie auf andere Fälle anwenden. Wichtig dabei: Ihre Hand­ lungen müssen transparent sein. Paula Nowak kann in der Lernhistorie ihres Werkzeugs nachvollziehen, aufgrund wel­ cher Parameter es Entscheidungen trifft.

Zu jedem Zeitpunkt kann sie kontrollierend in die Tätigkeit des Werkzeugs eingreifen.

Dies schafft nicht nur Vertrauen, sondern trägt zu einer klaren Zuschreibung von Ver­ antwortung und Haftung bei, wenn bei der Montage Fehler passieren. www.plattform-lernende-systeme.de

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Maschinen/Peripherie

Miele setzt beim Spritzguss auf eine effiziente Kühllösung

Qualität trifft Qualität Der Name Miele steht für Qualität. Um den eigenen Qualitätsansprüchen gerecht zu werden, setzt das Unternehmen auch in den Fertigungsbereichen auf innovative Technologien. Zur Kühlung der Hydraulik am Standort Warendorf nimmt Miele beispielsweise eine ganz besondere Trockenkühlung der technotrans-Tochter Reisner Cooling Solutions in Anspruch.

Die Investition am Standort Warendorf, dem sogenannten «Technology Center Plastics», wurde notwendig, als ein altes geschlossenes System mit Hybrid-Verdunstungskühler nach 25 Jahren in den wohlverdienten Ruhestand geschickt wurde. Die neue Lösung ermöglicht die Bereitstellung von Wasser mit einer Temperatur von 30 °C auch bei hohen Aussentemperaturen von bis zu 35 °C. In dem bis dahin genutzten System bei Miele kam das Wasser in direkten Kontakt mit der Umgebungsluft und führte zu einem starken Schmutzeintrag in das aufbereitete Zusatzwasser. Denn das Kühlprinzip beruht auf dem Verdunstungseffekt. Dabei geht kontinuierlich Wasser verloren. Zudem muss das Umlaufwasser aufwändig gefiltert und mit Wasserzusätzen geimpft werden. Eine umfangreiche Überwachung aufgrund einer erhöhten Gefahr von Verunreinigung, zum Beispiel mit Legionellen und anderen Bakterien, sorgt hier für einen immer höheren Stellenwert und Wartungsaufwand.

Energiesparende Lösung Die Alternative zu offenen Kühlsystemen sind geschlossene Freikühler, die Wärme über einen Luft-Wasser-Wärmetauscher an die Umgebung abgeben. Sie kommen rund 5 Kelvin an die Aussentemperatur heran. Wenn also eine Wasservorlauftemperatur von 30 °C erforderlich ist, funktioniert diese herkömmliche Technik somit bis zu einer Aussentemperatur von 25 °C problemlos. Ist es draussen wärmer, muss eine Zusatzkühlung über Besprühung, Stadtwasserzugabe oder eine zusätzliche Kältemaschine hinzugeschaltet werden, um die 30 °C Wasservorlauf zu halten.

Das Besondere an der neuen Reisner-Lösung ist die Kombination mit dem PAD7–8/2021

60 Prozent der in deutschen Miele-Gerätewerken verbauten Kunststoffteile kommen aus dem Standort Warendorf. (Bilder: Miele)

System, das über befeuchtete Waben auch das Kühlen bei hohen Aussentemperaturen ermöglicht. Somit spart Miele nicht nur Aufwand und Kosten, sondern wird auch dem eigenen Anspruch an qualitativ hochwertige Lösungen gerecht. Diesen umschreibt Alexander Wibe, Leiter Betriebstechnik, folgendermassen: «Wir haben uns nach einer energiesparenden Lösung umgesehen, die auch technisch keine Wünsche offen lässt. Die Kühlung sollte qualitativ hochwertig sein und auf namhafte Komponenten setzen. Wartungsarm, zuverlässig und effizient gepaart mit einem 24h-Service im Havariefall – das war das geforderte Gesamtpaket.»

beispielsweise Staubsaugergehäuse.

60 Prozent der in deutschen Miele-Gerätewerken verbauten Kunststoffteile kommen laut eigener Aussage aus Warendorf.

Darüber hinaus betreut das 1975 gegründete Werk mit seinen rund 300 Beschäftigten die Kunststoffproduktion der MieleStandorte in Unicov (Tschechien), Dongguan (China) und Ksawerów (Polen).

Unkomplizierte Planungsphase Aus Warendorf beliefert das Unternehmen sämtliche Gerätewerke der Miele-Gruppe.

Zum Programm zählen komplexe Baugruppen wie Waschmaschinentüren oder Trocknersiebe, Mehrkomponententeile und Teile mit Hochglanzoberflächen wie

Insgesamt bietet die neue Anlage eine Rückkühlleistung von bis zu 500 kW.

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Maschinen/Peripherie

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Die Entscheidung zugunsten von Reisner fiel letztlich leicht: «Von den Kosten über die Technik bis zum umfassenden Service bot Reisner das beste Paket», sagt Wibe. In der unkomplizierten und kundenorientierten Planungsphase erläuterte das ReisnerProjektteam, welche individuelle Lösung es einsetzen möchte.

Enge Partnerschaft mit individueller Lösung Das Besondere daran ist das geschlossene System, bei dem ein V-förmiger, selbstentleerender Freikühler verbaut ist. Die Wabenstruktur des PAD-Systems wird erst dann mit Stadtwasser befeuchtet, wenn hohe Aussentemperaturen ab etwa 25 °C dies erfordern. Durchströmt die Luft diese Struktur, kühlt sie ab – wie bei einer adiabaten Kühlung üblich. Dann wird die Prozesswärme mittels eines CU/Al Wärmeübertragers (nicht durch Verdunstung) an die abgekühlte Luft abgeführt.

«Entscheidend ist dabei, dass das Besprühungswasser nicht in Berührung mit dem Wärmetauscher kommt», erläutert Günter Sareyko, Leiter Vertrieb der Reisner Cooling Solutions GmbH. So trennt Reisner den zweiten Schritt, die Übertragung der Prozesswärme, räumlich vom ersten. «Die Wärme wird nahezu vollständig über die Luft abgeführt und Miele hat somit eine zuverlässige und kostengünstige Kühllösung», so Sareyko weiter. Durch den speziellen Aufbau sinken die Betriebskosten erheblich.

Insgesamt bietet die neue Anlage eine Rückkühlleistung von bis zu 500 kW und sorgt bei bis zu 35 °C Aussentemperatur zuverlässig für die gewünschte Prozesstemperatur. Auch in Sachen Wartung hat

Das Besondere an der Lösung ist das geschlossene System, bei dem ein V-förmiger, selbstentleerender Freikühler verbaut ist.

Reisner mitgedacht. Eine leichte Austauschbarkeit der PADs, die je nach Einsatz bereits drei bis fünf Jahre Standzeit ermöglichen, war ebenso wichtig wie ein minimierter Wasserverbrauch und der Einsatz langlebiger Materialien.

Umstellung im laufenden Betrieb «Miele spart nicht nur durch die besondere Konstruktion, auch die Komponenten selbst sind energiesparend ausgelegt», so das Motto von Reisner. Das ausfallsichere Doppelpumpensystem mit einem Volumenstrom von bis zu 87 m³/h ist ebenso drehzahlgeregelt wie die 14 Ventilatoren mit EC-Motoren. Auch die Befeuchtung selbst ist mehrstufig. Der verbaute Rücklauffilter arbeitet komplett drucklos und lässt sich im laufenden Betrieb wechseln.

Somit reduziert Reisner die benötigte Energie in jedem Prozessschritt auf ein Minimum.

Nachdem die Anlage seit Oktober 2020 läuft, zeigt sich Wibe mehr als zufrieden:

Mit dem Reisner-System spart Miele Aufwand und Kosten.

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Schnelle Lieferung und Inbetriebnahme im laufenden Betrieb.

«Die schnelle Lieferung und Inbetriebnahme im laufenden Betrieb ohne die Installation von Leihkälte waren optimal. Reisner arbeitete immer sauber und gewissenhaft, damit wurden unsere Erwartungen absolut erfüllt.» Dazu zählen beispielsweise auch der Schaltschrankbau nach Miele-Vorgaben oder die unkomplizierte Kommunikation während des gesamten Projekts.

Noch kann Wibe die Kosten- und Zeitersparnis nicht exakt beziffern, ist aber nach den ersten Erfahrungen sehr positiv gestimmt. «Die frühen Erkenntnisse zeigen, dass der Energieverbrauch deutlich gesunken ist. Die Anlage läuft sehr stabil und es ist uns gelungen, vollständig auf den Einsatz von Chemie zu verzichten.»

Zusätzliche Optimierung mit Vollstromfiltration Den hohen Anspruch von Miele belegt auch die Entscheidung für eine zusätzliche Filterlösung und eine chemiefreie Wasserbehandlung. Bereits nach kurzer Einsatzzeit zeigte sich durch die Wasserbehandlung mit der Vollstromfiltration im Rücklauf eine stetig steigende Wasserqualität. Die Anlage löst Kalk- und Korrosionsverbindungen mittels niederfrequenter elektroma­ gnetischer Wechselfelder. Anschliessend lassen sich diese entsprechend aus dem Wasser filtern. «Miele steht eben für Qualität. Daher sind wir sehr zufrieden, dass wir mit unserer Kühlkompetenz ein Stück weit zu diesem Image beitragen können», resümiert Günter Sareyko.

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KUNSTSTOFF XTRA

Maschinen/Peripherie

Circular Economy – Kunststoffe aufbereiten

Flexibel schreddern Seit 2001 werden im niederösterreichischen Sollenau bei Candi Plastic Recycling Industrieabfälle aus thermo­ plastischen Kunststoffen zu hochwertigen sortenreinen Rezyklaten verarbeitet. Um als Lohnfertiger dabei ideal auf die Wünsche der Kunden eingehen zu können, setzt man auf Schredder mit flexibler Schnitteinheit von Lindner.

Auf Grund der unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften von Kunststoffen werden Schnittsysteme von Schreddern meist gezielt für die Verarbeitung eines speziellen Materials ausgerüstet. Beispielsweise wirkt sich die Schnittgeometrie von Spitzmessern positiv bei der Zerkleinerung von äusserst zähen Materialien, wie BigBags, Seilen oder Netzen, die hohen Zugbelastungen widerstehen müssen, aus. Hier wird die durch die Antriebseinheit zur Verfügung gestellte Kraft ideal auf eine sehr kleine Fläche fokussiert, wodurch solche sehr reissfesten Materialien wie mit einem Messer oder einer Schere zerschnitten werden.

Im Gegensatz dazu haben sich Flachmesser in der Aufbereitung von formstabilen Kunststoffen wie Polypropylen bewährt.

Die im Vergleich zu Fasern eher dickwandigen Materialien wie Platten, Kisten oder auch Produktionsrückstände aus der kunststoffverarbeitenden Industrie (Extrusion, Spritzguss etc.) lassen sich einfacher über eine parallele Schnittkante brechen und das aggressive Einzugsverhalten der grossflächig einwirkenden Messer beeinflusst den Durchsatz positiv.

Die Kombination unterschiedlicher Messergeometrien ermöglicht eine optimale Anpassung an die zu zerkleinernden Kunststoffe. (Bilder: Lindner)

Qualität und Wirtschaftlichkeit Die Wahl des richtigen Schnittsystems, beziehungsweise das Zusammenspiel von Rotor-, Statormessern und Drehzahl, beeinflusst auch massgeblich die Qualität des Korns. Hier gilt es vor allem den Anteil von feinen Partikeln im Materialstrom zu

vermeiden, denn dieser Feinanteil wirkt sich negativ auf Folgeprozesse aus und kann unter anderem zu Verstopfungen in Reinigungskomponenten oder den feinen Sieben von Extrudern führen.

Anhand der oben genannten Beispiele lässt sich erahnen, wie umfangreich diese

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

Technische Formteile aus Duroplast und Thermoplast 7–8/2021

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Maschinen/Peripherie

KUNSTSTOFF XTRA

Thematik ist. Speziell die wirtschaftliche Komponente spielt hier eine wesentliche Rolle. Oft kommt es vor, dass Auftragsfertiger neben einem Hauptmaterial wie beispielsweise Folien noch ergänzend andere, in der Produktion anfallende Materialien wie Brocken abnehmen müssen. Zusätzlich müssen häufig mehrere unterschiedliche Altkunststoffe zur Auslastung der Produktionskapazitäten verarbeitet werden.

Setzt man jetzt für jeden Stoffstrom einen eigenen Schredder ein, lässt sich, abhängig von Unternehmensgrösse und anfallenden Mengen, die Wirtschaftlichkeit nur schwer darstellen. Deshalb werden kleinere Chargen oftmals weiterverkauft, was wiederum die zu erzielende Produktivität senkt.

Das Schnittsystem anpassen Mit diesem Problem hat man sich bei Lindner beschäftigt und die etablierte Mono-Fix-Technologie zu einem smarten System weiterentwickelt. Mono-Fix erlaubt das Wechseln von Messern und Messerhaltern durch nur eine einzige Schraube und wurde ursprünglich entwickelt, um Stillstandzeiten bei Wartungen zu minimieren. Jetzt wurde das System um mehrere Module erweitert. Zur Verfügung stehen unterschiedliche Spitz- und Flachmesser sowie Blindplatten und spezielle Gegenmesser, die am selben Rotorkörper einsetzbar sind.

Mit Hilfe des flexiblen Schnittsystems des Zerkleinerers können Andreas (links) und Gheorghe (rechts) Campan von Candi Plastic Recycling ideal auf Kundenwünsche eingehen.

Durch diese Erweiterung ist es nun möglich, nicht nur das Schnittsystem verschleissbedingt komplett zu ersetzen, sondern auch unterschiedliche oder gemischte Rotorkonfigurationen einzusetzen. Besonders bei schwierigen Materia­ lien wie massiven Brocken können durch gemischte Schnittsysteme bekannte Pro­ bleme vermieden werden, denn setzt man hier nur Spitzmesser ein, fräsen sich die

Messer in den Kunststoff und der Durchsatz sinkt stark ab.

Kombiniert man die beiden Systeme, entsteht ein durch das Spitzmesser präzise geschnittenes Korn und die anfallenden Einfräsungen werden von den Flachmessern freigeschnitten. Ebenso kann durch den Einsatz von speziellen Füllplatten die Aggressivität der Schnitteinheit angepasst werden, um auch mit geringen Antriebsleistungen schwere Materialien bei entsprechenden Durchsätzen verarbeiten zu können. Zusätzlich zu den flexiblen Rotorkonfigurationen werden massgeschneiderte Software-Set-ups angeboten, mit denen relevante Parameter in Bezug auf die Maschinensteuerung und den Frequenzumformer an das jeweilige Einsatzgebiet angepasst werden.

Abfälle vermeiden

Schwierige Materialien wie massive Brocken können durch eine gemischte Rotorkonfigura­ tion problemlos verarbeitet werden.

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Das flexible Schnittsystem entstand in Zusammenarbeit mit dem österreichischen Kunststoffrecycler Candi Plastic Recycling GmbH, der jenes auch bereits erfolgreich im Einsatz hat. Beim Familienunternehmen Candi Plastic Recycling mit Stammsitz in Sollenau werden jährlich etwa 3000 Tonnen thermoplastische Kunststoffe wie PE, PP, PS und ABS zu sortenreinen Regranulaten verarbeitet. Die Materialien, die südlich der österreichischen Metropole 7–8/2021

KUNSTSTOFF XTRA

Messer und Messerhalter des Lindner MonoFix-Systems.

Maschinen/Peripherie

stehenden Kapazitäten ideal auslasten können. Sind diese Punkte erfüllt, können wir letztlich auch unsere Umsätze steigern.

Als wir uns damit an Lindner gewandt haben, war sofort die Bereitschaft da, dieses Thema gemeinsam anzugehen», erläutert Campan. Das Resultat dieser Zusammenarbeit ist ein flexibles Schnittsystem aufbauend auf der bewährten Lindner MonoFix-Technologie. Dadurch ist es möglich, den Zerkleinerer in kurzer Zeit an die unterschiedlichsten Materialien anzupassen und dabei mit verschiedenen Messergeo-

metrien und Rotorkonfigurationen die Durchsätze auf einem konstant hohen Niveau zu halten. Dazu konstatiert Stefan Scheiflinger-Ehrenwerth, Leiter des Produktmanagements bei Lindner Recyclingtech: «Wir legen immer grossen Wert da­ rauf, Lösungen gemeinsam und ganz nah am Kunden zu entwickeln. In der Zusammenarbeit mit dem grossartigen Team von Candi hat sich dieser Ansatz wieder einmal mehr als bewährt.» www.lindner.com

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Wien, sowie beim Tochterunternehmen Calex im rumänischen Baia Mare aufbereitet werden, stammen meist direkt von internationalen Grössen der Verpackungsund Markenproduktherstellung.

Eines der Geheimnisse des Betriebs auf seinem mittlerweile zwanzigjährigem Erfolgsweg ist es, sich ständig an unterschiedliche Materialien und neue Kundenwünsche anpassen zu können. Dazu Andreas Campan, Leiter der Produktion und Cheftechniker bei Candi Plastic Recycling: «Wir verarbeiten Thermoplaste in beinahe jeder Form, angefangen von Folien über Hohlkörper bis hin zu Klumpen.

Da immer mehr Produzenten Abfälle so gut es geht vermeiden wollen, steigen die geforderten Abnahmemengen und damit auch die Vielfältigkeit der unterschiedlichen Materialien ständig. Um hier dem Kundenwunsch gerecht zu werden, aber auch unsere Kapazitäten mit optimaler Produktivität auslasten zu können, setzen wir auf Technologien, die es uns ermöglichen, ein möglichst breites Spektrum abzudecken.»

Im konkreten Fall der Zerkleinerung, der ersten Stufe im Aufbereitungsprozess, setzt man deshalb auf kompakte Schredder von Lindner. Auf Grund von Empfehlungen aus der Branche hatte man sich einst für den Hersteller entschieden.

Einfach anpassbar Heute prägt die Zusammenarbeit von Candi Plastic Recycling und Lindner eine Partnerschaft, in der gemeinsam an smarten Lösungen für neue Herausforderungen gearbeitet wird. «Wir haben nach einer Lösung gesucht, um möglichst viele unterschiedliche Materialien mit einer Maschine verarbeiten zu können. Das hält einerseits die Investitionskosten im Rahmen und sorgt dafür, dass wir die uns zur Verfügung 7–8/2021

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KUNSTSTOFF XTRA

Werkstoffe

Geometrien mit komplexen Kurven und Radien

Schreinerarbeiten für anspruchsvolle Formen Ein homogener Werkstoff aus Polyurethan ermöglicht Geometrien mit komplexen Kurven und Radien. Das Grundmaterial ist besonders widerstandsfähig gegenüber Feuchtigkeit.

Komplexe Formen für Werkstücke stellen Schreiner üblicherweise vor eine Herausforderung, denn aufgrund der ungleichmäs­sigen Dichte bei Sperrholz oder mitteldichten Holzfaserplatten (MDF) muss stets vorsichtig gefräst werden.

Schnell entstehen sonst Unebenheiten oder es bilden sich sogar Risse im Material. Hierauf Rücksicht zu nehmen, verlangsamt allerdings den gesamten Herstellungsprozess. Dabei gibt es bereits eine Alternative: Mithilfe des patentierten 3DFurniers der Danzer Deutschland GmbH in Verbindung mit dem alternativen Werkstoff maridur der OBO-Werke GmbH können unkompliziert und schnell Kreise, Wellen und sogar organische Formen mit einer edlen Beschichtung erstellt werden.

So lassen sich Werkstücke für beispielsweise Fronten und Seitenteile im Innenausbau oder Wand- und Deckenverkleidungen auch im sanitären Bereich fertigen. Dank der geschlossenen Zellstruktur und homogenen Dichte von maridur kann das neuartige Material leicht verarbeitet werden und ist zudem feuchtigkeitsabweisend. Der Werkstoff widersteht selbst extremen Witterungseinflüssen und eignet sich somit auch für anspruchsvolle Anwendungen.

Wiederstand gegen Witterungseinflüsse Bereits seit 2008 besitzt die Danzer Deutschland GmbH ein Patent für 3DFurniere aus Holz, mit dem sich komplexe Formen wie Kurven und Radien realisieren lassen. Dabei wird das Furnier im Vorfeld bearbeitet, sodass es sich um das Werkstück legt und anpassen lässt. «Um diesen Effekt zu erreichen, schneiden wir das Material in dünne Steifen von 1,2 mm Breite», erklärt Thomas Wenk, Meister für Holztechnik bei Danzer. «Diese Streifen werden auf der Rückseite mit Klebefäden verse14

Mithilfe des Patents für 3D-Furniere der Danzer Deutschland GmbH in Verbindung mit dem alternativen Werkstoff maridur der OBO-Werke lassen sich jetzt unkompliziert und schnell beschichtete organische Formen wie etwa Wellen erstellen. (Bilder: OBO Werke)

hen und dadurch locker zusammengehalten. Dies spannt ein Raster von etwa 10 mm auf, das leicht nachgibt und sich verformen lässt.» Auf diese Weise presst Danzer Formteile für beispielsweise Stühle und beschichtet Innenverkleidungen unter anderem in Pw-Fahrgastzellen sowie Elementen in Yachten oder Flugzeugen.

Doch gerade im Outdoor- und Nassbereich sind Werkstücke aus Holz extremen Witterungseinflüssen ausgesetzt. Schnell quillt es bei feuchter Umgebung auf und bildet über einen längeren Zeitraum Risse.

Zudem verfügt Holz über keine einheitliche Struktur oder Dichte, weswegen bei der Bearbeitung grössere Vorsicht geboten ist, um Schäden an der Oberfläche zu vermeiden. «Unser Werkstoff maridur ist jedoch aus homogenem Polyurethan und

zudem feuchtigkeitsresistent», berichtet Jürgen Fieger, Schreinermeister bei der OBO-Werke GmbH und dort zuständig für Anwendungstechnik und Vertrieb. «Daher haben wir gemeinsam mit Danzer an einer alternativen Lösung gearbeitet. 2018 ist es uns erstmalig gelungen, maridur-Platten im Rohzustand zu verformen und mit einem 3D-Furnier zu beschichten.» Dank dieser Neuerung lassen sich jetzt alle denkbaren Formen mit attraktiven Edel­ holzoberflächen witterungsresistent veredeln.

Thermische Verformung des homogenen Werkstoffs Die Experten von Danzer und den OBOWerken fanden durch mehrere Testreihen heraus, dass bei der thermischen Verfor7–8/2021

KUNSTSTOFF XTRA

Werkstoffe

Unsere Temperier Lösungen für Sie Universale Temperiergeräte bis 150 °C Wasser Temperiergeräte bis 90 °C Druckwasser Temperiergeräte bis 160 °C Öl Temperiergeräte bis 360 °C Kühlgeräte von -25 °C bis +40 °C

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Der alternative Werkstoff maridur lässt sich leichter als Holz bearbeiten. Dank seiner geschlossenen Zellstruktur nimmt der Werkstoff kaum Flüssigkeit auf und ist für Anwendungen im Outdoor- und Nassbereich besonders gut geeignet.

mung die richtige Temperatur eine entscheidende Rolle spielt. «Erst bei 120 bis 150 °C wird das Material flexibel und lässt sich verformen», erläutert Fieger. «Hilfreich sind hierfür Vakuumpressen mit integrierter Heizstation oder Plattenheizungen, die das notwendige, gleichmässige Erhitzen gewährleisten.» Nach dieser Erwärmungsphase hat der Anwender etwa fünf Minuten für die Bearbeitung der maridur-Platten. Dabei kann der weiche Werkstoff einfach über die entsprechende Form tiefgezogen oder manuell gedreht werden.

Für die weitere Veredelung wird das Werkstück nach dem Erkalten mit dem patentierten 3D-Furnier von Danzer beschichtet.

«Hierfür nutzen wir verschiedene Vakuumtechniken», berichtet Wenk. «Da sich das Material im weiteren Arbeitsfortgang noch bewegen kann, sollte das Werkstück nicht bis zur äussersten Kante beschichtet werden. Wir raten zu einem Überstand von etwa 5 mm. So entstehen keine Bruchstücke und die Qualität des Werkstücks sowie seiner Oberfläche wird gewährleistet.» Sobald das 3D-Furnier mit Leim aufgetragen ist, handelt es sich um ein starres Werkstück, welches sich nicht mehr verformen lässt. Allerdings kann es nun bei Bedarf weiter gefräst werden.

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nieren. «Gerade bei neuen Materialien und Arbeitsschritten ist es wichtig, ein Gefühl für den Werkstoff und dessen Verarbeitung zu bekommen», so Fieger. «Deswegen bieten wir unseren Kunden Musterplatten für erste Testarbeiten. So können sie sich ohne grosse Investition vorher überzeugen, ob maridur eine Bereicherung für ihre tägliche Arbeit darstellt.» Aus­ serdem beraten die Schreinermeister vor Ort, zeigen typische Handgriffe und stehen mit Tipps aus ihrer langjährigen Erfahrung zur Seite.

Zusätzlich forschen beide Unternehmen stets an Möglichkeiten, um die Bearbeitung noch nutzerfreundlicher zu gestalten. T T-D W «Dank des direkten Kontakts zu unseren 160_9k W_ ren de Kunden können wir unser Know-how weir_1 -2 tergeben, aber auch selbst hilfreiches Feedback aus der Praxis erhalten», resümiert Wenk. «Dies hilft uns bei der Optimierung aller Prozesse. Aufgrund vermehrter Nachfragen arbeiten wir beispielsweise derzeit an einer Variante für die Bearbeitung und Verformung unseres 3D-Furniers, nachdem es auf das Werkstück aufgetragen wurde.» Auch die OBO-Werke verbessern maridur kontinuierlich weiter, um den Anforderungen der Anwender stets gerecht werden zu können.

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Kundennähe und kontinuier­ liche Weiterentwicklung Sowohl Danzer als auch die OBO-Werke unterstützen Anwender gerne und beraten bei dem Einsatz von maridur und 3D-Fur7–8/2021

www.danzer.com www.obo-werke.de

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KUNSTSTOFF XTRA

Werkstoffe

End-of-Life-Strategien für Kunststoffe

Biologischer Abbau als Option Das Projekt BioSinn fand Produkte und Anwendungen, für die biologischer Abbau am Lebensende eine echte Option darstellt. 25 Steckbriefe beantworten für jede Anwendung technische und regulatorische Fragen. Auch das Marktvolumen dieser Anwendungen wurde geschätzt: Es sind in Deutschland etwa 170 000 Tonnen, in der Europäischen Union etwa 1 Million Tonnen pro Jahr.

In der EU gelangen mehrere Millionen Tonnen Kunststoffe in die Umwelt. In die Natur, in Gewässer, in den Kompoststrom – jedes Jahr, ungehindert. Einmal dort ge­ landet, ist eine Rückführung in den Recy­ clingstrom oft nahezu unmöglich: zu klein­ teilig, unauffindbar, zu aufwändig. Aber es gibt auch Kunststoffprodukte, die selbst bei korrekter Anwendung in der Natur, in Gewässern oder im Kompost landen, die es erst gar nicht ins Recycling schaffen.

Und mit vielen davon haben wir tagtäglich zu tun. Man denke an Kosmetikprodukte, Teebeutel, Kaugummi oder Aufkleber auf Obst und Gemüse.

Wäre hier der Einsatz von biologisch ab­ baubaren Materialien aus nachwachsen­ den Rohstoffen eine sinnvolle Option?

Kritiker bezweifeln, dass der biologische Abbau überhaupt Nutzen bringt und set­ zen auf umfassende Reduzierung, Samm­ lung und Recycling von Kunststoffproduk­ ten. Sie befürchten zudem, dass biologisch abbaubare Produkte VerbraucherInnen dazu verleiten könnten, die Produkte in der Umwelt zu entsorgen.

Sinnvoll biologisch abbaubar Im Projekt «BioSinn – Steckbriefe sinnvoller biologisch abbaubarer Produkte» wurde von Expertinnen und Experten des nova-Insti­ tuts aus Hürth bei Köln untersucht, ob es Anwendungen und Produkte gibt, für die der biologische Abbau eine sinnvolle oder sogar die beste End-of-Life-Option darstellt.

Dabei waren die Auswahlkriterien, dass das Einsammeln der Produkte (oder ihrer Über­ bleibsel), die Abtrennung der Produkte von sonstigem organischen Abfall oder ein stoffliches Recycling nicht möglich, ökono­ misch nicht realisierbar ist bzw. in der Praxis nicht stattfindet. Weitere Kriterien waren, dass durch die Verwendung biologisch ab­ 16

Mit biologisch abbaubaren Substituten liessen sich 1 Millionen Tonnen Plastikmüll vermeiden.

(Bild: Pixabay)

baubarer Materialien der Eintrag von Mikro­ plastik in die Umwelt vermieden werden kann oder dass durch die Verwendung bio­ logisch abbaubarer Materialien indirekte positive Effekte, wie z. B. ein relevanter Se­ kundärnutzen, erzielt werden kann.

Expertinnen und Experten des nova-Insti­ tuts konnten zusammen mit dem Projekt­ partner Institut für Kunststofftechnik der Universität Stuttgart und einem ProjektBeirat aus Vertretern der Industrie, Wissen­ schaft und Politik in mehreren Workshops auf dieser Basis 25 Anwendungen identi­ fizieren, für die die biologische Abbaubar­ keit eine gute oder sogar die beste End-ofLife-Option darstellt. Diese wurden von allen Seiten beleuchtet: in welchen Umge­ bungen verbleiben die Produkte genau?

Gibt es bereits geeignete biologisch ab­ baubare Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen für diese speziellen Anforde­

rungen? Wie sehen die marktwirtschaftli­ chen und politischen Rahmenbedingun­ gen aus?

Neben den Produkten, die von Endkonsu­ menten benutzt werden, wurden auch un­ bekanntere bzw. unscheinbare Anwendun­ gen aufgedeckt, die einen grossen Kunst­ stoffeintrag in die Umwelt verursachen. Die Borsten der meisten städtischen Kehrma­ schinen bestehen z. B. aus Kunststoff, der sich abnutzt und unwiederbringlich in der Umgebung verbleibt. Landwirtschaftliche Anwendungen wie Saatgutbeschichtung oder Flockungshilfsmittel, die im Klär­ schlamm enthalten sind, bestehen oft aus nicht biologisch abbaubaren Polymeren und werden systematisch in die Böden ein­ getragen. Oder Produkte in der Fischerei, die im Meer verloren gehen. Auch die Kom­ postströme können durch Kunststoffe ver­ unreinigt werden.

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Werkstoffe

Broschüre für Entscheidungsträger Das Ergebnis des Projektes ist eine Bro­ schüre für Entscheidungsträger aus Indus­ trie und Politik aber auch für die breite Öffentlichkeit, mit 25 Produktsteckbriefen und umfangreicher Hintergrundinforma­ tion zum Thema biologischer Abbau. Für jedes Produkt wird erklärt, inwiefern der biologische Abbau eine sinnvolle und machbare Option ist und welche techni­ schen Substitutionsmöglichkeiten es für einen nachhaltigeren Materialeinsatz gibt.

Zudem wurden politische Rahmenbedin­ gungen und Regularien beleuchtet und produktspezifisch ausgewertet. Erstmalig wurden auch die Marktvolumina für Deutschland und die EU erhoben und ab­ geschätzt. Das Gesamtvolumen der 25 Anwendungen liegt in Deutschland bei rund 170 000 Tonnen und in der Europäi­ schen Union sogar bei etwa 1 Million Ton­ nen (siehe Grafik), von denen der grösste Anteil in die Umwelt gelangt. Hier würde der Einsatz biologisch abbaubarer Materi­ alien erhebliche Umweltvorteile bringen.

Ein Projektziel war, Potenziale für biolo­ gisch abbaubare Kunststoffe aufzuzeigen, die bisher oft übersehen wurden. Die öf­ fentliche Debatte dreht sich zu grossen Teilen um Verpackungen, diese können und sollten jedoch in aller Regel einge­ sammelt und recycelt werden. BioSinn konzentrierte sich daher gerade auf solche Anwendungen, bei denen die Sammlung in der Praxis nicht oder kaum möglich ist.

So ist das Volumen bei Anwendungen in der Landwirtschaft durch Flockungshilfs­ mittel im Klärschlamm, Saatgutbeschich­ tung, Trägerpolymere für Pestizide und Mulchfolien besonders hoch.

Für 24 der 25 Anwendungen konnten bio­ logisch abbaubare Substitute für die der­ zeit verwendeten Materialien gefunden werden. Nur bei einer Anwendung ist das

Übersicht Marktvolumina in der EU (Bild: Nova Institut)

nicht gelungen, beim Schmutzradierer.

Hier gibt es bislang keine nachhaltige Al­ ternative mit denselben Eigenschaften.

Wer Mikroplastik vermeiden will, muss auf dieses Produkt verzichten.

Das Bewusstsein fehlt Oft sind die alternativen Produkte teurer, aber vor allem meist am Markt wenig be­ kannt oder schlecht verfügbar. Oft fehlt den Anwendern und Verbrauchern auch das Bewusstsein um die Problematik und Alternativen. So ist Verbrauchern meist nicht bewusst, dass konventionelles Kau­ gummi aus Plastik besteht oder dass Feuchttücher einen hohen Kunststoffanteil haben, um ihre Festigkeit zu bekommen.

In beiden Fällen bleiben Kunststoffe in der Umwelt, die nicht biologisch abgebaut werden. Die aktuelle Gesetzgebung und bestehende Standards stellen oft noch Hindernisse für die stärkere Markteinfüh­ rung biologisch abbaubarer Produkte in entsprechenden Anwendungen dar, es fehlen die politischen Leitplanken. Dabei könnten in vielen Fällen spezifische politi­ sche Massnahmen eine erhebliche Wir­ kung erzielen und Märkte für Alternativen öffnen.

Michael Carus, Geschäftsführer des novaInstituts, fasst die Ergebnisse des Projektes BioSinn zusammen: «Am Anfang des Pro­ jektes stand eine Frage: Könnte es Anwen­ dungen geben, bei denen der biologische Abbau die beste End-of-Life-Option dar­ stellt, weil z. B. ein Einsammeln und Recy­ celn nicht praktizierbar ist? Im Projekt konnten 25 solche Anwendungen gefun­ den und analysiert werden. Es hat über­ rascht, dass diese Anwendungen in der Europäischen Union ein Gesamtvolumen von 1 Million Tonnen aufweisen – und das Meiste davon gelangt heute noch in Form nicht biologisch abbaubaren Makro- und Mikroplastiks in die Umwelt. Hier könnten durch biologisch abbaubare Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen erheblich Umweltentlastungen erzielt werden. Wir hoffen, dass unser umfassender Bericht mit 25 Steckbriefen sowohl das Bewusst­ sein für die Problematik und die Substitu­ tionsmöglichkeiten deutlich erhöht, als auch entsprechende politische Massnah­ men anregen wird.»

www.nova-institute.eu

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KUNSTSTOFF XTRA

Werkstoffe

Verfahrensentwicklung für Schmelzspinnen, Spritzguss-Granulat und Folien

Faserverstärkt und recyclingfähig Das Fraunhofer IAP will ein Verbundmaterial entwickeln, das vollständig aus biobasierter Polymilchsäure (PLA) besteht und sich im Vergleich zu herkömmlichen Faserverbundwerkstoffen deutlich besser recyceln lässt.

Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) fördert die Entwicklung von Biowerkstoffen im Rahmen des Förderprogramms Nachwachsende Rohstoffe intensiv. Aktuell laufen über 100 Vorhaben, die eine grosse Bandbreite an Themen abdecken: vom im Meer abbaubaren Kunststoff bis zu naturfaserverstärkten Leichtbauteilen für den Automobilsektor. Die Vorhaben werden von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, dem für das Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe zuständigen Projektträger des BMEL, betreut.

PLA-Fasern des Fraunhofer IAP. (Bild: Fraunhofer IAP)

Einfacheres Recycling von Faserverbundkunststoffen

Fasern lassen sich am wirtschaftlichsten im Schmelzspinnverfahren herstellen.

PLA gehört zu den besonders vielversprechenden biobasierten Werkstoffen. Der weltweite Markt für dieses Polymer wächst jährlich um rund 10 Prozent. PLA kommt u. a. auch als Matrix in faserverstärkten Kunststoffen zum Einsatz. Bei diesen mechanisch belastbaren Kunststoffen sind Verstärkungsfasern in eine Kunststoffmatrix eingebettet.

Im Projekt des Fraunhofer IAP stehen nun diese Verstärkungsfasern im Fokus: «Wir entwickeln unsere PLA-Fasern weiter, um diese gemeinsam mit Partnern aus der Wirtschaft in den Industriemassstab zu überführen. Diese Fasern eignen sich hervorragend zur Verstärkung von PLA-Kunststoffen. Der so entstehende, sich selbst verstärkende Einkomponenten-Verbundwerkstoff verspricht grosse Vorteile beim Recycling. Da die Faser und die Matrix aus PLA chemisch identisch sind, sind aufwändige Trennschritte nicht nötig», erklärt Dr. André Lehmann, Experte für Fasertechnologie am Fraunhofer IAP. Bislang stand diesem Ansatz die relativ geringe Temperaturbeständigkeit von herkömmlichem PLA im Wege. Technische 18

Neuartige PLA-Fasern und -Folien sind thermisch stabiler Das Team des Fraunhofer IAP verwendet nun thermisch stabilere StereokomplexPLA (sc-PLA) für die Fasern. Der Begriff Stereokomplex bezeichnet dabei eine spezielle Kristallstruktur, die die PLA-Moleküle bilden können. Sc-PLA-Fasern besitzen einen um 40 bis 50 °C höheren Schmelzpunkt und überstehen damit den Einarbeitungsprozess in eine Matrix aus herkömmlichem PLA. Im Projekt entwickeln und optimieren die Forscherinnen und Forscher einen Schmelzspinnprozess für scPLA-Filamentgarne. Partner in diesem Arbeitspaket ist die Trevira GmbH, Hersteller technischer und textiler Faser- und Filamentgarnspezialitäten, die u. a. von Automobilzulieferern und Objektausstattern nachgefragt werden. Als zweites ist die Entwicklung eines Herstellungsverfahrens für sc-PLA-verstärkte Flachfolien geplant.

An dieser Aufgabe beteiligt sich der internationale Klebeband-Hersteller tesa SE, der die Eignung der sc-PLA-Folien als Klebefolie prüfen wird. In einem dritten Arbeitspaket wird das Fraunhofer IAP die Fi-

lamente schliesslich im Doppelpultrusionsverfahren zu einem Granulat verarbeiten, das sich zum Spritzguss eignet.

Biobasierte Lösungen für Automobil- und Textilindustrie Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Dr. André Lehmann sind sicher, dass der selbstverstärkte PLA-Werkstoff viele neue Anwendungsgebiete erobern kann. Schon heute signalisieren die Automobil- und die Textilindustrie Interesse an biobasierten Materialien, die sich zudem auch besser recyceln lassen.

Preislich wäre PLA hier schon jetzt wettbewerbsfähig, nun soll das Material auch technisch fit für die neuen Aufgaben gemacht werden.

Professor Alexander Böker, Leiter des Fraunhofer IAP, sagt: «Die stetig wachsende Nachfrage der Industrie nach nachhaltigen Lösungen unterstreicht, wie wichtig die Entwicklung biobasierter und zugleich hoch leistungsfähiger Materialien ist. Mit unserer Forschung treiben wir zudem den Aufbau einer nachhaltigen und funktionierenden Kreislaufwirtschaft aktiv voran und begrüssen die Unterstützung durch den Bund daher sehr.» www.fnr.de n 7–8/2021

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Werkstoffe

Neuartige Flammschutzmittel reduzieren Gefahren durch freigesetzte CFK-Fasern

Weniger Risiko im Brandfall Forschende des Fraunhofer LBF und des Wehrwissenschaftlichen Instituts WIWeB entwickelten neuartige Flammschutzmittel, die einen effizienten Flammschutz bieten und keine Fasern mit kritischen Dimensionen innerhalb realistischer Brandzeiten entstehen lassen.

Im Fokus des gemeinschaftlichen Forschungsprojektes von Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuver­ lässigkeit LBF und Wehrwissenschaftlichem Institut für Werk- und Betriebsstoffe WIWeB standen insbesondere kohlenstoff­ faserverstärkte Epoxidharze, die als Leichtbaumaterialien mit optimierten mechanischen Eigenschaften im Fahrzeug-, Flugzeug- oder Schiffsbau Anwendung finden.

Besonders im Flugzeug ist das Material starken Belastungen ausgesetzt und muss hohen Ansprüchen gerecht werden. Gleiches gilt für den geeigneten, effizienten Flammschutz des Materials.

Erstmals Faserschutz im Blick In dem Forschungsprojekt wurde erstmals neben den hohen Anforderungen des modernen, effizienten Flammschutzes auch der Faserschutz bei Einwirkung hoher Temperaturen adressiert. Zunächst testete das Forscherteam die Einarbeitung kommerzieller halogenfreier Flammschutzmittel in die Epoxidharzmatrix auf Flamm- und Faserschutz sowie die Auswirkungen auf die Materialeigenschaften. Dadurch liessen sich Flamm- und Faserschutzmechanismen sowie mögliche Synergismen untersuchen und beschreiben. Auf Basis dieser Ergebnisse synthetisierten die Forschenden massgeschneiderte Flammschutzmittel auf Basis phosphorhaltiger Polyacrylamide. Dazu gehörte auch eine aufwändige Syntheseoptimierung.

Die neuartigen Flammschutzmittel verfügen über mehrere Vorteile: Die polymere Struktur verhindert das Leaching, einen starken Weichmachereffekt und hat weniger negative Einflüsse auf die thermische Stabilität oder mechanischen Eigenschaften. Phosphorhaltige Flammschutzmittel gelten als gesundheitlich unbedenklich und setzen bei der Verbrennung weniger 7–8/2021

Mit Grossbrandversuchen wies das WIWeB die Faserfreisetzung von Fasern mit kritischen Dimensionen nach. (Bild: WiWeB)

toxische Gase frei als beispielsweise halogenhaltige Flammschutzmittel. Dank des Baukastenprinzips, in dem Ausgangsmaterialien und Prozessführung bei der Synthese wählbar sind, lassen sich der Flammschutzmechanismus und die Material­ eigenschaften massschneidern.

Gesundheitsgefahr erfolgreich eingedämmt Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass die neuartigen Flammschutzmittel einen effizienten Flammschutz bieten und keine Fasern mit kritischen Dimensionen innerhalb realistischer Brandzeiten entstehen. Somit konnte die Gesundheitsgefahr durch lungengängige Faserbruchstücke beim Abbrand von CFK-Material erfolgreich eingedämmt werden. Die Flammschutzmittel sind weiterhin für die Prozessierbarkeit in Injektionsverfahren bei der Herstellung von CFK geeignet, die mechanischen und thermischen Eigenschaften der beinhaltenden CFK werden nicht

negativ beeinflusst und die technische Umsetzbarkeit ist unter anderem durch den niedrigen präparativen Aufwand in hohem Masse gegeben.

Bei ihren Untersuchungen konnten die Forschenden auf das im Fraunhofer LBF vorhandene umfangreiche Know-how im Bereich des halogenfreien Flammschutzes von Epoxidharzen und faserverstärkten Werkstoffen sowie der Synthese von massgeschneiderten Flammschutzmitteln zurückgreifen. Die Zusammenarbeit von Fraunhofer LBF und WIWeB war besonders wichtig, da dort Analyse- und CFK-Fertigungsmethoden zur Verfügung gestellt werden konnten, die am Fraunhofer LBF nicht verfügbar waren. Das Projekt erschloss mit dem Faserschutz ein neues Gebiet der Forschung und wird mit weiteren kooperativen Untersuchungen fortgeführt.

www.lbf.fraunhofer.de

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KUNSTSTOFF XTRA

Werkstoffe

Kombinierte Folien und Platten tragen heute den umfassenden Qualitätsanforderungen in der Lebensmittelindustrie Rechnung.

(Bild: Tec-Joint/iStock_GCShutter)

NBR-basierte Materiallösungen

Kombinierte Folien für die Lebensmittelindustrie Um die komplexen Anforderungen der Lebensmittelindustrie FDA-konform zu erfüllen, kombiniert Tec-Joint NBR 50 blau Shore A-Platten und -Folien mit Aramid- oder Glasgeweben.

Mit diesen Kombinationen lassen sich ganz unterschiedliche Anforderungen in der Lebensmitteltechnik wirtschaftlich erfüllen – von Dichtungen bis zu Transportbändern. Aramidgewebe dienen zum Beispiel einer höheren Zugfestigkeit und Glasgewebe einer höheren Temperaturbeständigkeit. Grundsätzlich erfüllen alle Lösungen die in der Lebensmittelindustrie länderspezifisch geforderten Standards. So ist etwa für Anlagen in den USA eine FDAKonformität gefordert. Im Kern geht es bei diesen Regularien darum, dass die in diesen Anlagen eingesetzten Materialien gesundheitlich unbedenklich sowie geschmacks- und geruchsneutral sind und selbst bei intensiver Nutzung keine Inhaltsstoffe an die Lebensmittel abgeben. Dies gilt auch im Zusammenhang mit den in der Lebensmittelindustrie üblichen, materialbelastenden Reinigungsprozeduren. Die eingesetzten Materialien für z. B. Dichtungen und Transporteinrichtungen müssen 20

hier über sehr lange Zeiträume beständig bleiben, denn die Anlagenverfügbarkeit und Wartungsarmut spielt in dieser Branche eine immer grössere Rolle.

Immer weniger Standard Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) oder auch Nitrilkautschuk hat sich als Werkstoff für die genannten Aufgabenstellungen bewährt. Er ist beständig gegen Alkohole, pflanzliche und tierische Öle und Fette, verdünnte Säuren und Laugen sowie heisses Wasser bis 80 °C. Darüber hinaus hat NBR gute mechanische Eigenschaften wie eine hohe Abriebfestigkeit, eine hohe Zug- und Reissfestigkeit und einen geringen Druckverformungsrest. Er ist gas- und luftundurchlässig, lädt sich kaum elektrostatisch auf und ist generell im Temperaturbereich von -30°C bis +120°C beständig.

Wie in vielen Branchen, gibt es auch in der Lebensmitteltechnik immer weniger «Standard». Bei Projekten sind deshalb alle Pro-

zessparameter genau und systematisch zu analysieren. Zentrale, zu beantwortende Fragen sind: Welches sind die Kontaktmedien, welche Temperaturschwankungen gibt es, welche Drücke und mechanischen Belastungen fallen an, wie und womit wird gereinigt und welche Standzeiten sind gefordert? Bei der Wahl des letztlich sinnvollsten Werkstoffs greift Tec-Joint dann meist auf das zuverlässige und bewährte NBR oder einen anderen passenden Werkstoff zurück und kombiniert diesen bei Bedarf mit speziellen, den jeweiligen Erfordernissen entsprechenden Geweben und anderen Funktionsschichten. So sind inzwischen 0,5 bis 6 mm dicke Lösungen entstanden, die den Anforderungen von heute und morgen Rechnung tragen und einen wirtschaftlichen Anlagenbetrieb unterstützen.

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KUNSTSTOFF XTRA

Verfahrenstechnik

Erweiterte verfahrenstechnische Möglichkeiten durch generative Fertigung (2)

Mischschlauchköpfe neu konstruiert Extrusionswerkzeuge, die generativ im selektiven Laserschmelzverfahren (SLM) hergestellt wurden, sind inzwischen für unterschiedliche Anwendungen sowohl in Entwicklungslaboren als auch in der Produktion erfolgreich getestet worden. Im 1. Teil des Beitrags (erschienen in KunststoffXtra 6/2021) erläuterte der Autor die Vorteile der generativen Fertigung von Mischschlauchköpfen. Im folgenden 2. Teil werden spezielle Lösungen der Mischschlauchköpfe vorgestellt.

Dr.-Ing. Heinz Gross ¹ Bei konventionellen Köpfen ist es Stand der Technik die Düse zum Optimieren der Wanddickenverteilung mit Hilfe von radial angeordneten «Zentrierschrauben» senk­ recht zur Extrusionsrichtung zu verschie­ ben. Dabei entsteht zwangsläufig be­ reichsweise eine nicht erwünschte Unste­ tigkeitsstelle im Fliesskanal. Im Gegensatz dazu besitzt der neu konzipierte Misch­ schlauchkopf ein patentiertes Kippgelenk, mit dem die Düse über axial angeordnete Kippschrauben zum Justieren relativ zur Mittelachse des Mischschlauchkopfs ge­ kippt werden kann. Sowohl beim konven­ tionellen Verschieben als auch beim Kip­ pen der Düse wird der Fliesskanalspalt am Ende der Düse auf einer Seite verringert, dafür aber auf der gegenüberliegenden Seite um das gleiche Mass vergrössert.

Beim Verstellen dieser Kippdüse entsteht hingegen keine Unstetigkeitsstelle im Fliesskanal, an der die Schmelze hängen bleiben kann. Die Kippdüse kann zusätz­ lich auf Grund der speziellen Kon­s truktion immer nur exakt zentrisch montiert wer­ den. Sie muss somit beim Neuanfahren eines Mischschlauchkopfs nicht mehr vor­ zentriert werden. Der Anlagenbediener startet damit immer exakt von einer iden­ 1

Dr.-Ing. Heinz Gross, Rossdorf (D)

Bild 5: Seitenansicht eines Mischschlauchkopfs mit einer konventionellen massiven Düse und einem Flanschbund sowie einem definierten Spalt zwischen der Düse und dem Mischschlauchkopf zum Begrenzen des Kippwinkelspalts zwischen der Düse und dem Mischschlauchkopf zum Schutz vor einer Beschädigung des Kippgelenks. (Bilder: Heinz Gross)

tischen, zentrischen Düsenposition, wenn er zum Optimieren der Wanddickenvertei­ lung die Düse justiert. Er kann dann die Düse sehr zielgerichtet relativ zum Dorn verstellen, da er über den Drehwinkel und die Gewindesteigung der Kippschraube immer genau weiss, um wie viel er den Düsenspalt gekippt bzw. verstellt hat. Er

kann auch jederzeit eine Position, die vor einem Stellvorgang existierte, mit dem nicht das gewünschte Ergebnis erzielt worden ist, reproduzieren. Eine für ein spezifisches Produkt einmal gefundene optimale Düsenposition kann im Produk­ tionsprotokoll festgehalten und bei jedem Neustart direkt wieder eingestellt werden.

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DIE EINHEIT FÜR ERFOLG

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Verfahrenstechnik

Damit lässt sich der Anfahrprozess be­ schleunigen, der Anfall von Anfahrmaterial vermindern und die Kapazität der Anlage erhöhen. Die Kippdichtung kann durch versehentliches zu starkes Kippen nicht beschädigt werden. Um das zu verhindern, ist die Kippgelenkscheibe mit Hilfe von speziellen Schulter-Passschrauben an die Verstellscheibe angeschraubt. Auf diese Weise wird ein definierter Spalt zwischen der Kippgelenkscheibe und der Verstell­ scheibe erzeugt, der den mit den Kipp­ schrauben erreichbaren Kippwinkel me­ chanisch begrenzt, sodass die Kipp­ dichtung vor einer Beschädigung durch eine Fehlbedienung geschützt ist (Bild 5).

Flexringhülse zur weiteren Verringerung der Wanddickentoleranzen Durch das radiale Verschieben der Düse können allerdings nur symmetrische Wanddickendifferenzen verringert werden.

Nach dem konventionellen Justieren der Düse verbleiben in der Regel aber noch lokal begrenzte Dickenunterschiede über dem Umfang übrig, die nicht durch das konventionelle Verschieben bzw. durch ein Kippen der Düse eliminiert werden kön­ nen. Diese lassen sich aber über eine lokal begrenzte Veränderung des Fliesska­ nalspalts reduzieren. Ein über einen be­ grenzten Umfangsbereich vorhandenes Übermass in der Wanddicke lässt sich be­ kämpfen, ohne dass die über dem restli­ chen Umfang vorhandene Spaltweite der Düse dabei zwangsläufig auch mit verän­ dert werden muss. Dazu lässt sich die Flexringhülse mit Hilfe von radial über dem Umfang angeordneten Stellschrau­ ben rein linear elastisch lokal begrenzt verformen. Darüber kann der Fliesska­ nalspalt am Ende der Düse genau in dem Bereich, in dem die Wanddicke verringert werden muss, zugestellt werden. Dabei bleibt aber, im Gegensatz zum konventio­ nellen Justieren, der restliche Fliesska­ nalspalt in den Bereichen, in denen der produzierte Schlauch bereits die Sollwand­ dicke besitzt, unverändert. Auf diese Wei­ se können Dickentoleranzen erreicht wer­ den, die bisher nicht realisierbar waren. Da dafür in der Praxis bereits geringste lokale Zustellungen ausreichen, besitzen die Schrauben zur lokalen elastischen Defor­ mation der Flexringhülse ein Feinstgewin­ 22

KUNSTSTOFF XTRA

Stütz- und der Kühlluft, sondern zwei Bohrungen, über die die Luftschläuche di­ rekt an den Mischschlauchkopf ange­ schlossen werden. Bei einem Wechsel des Mischschlauchkopfs müssen diese Verbin­ dungen dann allerdings wieder gelöst werden. Unten ist dagegen ein Misch­ schlauchkopf mit einem vorteilhaften Schraubanschluss und einer auf der Stirn­ seite befindlichen geteilten Ringnut zum Einleiten der Stütz- und der Kühlluft zu sehen.

Bild 6: Flexringdüse (Durchmeser 50 mm) mit 28 Stellschrauben, bei der der Flexring mit Hilfe der Schraube Nr. 5 lokal begrenzt verformt worden ist.

de mit einer Gewindesteigung von nur 0,2 mm. Über dem Umfang der Flexring­ hülse sind nur deshalb sehr viele Stell­ schrauben (Bild 6) angeordnet, weil damit die Wahrscheinlichkeit gross ist, dass sich möglichst genau in dem Bereich, in dem eine zu dicke Wand bekämpft werden soll, auch Stellschrauben befinden. Alle übrigen Schrauben der Flexringdüse müssen folg­ lich zur Verbesserung der Dickentoleranz nicht betätigt werden, wenn die Wanddi­ cke des Schlauchs nur in einem einzigen begrenzten Bereich optimiert werden muss.

Individuell auslegbare Köpfe In vielen Extrusionsbetrieben existiert eine relativ grosse Skepsis gegenüber neuen Konzepten. Man ist ja Marktführer und ver­ traut deshalb lieber auf alt bewährte Lö­ sungen. Deshalb gibt es auch Kunden, die nach wie vor ihren konventionellen Flansch bevorzugen und die dafür in Kauf nehmen, dass die Luftleitungen an die Düse angeschlossen werden müssen. Es gibt auch Kunden, die sich mit den vielen Stellschrauben einer Flexringhülse nicht anfreunden können. Auch für diese Kun­ den kann natürlich ein vorteilhafter gene­ rativ hergestellter Mischschlauchkopf massgeschneidert werden. Der in Bild 7 (oben) gezeigte Mischschlauchkopf besitzt auf ausdrücklichen Wunsch des Kunden keine Flexringdüse und auch kein Gewin­ de zum Anschrauben der Düse an den Flansch. Dieser Mischschlauchkopf besitzt auch keine Ringnut zum Einleiten der

Stufenlose Düsenspaltverstellung bei laufender Extrusion Bei der Schlauch- und Rohrextrusion ist es Stand der Technik, Düsen einzusetzen, die am Ende eine mehr oder minder lange Parallelzone besitzen, um das Schwellen der Schmelze beim Austritt aus der Düse zu begrenzen. Dies hat aber den Nachteil, dass es bei der Auslegung einer Düse für eine neue Schlauch- oder Rohrgeometrie schwierig ist, auf Anhieb genau den für das Produkt optimalen Düsendurchmesser und den optimalen Düsenspalt zu treffen.

Verwendet man hingegen Düsen, die am Ende einen konischen Fliesskanal besit­ zen, so wie es sich seit Jahrzehnten im Bereich des Extrusionsblasformens be­ währt hat, dann kann beim Einfahren des neuen Produkts sowohl der Düsendurch­ messer als auch der Düsenspalt bei lau­ fender Anlage stufenlos optimiert werden.

Dafür ist es natürlich erforderlich, dass die Düse axial verschoben werden kann. Des­ halb weist der Mischschlauchkopf eine Gewindehülse auf, die zwei gegenläufige Gewinde besitzt. Damit kann die in die Kippgelenkscheibe eingeschraubte Düse gegenüber dem Dorn axial verschoben

Bild 7: Zwei generativ hergestellte Mischschlauchköpfe für zwei Kunden, die entsprechend der unterschiedlichen Anforderungen konzipiert worden sind.

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werden. Beim Verschieben der Düse bleibt sowohl die mit Hilfe der Kippschrauben optimierte Düsenspaltsituation als natür­ lich auch die Einstellung der Flexringhülse unverändert. Bild 8 zeigt den aus der Düse herausgefahrenen konischen Dorn.

Wird im Verlauf der Zeit durch eine Opti­ mierung der Verfahrensparameter die Pro­ duktionsgeschwindigkeit erhöht, so kann auch der Austrittsspalt der Düse einfach und schnell bei laufender Anlage an die neue Abzugsgeschwindigkeit angepasst werden. Grössere Liniengeschwindigkeiten oder aber kürzere Anlagenlängen können mit dem entwickelten Mischschlauchkopf realisiert werden, indem die Schmelze mit Hilfe der in der Gehäusewand des Misch­ schlauchkopfs spiralförmig verlaufenden Kühlspirale bereits im Mischschlauchkopf gekühlt wird. Auch beim Blasformen kön­ nen auf diese Weise die Zykluszeiten wei­ ter reduziert werden und damit die Ferti­ gungskosten der produzierten Hohlkörper weiter verringert und die Kapazität der Anlage erhöht werden.

Besonders vorteilhaft ist diese Lösung, wenn mit dem Mischschlauchkopf ge­ schäumte Produkte hergestellt werden sollen. Köpfe, mit denen zum Schäumen eine Schmelze verarbeitet wird, die ein Treibmittel enthält, werden in aller Regel mit Öl gekühlt. Dabei ist es bei einer kon­ ventionellen abtragenden Bauweise nicht so einfach, Kanäle so einzubringen, dass einerseits die Kanäle absolut dicht sind, und dass andererseits auch eine homoge­ ne Temperierung des Mischschlauchkopfs sichergestellt ist. Bei dem adaptiv herge­ stellten Mischschlauchkopf kann der in der Aussenwand des Mischschlauchkopfs be­ findliche spiralförmig verlaufende Kanal zur gleichmässigen Temperierung bezie­ hungsweise natürlich auch zur Kühlung mit Öl beaufschlagt werden. Da es inner­ halb des Mischschlauchkopfs keine Trenn­ ebenen gibt, besteht auch keine Gefahr, dass Leckagen auftreten können. Um den für den Schaumprozess optimalen Druck­ verlauf zu realisieren, besitzen auch Köpfe zum Schäumen einen konischen Fliesska­ nalspalt am Ende der Düse, um zur Opti­ mierung des Schäumprozesses bei kon­ stantem Massedurchsatz den Druck im Fliesskanal durch die Veränderung des Austrittspalts an der Düse stufenlos ver­ stellen zu können. Auch diese Funktion ist

Verfahrenstechnik

in jedem Mischschlauchkopf, der ein Kipp­ gelenk besitzt, automatisch vorhanden.

Natürlich ist die Verschiebefunktion und der konische Fliesskanalspalt rein optional.

Wenn ein Rohrhersteller weiterhin einen parallelen Fliesskanal am Ende der Düse bevorzugt, weil er beispielsweise den in vielen Jahren optimierten Austrittsspalt nicht verändern möchte, so kann natürlich auch ein adaptiv hergestellter Misch­ schlauchkopf mit der gewünschten ver­ trauten Fliesskanalgeometrie hergestellt werden.

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Prinzipiell können natürlich auch Misch­ schlauchköpfe für grössere Rohrdimensio­ nen in gleicher Weise vorteilhaft adaptiv hergestellt werden. Da allerdings die Mar­ gen in der Rohrextrusion in Deutschland inzwischen nicht mehr gerade üppig sind, und da die Rohrhersteller in aller Regel bereits für alle zu fertigenden Rohrdimen­ sionen Köpfe besitzen, fällt es natürlich schwer, sich dazu durchzuringen, einen vorhandenen funktionsfähigen Kopf durch

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Mischschlauchköpfe für grössere Rohrdurchmesser

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Verfahrenstechnik

Schlauchdurchmesser bereits bewährt hat.

Da hilft es ebenso wenig, dass ein adapti­ ver Kopf auf Grund des zur Herstellung erforderlichen minimalen Materialeinsat­ zes letztlich erheblich schneller und vor allem auch kostengünstiger hergestellt werden kann.

Kontakt Dr.-Ing. Heinz Gross Kunststoff-Verfahrenstechnik Ringstrasse 137 D-64380 Rossdorf +49 6154 6952-40 www.gross-k.de

Bild 8: Konischer Dorn, der zur Einstellung des maximal möglichen Düsenspalts weit aus der Düse herausgefahren wurde.

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einen neuen vermeintlich besseren Misch­ schlauchkopf zu ersetzen. Dies insbeson­ dere, da natürlich die Kosten für grössere Köpfe auch höher sind als die für kleinere Schlauchköpfe. Die Situation, dass aus welchen Gründen auch immer tatsächlich ein neuer Kopf beschafft werden muss, tritt nur noch extrem selten auf. Und selbst dann fällt es schwer, sich für einen rein theoretisch besseren Mischschlauchkopf, mit dem allerdings bei der Herstellung von Rohren, die einen grösseren Durchmesser besitzen, noch keine Praxiserfahrungen vorliegen, zu entscheiden. Da hilft es auch wenig, dass sich das Mischschlauchkopf­ konzept im Bereich kleinerer Rohr- und

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Verbindungstechnik

Erweiterung der Fügetechnologie

Mit Vibration schweissen Die Fügetechnologie zählt zu den Schlüsseltechnologien in Deutschland. Häufig entscheidet die Qualität der Fügetechnologie als einer der letzten Produktionsschritte, ob ein Produkt für seine endgültige Anwendung verwendet werden kann oder die gesamte Wertschöpfungskette zunichtemacht. Eine Lösung könnte das Vibrationsschweissen sein.

Eine grosse Herausforderung beim Fügen ist die zunehmende Materialienvielfallt sowie die stetig steigenden Anforderungen an die Bauteile und damit auch an die Fügeverbindung. Vernetztes Polyethylen (PE-X) ist hierbei eine besonders anspruchsvolle Materialklasse. Durch Vernetzungsgrade von bis zu 85 % ist Schweissen mittels klassischem und weitverbreitetem Heizelementschweissen nur bedingt möglich. Ein weiteres Problem: Oftmals müssen die Materialien Jahrzehnte halten – etwa in der in der Rohrbranche. Das ist jedoch mit dem Heizelementschweissen bei PE-X kaum zu erreichen.

Einen neuen Lösungsansatz bietet hier das Vibrationsschweissen. Dieses Schweissverfahren kann durch unterschiedliche Bewegungsführungen (z. B. linear, biaxial oder Rotation) für eine Vielzahl an Bauteilgeometrien und Materialien eingesetzt werden. Erste Vorversuche zeigten hier sehr vielversprechende Ergebnisse bezüglich der Schweissnahteigenschaften von vernetzten Polyethylen-Rohren.

In einem Forschungsvorhaben zur «Untersuchung des Anwendungspotenzials des Vibrationsschweissens von vernetztem Polyethylen und dessen Langzeitverhalten» (VIB-PEX) wird diese Fügetechnologie wissenschaftlich untersucht. Ziel ist es, ein grundlegendes und detailliertes Verständnis der Wirkzusammenhänge zwischen

Mittels Vibration geschweisstes PE-Xa-Rohr, D110, mit 85 % Vernetzungsgrad (links) und mikroskopische Betrachtung der Schweissnaht (rechts). (Bild: SKZ)

dem Vernetzungsgrad, dem Vibrationsschweissprozess und den daraus resultierenden Kurz- sowie Langzeiteigenschaften von vernetztem Polyethylen zu erreichen.

SKZ und LKT mit gemeinsamem Forschungsprojekt Das Kunststoff-Zentrum (SKZ) in Würzburg arbeitet hierzu gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Kunststofftechnik (LKT) der Universität Erlangen-Nürnberg zusammen.

Das IGF-Vorhaben (21561 N/2) der Forschungsvereinigung (Kunststoff-Zentrum (FSKZ e. V.)) wurde über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung (AiF)

im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Das Projekt wurde am 1. Januar 2021 mit einer Laufzeit von zwei Jahren gestartet.

Interessierte Firmen sind gerne eingeladen, kostenfrei weitere Informationen zum Vorhaben zu erhalten und können gerne Kontakt zu einem der beiden Forschungseinrichtungen aufnehmen. www.skz.de

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Masterbatch und Compounds 7–8/2021

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Verbindungstechnik

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Neue Verbindungstechnik am IWK

Reibrührschweissen von Kunststoffen Dem Fachbereich Verbindungstechnik des IWK stehen verschiedene Schweisstechnologien wie Laserschweissen, Ultraschallschweissen oder Heissplattenschweissen zur Verfügung. Um diese Kompetenzen weiter zu vergrössern, werden im Rahmen von internen aF&E Projekten oder Semester-, Bachelor- und Masterarbeiten regelmässig innovative Füge- und Schweissverfahren untersucht und weiterentwickelt. Im Rahmen einer Masterarbeit wurde so im Herbstsemester 2020 ein Projekt zum Thema «Reibrührschweissen von Kunststoffen» durchgeführt.

Das Reibrührschweissen zählt zu den Reibschweissverfahren. Im Gegensatz zu den meisten anderen Reibschweissverfah­ ren wird beim Reibrührschweissen die Reibung nicht durch eine Relativbewegung der beiden Fügeteile erzeugt. Diese ent­ steht zwischen einem verschleissfesten, rotierenden Werkzeug und den zu ver­ schweissenden Werkstücken. Ursprünglich stammt der Prozess aus der Metallindus­ trie. Das Verfahren wird industriell zum Schweissen von Aluminium- und Magne­ siumlegierungen eingesetzt. Damit können gut reproduzierbare und hochfeste Schweissverbindungen erzeugt werden.

In der jüngeren Vergangenheit wurde ver­ sucht, das Reibrührschweissen in verschie­ dene Richtungen weiterzuentwickeln. Es war das Ziel, unterschiedliche Materialien miteinander zu verbinden, wie beispiels­ weise Aluminium- und Magnesiumlegie­ rungen. Ausserdem wurde versucht den Prozess des Reibrührschweissens auf ther­ moplastische Polymere zu erweitern. Die­ ser Ansatz sollte auch in einer am IWK durchgeführten Masterarbeit weiterverfolgt werden.

Grundlagen des Reibrührschweissens In dem im Bild 1 dargestellten Beispiel, werden zwei Substrate in Form von Plat­ ten miteinander auf Stoss verschweisst.

Während des Schweissprozesses rotiert Stefan Rutzer und Prof. Dr. Pierre Jousset, IWK Institut für Werkstoff­ technik und Kunststoffverarbeitung, OST Ostschweizer Fachhochschule, Rapperswil-Jona

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Bilder: IWK

Stefan Rutzer und Prof. Dr. Pierre Jousset ¹

Bild 1: Prinzip des Reibrührschweissens (links: Ansicht von oben, rechts: isometrische Ansicht)

das Werkzeug um die eigene Achse und führt gleichzeitig eine Vorschubbewegung in Schweissrichtung aus. Dabei wird das Substratmaterial vor dem Werkzeug ge­ schert und es entsteht Reibung, wodurch sich der thermoplastische Kunststoff er­ wärmt. Das erwärmte und plastifizierte Material wird in die Schweisszone hinter das Werkzeug gedrängt und verrührt. Da­ her hat das Verfahren den Namen Reibrührschweissen.

Im Normalfall besteht das Werkzeug aus zwei grundsätzlichen Komponenten (Bild 1). Zum einen aus der Werkzeug­ schulter, welche verhindert, dass das Sub­ stratmaterial oben aus der Schweissstelle gedrückt wird und das Volumen hinter dem Werkzeug nicht gefüllt werden kann.

Zusätzlich entsteht zwischen Schulter und Substrat Reibung, welche für einen zusätz­ lichen Wärmeeintrag in die Werkstücke sorgt. Zum anderen besteht das Werkzeug aus dem Pin, welcher die Aufgabe hat, das Material zu scheren und zu rühren. Dazu ist der Pin oft mit verschiedenen Kerben, Rillen und weiteren Geometrien versehen.

Die Schweisszone kann in drei Bereiche aufgeteilt werden (Bild 1). Einerseits die

Schweisszone selber, in welcher die bei­ den Substratmaterialien gemischt vorlie­ gen. Andererseits besteht die Schweiss­ zone aus zwei Grenzflächen zu den jeweiligen Substraten. Diese Grenzflächen werden in vorlaufende und rückläufige Seite der Schweisszone unterschieden. Im englischen Sprachgebrauch werden diese als «advancing» respektive «retreating side of the weld» bezeichnet.

Den grössten Einfluss auf den Prozess ha­ ben die Parameter Vorschubgeschwindig­ keit und die Drehzahl des Werkzeugs.

Diese müssen genau aufeinander abge­ stimmt werden, um ein gutes Schweiss­ ergebnis zu erhalten. Während des Schweissprozesses muss eine grosse Vor­ schubkraft aufgebracht werden, um das Werkzeug durch die Bauteile zu drücken.

Es muss zusätzlich auch eine Kraft in Achsrichtung des Werkzeugs aufgebracht werden, damit die Werkzeugschulter in Kontakt mit der Werkstückoberfläche bleibt. Diese Kraft in Achsrichtung hat ei­ nen grossen Einfluss auf den Wärmeein­ trag in die Schweisszone und ist unter anderem entscheidend für ein optimales Schweissergebnis.

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KUNSTSTOFF XTRA

Bild 2: Versuchsaufbau

Versuchsaufbau Für die Versuche, bei welchen zwei Platten miteinander verbunden werden sollen, muss das Werkzeug eine geradlinige Be­ wegung ausführen und gleichzeitig ro­ tieren. Daher wird für die Versuche eine Deckel FP4M Universalfräsmaschine ver­ wendet. Bei dieser Maschine kann die Spindeldrehzahl zwischen 50 min -1 und 2500 min -1 angepasst werden. Mit einem Arbeitsbereich in der X-Ache von 500 mm und in der Y- und Z-Achse von 400 mm ist die Maschine für die ersten Versuche aus­ reichend. Zusätzlich kann auch der Vor­ schub zwischen 8 mm/min und 630 mm/ min gewählt werden. Es wird ein passen­ des Weldon-Spannfutter beschafft, wel­ ches als Schnittstelle zwischen der Werk­ zeugmaschine und dem für die Versuche eingesetzten Werkzeug verwendet wird.

Um die Kräfte während des Reibrühr­ schweissens zu analysieren wird ein Mehr­ komponenten-Dynamometer Typ 9255C der Firma Kistler verwendet. Das Gerät hat in X- und in Y-Richtung (in der Schweiss­ ebene) einen Messbereich von -30 kN bis +30 kN. In Z-Richtung (normal zur Schweiss­ebene) können Kräfte in einem Bereich von -10 kN bis +60 kN gemessen werden. Die vier piezoelektrischen 3-Kom­ ponenten-Kraftsensoren ermöglichen es, die drei orthogonalen Komponenten der Bearbeitungskraft während des Schweiss­ vorgangs zu messen und auszuwerten.

Aufgrund dieser Messungen wird die Werk­ zeuggeometrie beurteilt und optimiert.

Um die Temperatur der Substrate und des Werkzeugs während des Versuchs zu be­ stimmen und zu vergleichen wird eine Wärmebildkamera der Firma Micro-Epsilon verwendet. Im Bild 2 ist die Anordnung der Wärmebildkamera bei den Versuchen dargestellt.

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Verbindungstechnik

Bild 3: Erstes Versuchswerkzeug

Mithilfe der Spannvorrichtung werden die Substrate auf dem Dynamometer befes­ tigt. Die Substrate haben eine Länge von 80 mm und eine Breite von 200 mm. Die Breite der Substrate entspricht der Länge, welche geschweisst werden kann.

Prüfungen und Untersuchungen Die geschweissten Substrate werden auf verschiedene Arten untersucht. Einerseits wird die Festigkeit der Schweissverbindung geprüft. Andererseits wird die Schweissver­ bindung optisch untersucht, um Rück­ schlüsse auf den Schweissprozess zu ziehen. Für die unterschiedlichen Untersu­ chungen stehen am IWK verschiedene Ma­ schinen und Geräte zur Verfügung.

Mithilfe der Zugversuche wird die statische Festigkeit der Schweissverbindungen ge­ prüft. Dies ist ein sehr wichtiges Kriterium zur Beurteilung der Schweissverbindung.

Bei den Versuchen werden zwei Substrate mit den Abmessungen 80 mm x 200 mm zu einer Platte mit der Abmessung 160 mm x 200 mm verschweisst. Aus die­ sen Platten werden rechteckige Zugstäbe mit den Abmessungen 25 mm x 160 mm herausgeschnitten und anschliessend ge­ prüft. Aus jeder Versuchsplatte werden fünf Zugstäbe geschnitten, damit auch die Streuung und die Wiederholbarkeit der Versuche beurteilt werden kann.

Im Analytikbereich des IWK stehen meh­ rere Mikroskope und Schleifmaschinen zur Verfügung. Mithilfe dieser kann die Struk­ tur der Schweissstellen genauer analysiert werden, um Rückschlüsse auf den Schweissprozess und auf die Festigkeit der Schweissverbindung zu ziehen. Einerseits können mit den Geräten die Enden der gesägten Prüfkörper geschliffen und unter dem Mikroskop im Auflicht beurteilt wer­ den. Dadurch lassen sich Fehlstellen in der

Schweissnaht relativ einfach ausfindig ma­ chen. Üblicherweise wird der Querschnitt mit immer feiner werdendem Schleifpa­ pier (220er-, 500er-, 800er- und 1200erSchleifpapier) auf der Tellerschleifmaschi­ ne geschliffen und anschliessend mit dem Mikroskop untersucht. Eine weitere Mög­ lichkeit zur optischen Untersuchung der Substrate bieten Dünnschliffe. Dafür wird eine Probe der Schweissnaht in einem kaltaushärtenden Harz eingegossen. An­ schliessend wird eine Seite der Probe gleich wie bei der Auflichtmikroskopie ge­ schliffen und die geschliffene Probe wird dann auf eine Glasplatte geklebt. Diese Probe auf der Glasplatte wird bis auf eine Dicke von 0.05 mm bis 0.1mm geschlif­ fen. Eine so präparierte Probe kann im Durchlicht betrachtet werden. Mithilfe ei­ nes Polarisationsfilters lassen sich so ein­ gefrorene Spannungen im Kunststoff sicht­ bar machen und die Kristallinität der Prüfkörper kann beurteilt werden. Auch können Glasfasern auf diese Weise sehr gut sichtbar gemacht werden.

Erste Versuche und Werkzeugkonzepte Es werden mehrere Werkzeuge gebaut, mit welchen unterschiedliche Substrate

Bild 4: Querschnitt der ersten Schweissversuche

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Verbindungstechnik

KUNSTSTOFF XTRA

Optimiertes Werkzeugkonzept

Bild 5: Werkzeugkonzept mit einer statischen Schulter

verschweisst werden. Zum einen werden PP-Platten miteinander verschweisst, zum anderen PA66-Platten mit einem Glasfa­ seranteil von 30 %. Bei den Versuchen werden unterschiedliche Werkzeugkon­ zepte untersucht, es werden die optimalen Prozessparameter für eine möglichst gros­ se Festigkeit der Schweissverbindung er­ mittelt und deren Einfluss auf die Prozess­ kräfte wird untersucht.

Im Bild 3 ist das Werkzeug für die ersten Versuche dargestellt. Es ist stark einem Werkzeug zum Reibrührschweissen von Metallen nachempfunden. Der Werkzeug­ pin hat eine Länge von 7 mm, da mit dem Werkzeug Platten aus PP mit einer Dicke von 8 mm geschweisst werden. Die Ker­ ben am Werkzeugpin sollen helfen, dass der plastifizierte Kunststoff nicht aus der Schweissstelle befördert wird.

Mit diesen ersten Versuchen kann gezeigt werden, dass die Drehzahl und die Vor­ schubgeschwindigkeit einen grossen Ein­ fluss auf das Schweissergebnis haben. Die besten Ergebnisse konnten mit einer Drehzahl von 2000 min -1 und einer Vor­

schubgeschwindigkeit von 25 mm/min erreicht werden. In den Zugversuchen konnte eine maximale Kraft von 2863 N erreicht werden, was einer Spannung von 14.3 N/mm2 oder 45 % der Festigkeit des Substratmaterials entspricht.

Im Bild 4 ist ein Querschnitt dieses Schweissversuchs abgebildet. Es ist zu er­ kennen, dass das Material im untersten Bereich der Schweisszone nicht verrührt wurde, dies ist auf die Länge des Pins zu­ rückzuführen, welcher nicht bis zum Grund der zu verschweissenden Platten reicht. In der Mitte ist ein sehr homogener Bereich erkennbar, in welchem das Mate­ rial der zwei Substrate verrührt wurde. Auf der Oberseite ist die Qualität der Schweissstelle noch zu verbessern. Es wurden einige Späne aus der Schweiss­ stelle befördert, dies führt zu einem Mate­ rialdefizit in der Schweisszone, was erklärt, wieso die Schweisszone nicht komplett gefüllt werden konnte. Ziel der weiteren Versuche ist es, diese Probleme zu lösen und so die Festigkeit der Verbindung wei­ ter zu verbessern.

Bild 6: Schliffbild der Schweissversuche mit statischem Schuh

Bild 7: Vergleich einer Schweissnaht, erstellt mit einer rotierenden Schulter (rechts) und einem stehenden Schuh (links)

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Im Laufe der Arbeit konnte gezeigt wer­ den, dass sich zum Reibrührschweissen von Kunststoffen, Werkzeugkonzepte mit einer statischen Schulter sehr gut eignen.

Damit konnte sowohl die Oberflächenqua­ lität an der Schweissstelle, als auch die Festigkeit der Schweissverbindung gestei­ gert werden. Beides ist darauf zurückzu­ führen, dass beim Schweissprozess weni­ ger Späne aus der Schweisszone befördert wurden. Bei Werkzeugkonzepten mit einer statischen Schulter rotiert nur der Pin des Werkzeugs; die Schulter führt keine Rota­ tionsbewegung, sondern nur die Vor­ schubbewegung aus. Im Bild 5 ist das erste Werkzeugkonzept mit einer stati­ schen Schulter aus PTFE abgebildet.

Mit der statischen Schulter konnten op­ tisch sehr ansprechende Schweissnähte erstellt werden. Auch die Festigkeit der Schweissstelle ist sehr gut. Die durch­ schnittliche Maximalkraft bei den Zugver­ suchen beträgt 5599 N. Dies entspricht einer Spannung von 28 N/mm2, was wie­ derum 89 % der Festigkeit der unbearbei­ teten Substrate entspricht. In Bild 6 ist ein Schliffbild dieser Versuche abgebildet. Es ist zu erkennen, dass die Schweisszone im Vergleich mit Bild 4 viel besser gefüllt wur­ de, und dass auf der Oberseite der Schweissstelle keine Späne zu erkennen sind. In Bild 7 ist dies ebenfalls sehr gut erkennbar.

Aufgrund der sehr guten Ergebnisse be­ züglich der Festigkeit, wird entschieden, das Werkzeugkonzept mit der statischen Schulter weiter zu optimieren. Mit dem optimierten Werkzeugkonzept, welches in Bild 8 dargestellt ist, können nicht nur Stumpfnähte, sondern auch Kehlnähte er­ stellt werden. Zusätzlich werden auch Ver­ suche mit glasfasergefüllten Substraten aus PA66 durchgeführt.

Mithilfe von Schliffbildern, kann gezeigt werden, dass das Reibrührschweissen von Kunststoffen vor allem bei Kunststoffbau­ teilen, welche mit Glasfasern verstärkt sind, sehr gut funktioniert und ein grosses Potenzial hat. Auf dem Schliffbild in Abbil­ dung 9 ist der Bereich, in welchem der Kunststoff plastifiziert wurde, gut zu erken­ nen. Bei einer näheren Betrachtung kann man jedoch feststellen, dass es eine durchgängige Glasfaserverstärkung auch über die Fügestelle hinweg gibt. Dies ist 7–8/2021

KUNSTSTOFF XTRA

Verbindungstechnik

Bild 8: Optimiertes Werkzeugkonzept zum Schweissen von Stumpfnähten (links) und Kehlnähten (rechts)

einzigartig beim Schweissen von Kunst­ stoffen.

Mögliche Anwendungsfelder und Weiterentwicklung Im Rahmen der am IWK durchgeführten Masterarbeit konnte das Potenzial der Technologie gut aufgezeigt werden. Für die weitere Fortsetzung des Projekts und die Weiterentwicklung des Verfahrens ist es hilfreich, wenn es konkrete Anwen­ dungsfelder in der Industrie gibt. Daher ist der Fachbereich Verbindungstechnik auf der Suche nach industriellen Partnern, welche einen konkreten Anwendungsfall für das Schweissverfahren haben und be­ reit sind, die Technologie, beispielsweise im Rahmen eines Innosuisse-Projekts, weiterzuentwickeln.

Mögliche Anwendungsfelder gibt es in ver­ schiedenen Bereichen: – Apparate- und Behälterbau. Meistens wird in diesem Bereich das Heissgas­ schweissen oder das Heissgasextrusi­

Bild 9: Schliffbild einer Schweissverbindung aus PA66-GF30

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onsschweissen eingesetzt. Zu den typi­ schen Anwendungsfeldern gehört der Tankbau, beispielsweise für die Galva­ nikindustrie, wo Kunststoffe entschei­ dende Vorteile gegenüber Metallen haben.

– Ein weiteres interessantes Gebiet wäre die maritime Industrie, wo Boote, Flos­ se und Schwimmstege aus Kunststoff gefertigt werden und mittels Heissgas­ schweissen verbunden werden. Es ist zu erwarten, dass das Reibrührschweis­ sen in diesem Bereich vor allem für faserverstärkte Bauteile interessant sein wird.

– Eine weitere mögliche Anwendung für das Reibrührschweissen kann die Ver­ bindung von Rohren sein. Gerade im Chemiebereich können Kunststoffrohre entscheidende Vorteile bezüglich der Korrosionsbeständigkeit gegenüber Me­ tallrohren haben. Um das Potenzial des Reibrührschweissens in diesem Bereich abschliessend zu klären, müssen wie­ derum spezifische Prüfungen bezüglich der Dichtheit und der Festigkeit von reibrührgeschweissten Kunststoffrohren gemacht werden. Auch hier ist davon auszugehen, dass das volle Potenzial des Reibrührschweissens vor allem bei faserverstärkten Bauteilen ausgeschöpft werden kann.

– Ähnlich wie beim Reibrührschweissen von Metallen, wo beispielsweise in der Schienenfahrzeugindustrie strangge­ presste Aluminiumprofile zu grösseren Elementen verschweisst werden, könn­

te es interessant sein, das Reibrühr­ schweissen mit dem Extrusionsprozess bei Kunststoffen zu kombinieren, wenn der Extrusionsprozess aufgrund der Grösse oder Komplexität des ge­ wünschten Profils an seine Grenzen stösst.

Für solche Anwendungen kann es auch interessant sein, wenn ein Werkzeug ent­ wickelt werden kann, welches sich von Hand führen lässt. Werden die Prozess­ kräfte in den Versuchen beachtet, scheint dies möglich. Eine weitere Möglichkeit wäre die Entwicklung eines Schweissauf­ satzes für einen Roboter. Damit wäre ein kraftgeregelter Prozess realisierbar.

Literatur M.P. Mubiayi, E.T. Akinlabi, and M.E. Ma­ khatha. Current Trends in Friction StirWel­ ding (FSW) and Friction Stir SpotWelding (FSSW): An Overview and Case Studies.

Structural Integrity. Springer International Publishing, 2018.

Manuel Schuster. Neue Methode für eine sichere Verbindung von Kunststoffbautei­ len. Technical report, Fraunhofer IPA, Sep­ tember 2014.

Kontakt IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung Prof. Dr. Pierre Jousset OST Ostschweizer Fachhochschule Eichwiesstrasse 18b CH-8645 Rapperswil-Jona www.iwk.hsr.ch

n 29

KUNSTSTOFF XTRA

Circular Economy

Reifen-Recycling im Strassenbau

Gib Gummi für die Umwelt Schweizer Autofahrer nutzen zahllose Autoreifen ab. Statt sie zu verbrennen, liessen sie sich quasi vor Ort wiederverwenden: Im Asphalt anderer Länder steckt längst Gummi aus Altreifen. Die Empa und Partner aus der Praxis beleuchten diese Idee für Schweizer Verhältnisse.

Norbert Raabe ¹ Autopendler, die über Verkehrsstress nörgeln, könnten dann und wann den Blick nach unten richten. Denn dort liegt einer, der es schwerer hat: Asphalt erträgt glühende Hitze, Kältestress und jede Menge Druck von oben. Möglichst leise soll er auch noch sein – und in Zukunft natürlich umweltfreundlicher.

Geformt aus einer heissen Gesteinsmischung und dem Bindemittel Bitumen bei etwa 160 °C sorgt Asphalt für hohen CO²Ausstoss – durch Produktion, lange Transportwege und den Einbau. Um seine Umweltbilanz aufzubessern, wird Alt-Asphalt, schon heute rezyklierbar, künftig in gros­ sem Stil in neuen Belägen landen. Zudem lassen sich Recyclingbeton oder andere Reststoffe in ihm «entsorgen» – etwa ausgediente Autoreifen, von denen es in der Schweiz reichlich gibt.

Ein Innosuisse-Projekt unter Federführung der Empa-Abteilung «Beton und Asphalt» hat erkundet, welchen Nutzen diese Idee hierzulande haben könnte. Konkret: Können Gummipartikel die Polymere in po­ lymer-modifiziertem Bitumen für hochbelasteten Asphalt ersetzen? Schliesslich verleihen Verbindungen wie das verbreitete Styrol-Butadien-Styrol dem Belag mehr Plastizität, eine bessere Rückverformung und eine längere Lebensdauer.

Der Fokus des Projekts lag auf der Praxis: Nach einigen Vorversuchen entstanden die Asphaltmischungen für die Experimente bei den Herstellern FBB und Weibel AG. Die Sorten orientierten sich am Ernstfall: «SDA 4-12», ein «Flüster»-Deckbelag, in dem viele Luftporen die Lärmemission mindern. Und «AC B22 H», der sich für Norbert Raabe, Kommunikation Empa

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Bitumen im Blick: Lily Poulikakos leitet an der Empa die Testreihen und hilft, die Eigenschaften von Gummi-Asphalt realistisch einzuschätzen.(Bilder: Empa)

eine sogenannte Binderschicht darunter eignet – in diesem Fall zeitgemäss mit 30 Prozent Recyclingasphalt. Auch die ausgewählten Gummigranulate stammten aus der Schweiz, vom Hersteller Tyre Recycling Solutions (TRS) in Préverenges im Kanton Waadt.

Nass oder trocken?

Gummi-Asphalt lässt sich mittels Nassoder Trockenverfahrens hertellen. Weil die Schweizer Fabrikanten darauf eingestellt sind, wählte man das Trockenverfahren.

Die Erfahrungen bei der Herstellung waren sowohl beim Baustoffhersteller FBB in Bauma wie auch bei der bei der Berner Weibel AG positiv. «Es gab keine Schwierigkeiten», sagten Christian Gubler, FBB, und Samuel Probst, Weibel, unisono.

Die fertigen Produkte untersuchte ein Empa-Team um Asphaltspezialistin Lily Poulikakos vom Mikro- bis hin zum Grossmassstab. Neben Standardtests auf Bitumengehalt und Luftporen zeigten Aufnahmen mit dem Elektronenmikroskop, ob und wie sich die Gummipartikel in der

Asphaltmatrix auflösen und verteilen. Im Spaltzug-Test barsten Probekörper unter Druck von oben – je einer nass und trocken, um zu ermitteln, wie empfindlich sie auf Wasser reagieren. Wie sich das Material bei winterlicher Kälte verhält, zeigten Reissversuche bei minus 12 °C. Schliesslich der Faktor Verkehr: Im «Hamburg Wheel Tracking»-Test erduldeten Proben in 50 °C heissem Wasser 10 000 Überfahrten eines gut 70 Kilogramm schweren Stahlrades – ein harter Test auf Spurrillen. In die

Belastungstest: Seit Oktober 2020 liegt zu Testzwecken Gummi-Asphalt an einer vielbefahrenen Kreuzung in Zürich.

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gleiche Richtung zielte ein Empa-eigener Simulator: Er setzte Beläge von 1,20 Metern Länge in acht Stunden 60 000 langsamen Reifen-Überfahrten mit hohen Lasten aus.

Die Analysen zeigten: Feinheiten entscheiden. So hängt zum Beispiel die optimale Dauer zwischen dem Mischen und dem Einbau auf der Strasse stark von Art und Menge des gewählten Gummigranulats ab.

Im Vergleich mit dem altbekannten Polymerbitumen-Asphalt erfüllten die Deckschicht-Asphalte mit 0,7 oder 1 Prozent Gummi die Anforderungen mehrheitlich.

Der Widerstand gegen Risse durch Kälte war bei einem Prozent Gummi deutlich grösser als beim Polymerbitumen-Asphalt.

Bei der Wasserempfindlichkeit erfüllten die Baustoffe die Schweizer Anforderungen, allerdings mit einer Ausnahme. Und im Empa-eigenen Reifenlastsimulator entstanden in den Gummi-Asphalten zwar kleine, aber tiefere Spuren als im Polymerbitumen-Belag.

Fazit: Trotz einiger Nachteile erfüllte der Gummi-Asphalt die Anforderungen letztlich sicher. «Er ist auf jeden Fall für weitere Untersuchungen für den Einsatz im Stras­ senbau geeignet», resümiert Empa-Forscherin Poulikakos. Auch beim Hersteller TRS zeigt man sich mit den Ergebnissen zufrieden: «Wir haben damit eine professionelle Bestätigung bekommen», sagt Sonia Megert, Chief Operating Officer. «Das war eine sehr gute Zusammenarbeit. Auch bei Problemen hat die Empa schnell eine Lösung gefunden.»

Dass damit nur ein erster Schritt getan ist, ist freilich allen Partnern klar. Das Labor entspricht trotz aller Mühen nicht den realen Verhältnissen, erklärt Poulikakos. Die Experimente geben zwar einen detaillierten Eindruck, doch wie sich die jahrelange Belastung in der Realität auswirkt, «ist dann doch eine andere Sache», so die Spezialistin. «Die Wahrheit liegt letztlich auf der Strasse.»

Circular Economy

einer relativ hoch belasteten Strasse. Es sollten ja echte Härtetests sein.»

Anders als bei früheren Erfahrungen mit dem «nassen» Herstellungsverfahren verlief der Einbau «absolut problemlos», so der verantwortliche Leiter. Gerüche durch erhitztes Gummi mussten die Mitarbeiter vor Ort nicht ertragen. Und die Konsistenz und Verarbeitung des Asphalts war mit einem Polymer-modifizierten Asphalt vergleichbar. Seinen wahren Charakter wird er freilich erst nach Jahren zeigen. Der Einbau fand im vergangenen Sommer statt; der Belag steckt damit noch in den Kinderschuhen.

Genauso wie ein weiterer Testasphalt, der als obere Schicht an einer hochbelasteten Kreuzung in Zürich verbaut wurde. Seine Laborwerte waren nicht über alle Zweifel erhaben: Beim Härtetest des Bitumens mit einer eindringenden Nadel schwankten die Resultate stark und lagen teils deutlich über den Sollwerten. «Das deutet darauf hin, dass er zu weich sein könnte», sagt Belagspezialist Martin Horat vom Tiefbauamt der Stadt Zürich. «Mal schauen, ob es Verformungen gibt, wenn es im Sommer heiss wird.»

Es sind auch gute Erfahrungen zu verzeichnen Seitdem hat sich indes einiges getan; warum also, findet Beyeler, nicht nochmals versuchen? Schliesslich gebe es auch gute Erfahrungen – nicht nur in den USA, wo

Drei Versuchsstrecken Just dort fanden bereits weitere Schritte statt. In den Kantonen Jura und Waadt errichtete die Weibel AG mit Gummigranulat-Asphalt zwei Teststrecken auf Kantonsstrassen. «Ein Rauasphalt auf einer mittelstark belasteten Strecke», erläutert Samuel Probst, «und ein Deckasphalt auf 7–8/2021

Die fertigen Produkte untersuchte ein EmpaTeam um Asphaltspezialistin Lily Poulikakos.

Schadstoffe im Visier Um gesundheitliche Risiken durch Gummizusätze in Strassenasphalt abzuschätzen, nahmen Chemiker von der Empa-Abteilung «Advanced Analytical Technologies» Bestandteile mit Risikopotenzial unter die Lupe.

Die Resultate von Auswaschversuchen, die Auswirkungen eines Regengusses simulieren, zeigten, dass die Gehalte an polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) im Gummi tiefer sind als im Asphalt. Das gilt auch für PAK, die Krebs auslösen können.

Bei Schwermetallen diente Zink als Leitelement; davon wurde sehr wenig ausgewaschen. Blei und andere schädliche Schwermetalle waren nur in unbedenklichen Spuren vorhanden.

Doch die Tests zeigten, dass Benzothiazole, die bei der Reifenherstellung die Vulkanisation beschleunigen, schnell und in relativ hohen Dosen in die Umwelt gelangen. Der Rat der Fachleute: Vor dem Einbau der Gummipartikel im Asphalt sollten diese Verbindungen entfernt werden, zum Beispiel durch Auswaschen mit Wasser, das anschliessend fachgerecht entsorgt wird.

die Technologie seit langem Praxis ist, sondern auch in Bayern. Dort sind gummimodifizierte Asphalte schon Teil der Bauvorschriften – also Stand der Technik. Die Vorteile, vor allem bei porösen Deckschichten: höhere Abriebfestigkeit, langsamere Oxidation des Bitumens in den vielen Luftporen und damit eine verzögerte Versprödung. Kurzum: eine längere Lebensdauer.

Rohstoff gäbe es jedenfalls genug. Rund 70000 Tonnen Altreifen fallen pro Jahr in der Schweiz an. Ein kleiner Teil davon wird rezykliert; der grösste Teil aber thermisch verwertet – in Kehrichtverbrennungsanlagen und, en gros, in Zementwerken, wo die Reifen Kohle als Brennstoff ersetzen und so die CO²-Bilanz aufbessern.

Kontakt Lily.Poulikakos@empa.ch www.empa.ch

n 31

Verband

Berufsbildungstagung und Lehrabschlussfeier 2021

Erfolgsfaktoren in der Berufsbildung Mit «hoffentlich das letzte Mal, dass wir uns online sehen», eröffnete Kurt Röschli, Geschäftsführer von Kunststoff. swiss die Berufsbildungstagung 2021, einen vollgepackten Nachmittag rund ums Thema Ausbildung. Rund 50 Berufsbildungsverantwortliche nahmen an der Berufsbildungstagung 2021 teil, an der attraktive Ausbildungsplätze und konstruktive Konfliktlösung Hauptthemen waren.

Noel Gilomen, Isabelle Bachmann Toni Blaser, Abteilungsleiter der Lernendenausbildung bei der Victorinox AG, hielt einen Vortrag über attraktive Ausbildungsplätze. In der weltbekannten Messerschmiede haben Lernende einen sehr hohen Stellenwert. Die Aussage ist klar: «Mit top ausgebildetem Nachwuchs können wir uns von der Konkurrenz abheben!» Vom Schnuppern bis zum Lehrabschluss gilt: Es wird mit Kopf, Hand und Herz ausgebildet.

Die Kernaussagen zusammengefasst Berufsübergreifende Fähigkeiten fordern und fördern Ob das «Grüezi» am Morgen, Pünktlichkeit, Kreativität, Flexibilität, sauberes und exaktes Arbeiten oder die Teamfähigkeit – alles sind Eigenschaften, die man Lernenden mitgeben, aber auch erwarten kann und muss.

Ein attraktiver Lehrbetrieb sein, um Fachkräfte zu behalten Damit die Lernenden nach der Lehre im Unternehmen bleiben, muss man schon beim ersten Kontakt mit der Motivation beginnen. Klare Abläufe – vom Schnuppern bis zum Lehrabschluss. Eine Geschäftsleitung, die hinter der Ausbildung steht. Immer die gleiche Ansprechperson, Identifikation mit dem Unternehmen und ein Team, das aufs gleiche Ziel zumarschiert.

Eine Hand wäscht die andere Gute Leistungen in der Schule werden belohnt. Lernende werden als vollwertige Mitarbeitende angesehen. Dafür gelten 32

aber auch die Victorinox-Jahresziele. Team­ ausflüge, um Teamgeist und Kameradschaft zu pflegen, gehören dazu. Ebenso wie die Erwartung an kompromisslose Qualitätsarbeit und den kostenbewussten Umgang mit Arbeitszeiten und -mitteln.

Informieren, informieren, informieren Lernende brauchen Rückmeldung, sei es in Form von Anerkennung oder Kritik. Lernende wollen informiert sein: Sie interessieren sich für den Geschäftsgang, den Umsatz und die Unternehmensziele – schliesslich sind sie ja vollwertige Mitarbeitende und die Zukunft des Unternehmens.

Wir freuen uns, dass wir die Victorinox als Schweizer Spitzenqualitätsunternehmen ab 2022 zu unseren Ausbildungsfirmen für die Kunststoffberufe zählen dürfen und sind uns sicher, dass unsere jüngsten Fachleute dort mit einer qualitativ hochstehenden Ausbildung und mit viel Herzblut ausgebildet werden.

Konflikte mit Lernenden konstruktiv lösen Anthony Wernli, Dozent an der Lernwerkstatt Olten, zeigte und beleuchtete das Thema «Konflikte mit Lernenden» aus einer für viele Teilnehmende neuen Per­ spektive. Wir sind uns sicher, dass unsere Berufsbildungsverantwortlichen viele neue Erkenntnisse aber auch Mut im Umgang mit Konflikten in den Geschäftsalltag mitnehmen konnten.

Konflikte – oft suchen die Lernenden etwas Was ist erlaubt – was nicht? Und was passiert, wenn diese Grenzen von Lernenden überschritten werden? Wo ist deren Platz im Unternehmen? Welche Meinungen und

Werte gelten? Die von Zuhause oder die der Firma? Und welche Werte und Meinungen haben nun die Lernenden?

Lernende befinden sich altersmässig meist auf unterschiedlichen Stufen zwischen Kind- und Erwachsensein und sind damit daran, ihre eigene Persönlichkeit zu finden.

Die oben genannten Fragen helfen den Lernenden in dieser Zeit, geben ihnen Orientierung – provozieren aber auch Konflikte.

Es ist gut, Grenzen zu setzen «Ich habs ihm schon 100-mal gesagt.» Das der typische Satz vieler Berufsbildner.

Wernlis Devise: «Dann wars 98-mal zu viel.» Grenzen fair, begründet und mit allfälligen Konsequenzen zu setzen, kann hart sein – hilft den Jugendlichen aber auch in der Welt des Erwachsenseins. Führungsfähigkeiten sind dabei das A und O. Mit klaren Spielregeln, regelmässigem Austausch und passenden Anreizen wird bald aus dem pubertierenden Teenager eine engagierte junge Fachkraft.

Konflikte mit Jugendlichen wird es immer geben – die Frage ist, wie man darauf reagiert. Das Referat von Anthony Wernli zeigt, dass wir auf den Konflikt mit Verständnis reagieren sollten. Helfen wir den Lernenden, ihre Fragen zu beantworten – ob mit konstruktiven Gesprächen oder manchmal auch mit Grenzen.

Mitgliederversammlung 2021 2. September in Rapperswil Details auf www.kunststoff.swiss Wir freuen uns auf Sie!

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Verband

Lehrabschlussfeier 2021

Die Feier begann mit einem Highlight, dem gemeinsamen Auspacken der Abschlussgeschenke – alle Absolventinnen und Absolventen erhielten ein Überraschungspaket mit einem Rucksack aus recycelten PET-Flaschen, einer Tüte Popcorn, einer Flasche Rimuss und dem persönlichen Kunststoff.swiss-Diplom. «Lassen wir die Korken knallen», forderte Bisang auf und auf drei flogen bei allen Absolventinnen und Absolventen zu Hause und in unserem Studio die Korken.

Danach folgten Grussworte von Silvio Ponti, dem Präsidenten von Kunststoff.swiss und Carsten Diekmann, CEO der Georg Utz AG. Carsten Diekmann lobte die Absolventinnen und Absolventen in den höchsten Tönen und sprach ihnen mehrfach seine

Bild: kunststof f.swiss

«Ein neuer Lebensabschnitt – dein Rucksack ist gepackt»: Unter diesem Motto fand die diesjährige Abschlussfeier statt. Radio Argovia Moderator Christian Bisang moderierte die digitale Feier mit Herzblut, Humor und Energie – trotz Distanz entstand so ein Gefühl von Beisammensein.

Carsten Diekmann lobte die Absolventinnen und Absolventen in den höchsten Tönen.

Unsere Stars Beste Lernende mit eidg. Fähigkeitszeugnis Platz 1.

Note 5.7

Lernender Katharina Fröhle

Firma Noventa AG

2.

5.6

César Ferreira

2.

5.6

Amir Kosumi

Georg Fischer Rohrleitungssysteme AG ABB Schweiz AG

3.

5.5

Faik Rexhepi

Geberit AG

Beste Lernende mit eidg. Berufsattest Platz 1.

Note 5.7

Lernender Fabio Ritter

Firma Ems-Chemie AG

1.

5.7

Miguel Imhof

2.

5.5

Yasser Galati

libs Industrielle Berufslehren Schweiz Sonova AG

2.

5.5

Yves Fries

3.

5.4

Nik Rodel

3.

5.4

David Jäger

Silac AG, Kunststoffwerk / Werkzeugbau Georg Fischer Rohrleitungssysteme AG Ems-Chemie AG

Alle Referate der Berufsbildungstagung und die Lehrabschlussfeier können Sie sich auf www. kunststoff.swiss/youtube anschauen.

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Gratulation aus. Die 3-R-Regel gab es zur Motivation mit auf den weiteren Weg: Raus aus den Federn, rein in die Klamotten und ran an die Arbeit. Mit «Life in plastic, it’s fantastic» verabschiedete er sich.

Mit Videobotschaften wurden auch die Berufschullehrer in die digitale Abschlussfeier eingebunden, was bei den jetzt ehemaligen Lernenden (wie man den zugeschalteten Webcams entnehmen konnte), für grossen Spass sorgte.

Nach der Prämierung der Besten ging unsere digitale Abschlussfeier schon zu Ende. Es freut uns besonders, dass wir die diesjährigen Lehrabgängerinnen und Lehrabgänger zur nächsten Abschlussfeier 2022 einladen werden, um noch persönlich auf ihren Erfolg anstossen zu können.

Kunststoff.news Der Verband Kunststoff.swiss gibt ab sofort einen neuen Newsletter heraus. Unter dem Titel Kunststoff.news liefert der Verband nicht nur News und Informationen aus der Branche, sondern fördert auch den Austausch innerhalb der Branche, indem auch Neuigkeiten, Events und Stellenanzeigen der Mitglieder publiziert werden. Wenn Sie den Newsletter noch nicht bekommen, können Sie ihn abonnieren unter: https://kunststoff. swiss/News-Abo

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

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KUNSTSTOFF XTRA

News

SKZ erweitert Prüfmöglichkeiten von Atemschutzmasken Das SKZ hat seine Prüfkapazitäten für Atemschutzmasken erheblich erweitert. Ein neues Gerät ermöglicht ab sofort die vollständige Prüfung aller Aerosolarten.

Zur Prüfung von Atemschutzmasken nach dem Prüfgrundsatz für Corona-Pandemie-Atemschutzmasken (CPA) hatte das SKZ bis dato nur die Möglichkeit, den Durchlassgrad mit Paraffinöl-Aerosol zu prüfen. Mit Hilfe eines

neuen Prüfgerätes können ab sofort den Kunden erweiterte Prüfmöglichkeiten angeboten werden.

So können nun neben der vollständigen Durchlassprüfung mit allen Aerosolarten nach DIN EN 149 auch die entsprechenden amerikanischen und chinesischen Durchlassprüfungen nach den entsprechenden Normen abgebildet werden.

Gerade KN95-Masken nach GB2626 – die chinesische Schutznorm, die vergleichbar ist mit den europäischen FFP2-Masken – sind aktuell überall im Umlauf. Diese Klassifizierung fordert die Prüfung des Durchlassgrades mit KochsalzAerosol. Darüber hinaus erlaubt das neue Prüfgerät auch eine Aussage über die Effizienz der Filtration in Abhängigkeit

von der jeweils einströmenden Partikelgrösse. Diese ist in den aktuellen Normen für Atemschutzmasken zwar noch nicht gefordert, stellt aber ein inte­ ressantes Zusatzmerkmal dar.

Die Erweiterung der Prüfkapazitäten in diesem Bereich markiert einen weiteren wesentlichen Schritt des SKZ in Richtung Anerkennung als notifizierte Prüfstelle für Atemschutzmasken.

Ein Traum aus Schaum Geschäumte Kunststoffe spielen in der Baubranche aufgrund ihrer Beschaffenheit eine wichtige Rolle. Das Kunststoff-Zentrum SKZ in Würzburg hat zwei Messtechniken entwickelt, die es erstmals ermöglichen, direkt im Prozess relevante Qualitätskenngrössen wie die Dichte oder Zellgrösse im Rahmen einer 100 %-Kon­ trolle zu ermitteln.

Angetrieben vom Nachhaltigkeits- und Umweltgedanken sollen Produkte einen möglichst grünen Fussabdruck hinterlassen. Während im Fahrzeugbau immer leichtere Werkstoffe eingesetzt werden, setzt die Baubranche auf thermische Isolierungen. In den meisten Leichtbaulösungen kommen hier geschäumte Kunststoffe zum Einsatz, die auf der einen

Seite sehr leicht sind und auf der anderen Seite ausreichende mechanische wie auch physikalische Eigenschaften aufweisen. Damit die Funktion der Schäume gewährleistet ist, müssen anwendungsabhängige Qualitätskenngrössen eingehalten werden. Rohdichte und Zellgrösse – Kennwerte, die Kunststoffschäume primär charakterisieren – werden bis dato lediglich offline und zeitversetzt mit Hilfe von zeit- und kostenaufwändigen Dünnschnitten in Mikroskopie-Aufnahmen oder mittels computertomografischer Methoden geprüft.

Dies könnte bald Vergangenheit sein, denn das Kunststoff-Zen­ trum SKZ hat in jahrelanger Forschungsarbeit industrietaugliche Messsysteme u. a. auf Basis

Inlinefähige Messmethoden können direkt in den Herstellungsprozess integriert werden. (Bild: SKZ)

berührungsloser Radar- und Luftultraschalltechnik entwickelt. Diese inlinefähigen Messmethoden können direkt in den Herstellungsprozess integriert und zur Dokumentation der Produktqualität eingesetzt werden. Zukünftig sind sogar die automatische Regelung und Steuerung der jeweiligen Pro-

duktionsanlage denkbar. Damit unterstützt das SKZ erstmals nicht nur den Transfer von zerstörungsfreien Messmethoden in den industriellen Einsatz, sondern vertreibt direkt für die Messaufgabe angepasste Messsysteme mit der verbundenen Betreuung und Wartung.

Whitepaper erklärt Kunststoff-Basics Das Kunststoff-Zentrum SKZ stellt ab sofort allen Interessierten kostenlose Whitepaper über seine Homepage zum Download zur Verfügung. Die kompakten Dokumente liefern knapp und informativ die wichtigsten Stichpunkte und Erläuterungen zu gefragten Themen der Kunststofftechnik. Das SKZ 34

reagiert mit den Whitepapers auf die häufigsten Fragen seiner Kunden. Für das Qualitätsmanagement stehen Whitepapers zur effizienten 5A-Methode sowie zur weiteren Optimierung durch Minimierung von Verschwendung zur Verfügung. Die Kunststoffverarbeitung wird abgedeckt durch Whitepaper zum

Compoundieren und Spritzgiessen sowie zur Vermeidung von Spritzgiessfehlern. Ein grosses Thema mit aktuellem Bezug ist die additive Fertigung. Hierzu können Inte­ressierte Whitepaper zu den Grundlagen der Stereolithografie und den wichtigsten Strangablege-Verfahren, wie FDM, FLM und FFF, erhalten.

Weitere Themen sind in Planung.

Kontakt FSKZ e. V. Frankfurter Strasse 15–17 D-97082 Würzburg +49 931 4104-503 m.ruff@skz.de, www.skz.de

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KUNSTSTOFF XTRA

News

Neuer Firmenname: Torson Injex AG Die Übernahme der Torson Kunststofftechnik AG durch die Injex AG ist bereits im Dezember 2020 erfolgt. Nun widerspiegelt sich der Zusammenschluss auch im Firmennamen.

Die Injex AG und die Torson Kunststofftechnik AG operieren zukünftig unter dem gemeinsamen Namen Torson Injex AG. Das Unternehmen wird durch die bisherigen Geschäftsführer von Injex, Oliver Schlatter und Tobias Ammann, geleitet. Als Folge der Übernahme ist die Injex AG von Schlieren an den Torson-Standort Oerlikon gezogen. Dieser ist künftig alleiniger Ausgangspunkt für die gemeinsame Tätigkeit. Insgesamt beschäftigt das Unternehmen nun

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28 Mitarbeitende. Zu den Spezialitäten von Torson zählen kundenspezifische Steckver­ bindungen, Labor- und Sensorstecker mit dazugehöriger Kabelkonfektionierung, Mehr­ komponentenspritzguss und Spritzgusskleinserien bis ca.

50 000 Stück.

Die additive Werkzeugfertigung von Injex kombiniert mit den Stärken von Torson eröffnet neue Möglichkeiten in der Werkzeugfertigung (5-Achs CNC und Erodieren), erlaubt den Ausbau der automatisierten Spritzgussfertigung, ermöglicht ein schnelles Prototyping in den Bereichen Steckverbindungen und Mehrkomponentenspritzguss sowie Spezial-

Optimistisch spritzgussanwendungen, z. B. das Umspritzen von Glasbauteilen.

«Wir möchten uns als Spezialist für anspruchsvolle Spritzguss­ aufgaben im Kleinserienbereich etablieren sowie eine wirtschaftlich sinnvolle Alternative für Dreh- und Frästeile aus Kunststoff bieten, welche ohne hohe Initialkosten auskommt», skizziert Oliver Schlatter die strategische Ausrichtung. Zudem sollen neue Projekte zur Entwicklung von kundenspezifischen Steckverbindungen lanciert werden.

Wie andere Spritzgiessmaschinenhersteller verzeichnet auch Engel einen Umsatzrückgang im Corona-Jahr 2020. Im November hat sich aber das Blatt gewendet. «Der Aufrtragsstand ist so hoch wie zuletzt 2018», berichtet CEO Dr. Stefan Engleder. Die Engel Gruppe erwirtschaftete einen Umsatz von 1,1 Mrd. Euro. Zwar ist dies im Vergleich zum Vorjahr ein Minus von 15 Prozent, für das laufende Geschäftsjahr rechnet der CEO aber wieder mit Wachstum. «Wenn sich der Aufwärtstrend festigt, ist ein Plus in der Grössenordnung von bis zu 20 Prozent realistisch.»

www.injex.ch/de

www.engelglobal.com

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KUNSTSTOFF XTRA

News

Colortronic GmbH zieht nach Isny um Historischer Meilenstein innerhalb der motan gruppe: Zum 1. Juli 2021 hat die Colortronic GmbH ihren Sitz von Friedrichsdorf nach Isny im Allgäu verlegt. Bereits 2006 startete der Zusammenschluss der Firmen motan und colortronic, um die Synergieeffekte im Produkt- und Know-how-Bereich zu nutzen. Zunächst mit dem Motto «Das Beste aus zwei Welten» und mit dem klaren Ziel, das Produktportfolio auszuweiten und weiter als Firmengruppe zu expandieren.

In den letzten 15 Jahren sind die Unternehmen kulturell und organisatorisch zu einer Unternehmensgruppe zusammengewachsen. «Die Integration der Produkte in das motan Portfolio führte aber in den letzten Jahren zu rückläufigen Umsätzen mit colortronic Produkten.

Die Corona-Krise hat diesen

Umzug der colortronic gmbh Produktion von Friedrichsdorf nach Isny im Allgäu (Bild: motan)

Trend beschleunigt», bestätigt Sandra Füllsack, CEO der motan holding gmbh. Mit dem Renteneintritt 2021 des langjährigen Geschäftsführers Manfred Raith wurde Ende 2020 die unternehmerische Entscheidung für eine Sitzverlegung getroffen.

Die Vertriebsgesellschaft motan-colortronic gmbh in Friedrichsdorf bleibt unverändert und wird weiterhin alle Kunden in der Vertriebsregion Nord be-

treuen. Auch bleibt die Produktionsgesellschaft colortronic gmbh mit Sitz in Isny bestehen.

«Neu werden nun alle Produkte in Isny gefertigt und zukünftig verstärkt in die Produktneuentwicklungen integriert, sodass es für alle colortronic-Produkte eine Weiterentwicklung oder funktionelle Integration in ein motan-Produkt gibt», erläutert Sandra Füllsack. Sobald die vollständige Integration stattgefunden hat, werden alle Produkte durchgängig mit dem «motan» Logo ausgeliefert. Ersatzteile, Service oder auch Retrofit-Lösungen für colortronic-Produkte können weiterhin über die re­ gionalen Ansprechpartner angeboten resp. abgestimmt werden.

Von den insgesamt 13 in Friedrichsdorf beschäftigten Mitarbeitern der colortonic, erklärten sich drei bereit, mit der

Dolder und B. Bigler schliessen sich zusammen Dolder Plastics und die B. Big- kunststoffe, Elastomere sowie optimieren die Lieferkette.» Die ler AG bündeln die Kräfte und Masterbatches1 & 11.10.12 Spezialitäten.11:06Dolder AG wird weiterhin in 0_IR_Ins_1-3q_183x85_fbg_Rohstoffland.pdf gründeten per 1. Juli 2021 die «Dieser Zusammenschluss den Bereichen «Specialty CheDolder-Bigler AG mit Sitz in zweier erfolgreicher Schweizer micals» und «Filtration & PurifiZug und Basel. Damit existiert Distributoren bietet unseren cation» tätig sein. Lediglich der 0_IR_Ins_1-3q_183x85_fbg_Rohstoffland.pdf 1 11.10.12 11:06 die B. Bigler AG als juristische Geschäftspartnern eine Vielzahl Geschäftsbereich «Plastics» ist Person nicht mehr. Alle Mitar- von Vorteilen», sagt Hans-Jür- von dieser Fusion betroffen. beitenden sind nun Teil der gen Köster, Business Unit Ma- Auch die Bigler International Dolder-Bigler AG. nager Plastics. «Wir erweitern AG wird weiterhin vielfältige Das Unternehmen fokussiert unser Produktportfolio um füh- Lösungen für ihre Kunden an0_IR_Ins_1-3q_183x85_fbg_Rohstoffland.pdf 1 11.10.12 11:06 sich auf vier Kernbereiche: rende Hersteller, vergrössern bieten.

Hochleistungskunststoffe, tech- unsere Kundenbasis, vertiefen nische Polymere, Standard- unsere Marktkenntnisse und www.dolderbigler.com

Firma ebenfalls ihren Arbeitsort zu ändern. Sieben Personen werden bis zum Renteneintritt noch am Standort Friedrichsdorf beschäftigt sein.

So ist sichergestellt, dass das Know-how für wichtige Produkte wie das Ultrablend nicht verloren geht.

Am Standort Isny sind derzeit rund 190 Mitarbeiter für die Firmen motan holding gmbh, motan-colortronic gmbh, motan gmbh und colortronic gmbh beschäftigt. Weitere Mitarbeiter werden aufgrund guter Produktions- und Auftragsauslastung nach dem letztjährigen CovidTief eingestellt werden. Gesucht werden Fachkräfte und Auszubildende aus den verschiedensten Bereichen (Produktion, Entwicklung, IT, Service, Vertrieb und Administration usw.). www.motan.com

Zukauf Die Günther Heisskanaltechnik hat die auf kundenspezifische Elektronik- und Softwareentwicklung spezialisierte Esys GmbH übernommen und verstärkt damit ihre technische Kompetenz rund um die elek­ tronische Systemtechnik. Esys wird damit das ’digitale Zugpferd’ von Günther, um die Anforderungen in Richtung digitale Transformation zu erfüllen. www.guenther-heisskanal.de

Rohstoffland Schweiz InnoRecycling fördert Ressourcen

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InnoRecycling AG AG Rohstoffe aus Abfällen InnoRecycling Rohstoffe aus Abfällen Hörnlistrasse 1, CH-8360 Eschlikon, TelefonTelefon +41 71 973 80,973 info@innorecycling.ch Hörnlistrasse 1, CH-8360 Eschlikon, +417071 70 80, info@innorecycling.ch 7–8/2021

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News Wir treffen uns wieder persönlich!

Semadeni ist klimaneutral

Über das Projekt Plastic Bank erhält Plastikmüll einen Wert. (Bild: Climate Partner, Meeresschutz)

Die Kunststoffverarbeiterin Semadeni AG aus Ostermundigen ist seit Juni klimaneutral.

Eine Klimaschutzstrategie soll die Treibhausgasemissionen reduzieren, nicht vermeidbare Emissionen werden in Gold Standard zertifizierten Projekten ausgeglichen. Damit will das Unternehmen seine Verantwortung für nachhaltiges Wirtschaften wahrnehmen.

«Der Klimawandel ist ein gros­ ses Umweltproblem und bedroht unsere Existenzgrund­ lagen», gibt sich Patrick Semadeni, CEO der Semadeni Plastics Group besorgt. Und weiter: «Wir müssen rasch und entschlossen handeln.» Dies

hat die Semadeni AG nun getan. Zusammen mit Climate Partner aus Zürich wurde der CO2-Fussabdruck ermittelt und eine Klimaschutzstrategie entwickelt. Diese zielt darauf ab, die Emissionen zu reduzieren, beispielsweise durch vermehrten Einsatz von Rezyklat, dem Einsatz von Mehrwegsystemen, aber auch durch Massnahmen wie der ausschliesslichen Beschaffung von energieeffizienten Maschinen und Anlagen.

Nicht vermeidbare Emissionen werden durch Projekte ausgeglichen, welche nach dem Gold Standard Verified Emission Reduction zertifiziert sind.

Ein Teil des Ausgleichs erfolgt

über das Projekt Plastic Bank: In Haiti, Indonesien, Brasilien und auf den Philippinen sammeln lokale Bewohner Plastikmüll. An Sammelstellen können sie diesen gegen Geld, Lebensmittel, Trinkwasser oder Schulgebühren eintauschen.

Das Projekt sorgt dafür, dass weniger Plastik ins Meer gelangt. Stattdessen wird es recycelt und zu sogenanntem Social Plastic verarbeitet, welches als Rohmaterial für neue Produkte dient, zum Beispiel für Verpackungen.

Anita Reichebner, die Gruppenverantwortliche für Nachhaltigkeit, freut sich über das Erreichte: «Damit leisten wir einen wichtigen Beitrag zur Erhaltung unserer Existenzgrundlagen.» Sie erinnert aber daran, dass die Arbeit weiter geht: «Nun müssen wir unsere Klimaschutzstrategie konsequent umsetzen und weiter entwickeln.» Über die Fortschritte will das Unternehmen ab dem nächsten Jahr regelmässig in einem Nachhaltigkeitsbericht informieren. www.semadeni.com

Milliarden-Investitionen für Chemisches Recycling PlasticsEurope kündigt Planungen für eine wesentliche Steigerung der Investitionen in das Chemische Recycling an: von 2,6 Milliarden Euro im Jahr 2025 auf 7,2 Milliarden Euro im Jahr 2030.

Mit dem Chemischen Recycling können viele Kunststoffe recycelt werden, die sonst verbrannt oder auf Deponien entsorgt werden müssten. Die dahinterstehenden Verfahren liefern eine erhebliche Menge an recyceltem Material mit den Eigenschaften neuer Kunststoffe. Sie 7–8/2021

ergänzen die werkstoffliche Verwertung und verfügen über grosses Potenzial, um hochwertige Arbeitsplätze zu schaffen – und somit einen Beitrag zu einer klimaneutralen und wettbewerbsfähigen Kreislaufwirtschaft in Europa zu leisten.

Schätzungen von McKinsey gehen davon aus, dass bis 2050 nahezu 60 Prozent der weltweiten Kunststoffherstellung auf Wiederverwendung und Verwertung beruhen. Die Mitgliedsunternehmen von PlasticsEurope investieren schon

jetzt Milliardenbeträge und arbeiten eng mit innovativen Partnern in der Wertschöpfungskette zusammen, um das Chemische Recycling und weitere Hochtechnologie-Lösungen zu fördern. So planen die kunststofferzeugenden Unternehmen nun weitere Investi­ tionen, um im Jahr 2025 1,2 Millionen Tonnen und im Jahr 2030 3,4 Millionen Tonnen an recycelten Kunststoffen mit dem Chemischen Recycling zu gewinnen. www.plasticseurope.de

14. bis 15.

September 2021 Jetzt Gratisticket lösen!

Gutschein-Nummer

0104 2483 6931 9882 unter am-expo.ch oder medtech-expo.ch eintragen und ein Gratisticket für beide Messen lösen.

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News

Meilenstein zur Rückgewinnung von EPS Beim Kunststoffrecycling wurde im niederländischen Terneuzen ein Meilenstein erreicht: Eine neue Recyclinganlage für Abbruchmaterial aus expandiertem Polystyrol (EPS) und zur Rückgewinnung wertvoller Ressourcen wurde eröffnet. EPS ist ein leichter Schaumstoff, der aus 98 % Luft und 2 % Kunststoff besteht. Als Baustoff galt EPS bisher aufgrund von Verunreinigungen wie Zement oder anderen Baurückständen als schwierig zu recyceln. Das EPS selbst ist zu 100 % recycelbar.

Die PolyStyreneLoop-Recyclinganlage wurde gebaut, um die technische und wirtschaftliche Machbarkeit einer grosstechnischen, geschlossenen Kreislauflösung für das Recycling von EPS-Abbruchmaterial zu beweisen. Sie wird zunächst Bauabfälle aus den Niederlanden und Deutschland recyceln und zu neuem, hochwertigem Dämm-

material verarbeiten. Später wird die Anlage auch Abbruchabfälle aus anderen Ländern aufnehmen. Auch der alte Zusatzstoff HBCD sowie andere Arten von Verunreinigungen wie Baurückstände oder Zement werden sicher entfernt, während wertvolles Brom zurückgewonnen wird.

«Wir sind begeistert, dass diese Anlage nach vielen Jahren harter Arbeit nun in Betrieb ist», sagt Lein Tange, Co-Direktor von PolyStyreneLoop. «Es bringt uns einen Schritt weiter beim EPS-Recycling in Europa und beim Schliessen der Kreisläufe.»

PolystyreneLoop Die PolyStyreneLoop Cooperative umfasst mehr als 70 Industrievertreter aus der gesamten Polystyrolschaum-Wertschöpfungskette und wurde mit Unterstützung eines Zuschusses aus dem LIFE-Programm der

Erde Schweiz

Europäischen Union aufgebaut.

«Auch die EPS-Verpackungshersteller in der IK unterstützen das Projekt, auch wenn hier zunächst Baumaterial im Fokus steht,» erklärt IK-Geschäftsführerin Mara Hancker das Engagement. «Uns geht es um das Schliessen von EPS-Kreisläufen.»

Die Anlage ist in der Lage, 3300 Tonnen Polystyrolschaum-Abbruchmaterial aus dem Bausektor pro Jahr zu recyceln und damit die technische, ökologische und wirtschaftliche Machbarkeit eines neuen Recyclingverfahrens zu validieren, bei dem HBCD-haltige Polystyrolschäume vollständig in die Kreislaufwirtschaft integriert werden können, anstatt der Kreislaufwirtschaft verloren zu gehen. Später wird die Anlage auch extrudiertes Polystyrol oder XPS recyceln.

Das Recycling von Silofolien wird in der Schweiz ab Januar 2022 massiv erweitert. Dazu wurde unter der Ägide des Dachverbands Kunststoff.swiss am 14. Juli 2021 der Verein Erde Schweiz gegründet, der ein bereits in der EU bewährtes System einführen wird.

Künftig sollen die Folien gesammelt und – falls die Recy­ clingkapazitäten in der Schweiz bereits ausgeschöpft sind – in die EU zu spezialisierten Recyclingbetrieben exportiert werden. Finanziert wird das System durch Beiträge der Hersteller.

Der Verein wird präsidiert von Kurt Röschli, Geschäftsführer des Verbands Kunststoff.swiss, und ist zusammengesetzt aus Herstellern, Händlern, Entsorgern und dem Lohnunternehmerverband Schweiz.

www.polystyreneloop.eu

www.erde-schweiz.ch

Meusburger garantiert Lieferverfügbarkeit Die aktuell stark steigenden Rohstoffpreise sorgen bei vielen Unternehmen für Unsicherheit. Grund dafür ist der sprunghaft angestiegene Stahlbedarf, der eine weltweite Stahlknappheit zur Folge hat.

Die logische Konsequenz ist neben Lieferengpässen auch ein extremer Anstieg der Preise. Exemplarisch sei hier eine Verdoppelung des Preises bei der Stahlgüte 1.1730 genannt.

Die schwierige Beschaffung sowie die deutlich höheren Stahlpreise sind auch bei Meusburger ein sehr grosses Thema.

Trotzdem möchte das österreichische Unternehmen seine Lager weiter füllen, um die Kunden jederzeit bei ihren Pro38

Durch die weitreichenden Lagermöglichkeiten kann Meusburger eine hohe Lieferverfügbarkeit ga­ rantieren (Bild: Meusburger)

jekten unterstützen zu können und so eine durchgehende Ver-

sorgung zu gewährleisten. «Wir können dank unserem Rohmateriallager eine hohe Lieferverfügbarkeit garantieren – unser Anspruch ist, dass das auch so bleibt. Daher werden wir trotz der aktuellen Herausforderung nicht auf den Rohstoffeinkauf verzichten. Die Auswirkungen der Rohstoffkrise, besonders die Lieferengpässe der Stahlhersteller und die sprunghaft ansteigenden Preise, gehen also auch an unserem Unternehmen nicht spurlos vorbei.

Die letzten sechs Monate haben wir die drastische Preisentwicklung aufgrund unseres gros­sen Lagers nicht an unsere Kunden weitergegeben. Da eine unmittelbare Entspannung

nicht absehbar ist und die Stahlpreise nach wie vor steigen, sehen wir uns gezwungen, Preisanpassungen vorzunehmen», erklärt Geschäftsführer Guntram Meusburger.

Dank des grossen Normaliensowie des umfangreichen Tafellagers kann Meusburger die Versorgung seiner Kunden sicherstellen. Das Unternehmen kann ausserdem auf einen hohen Anteil an Eigenfertigung zurückgreifen. Dabei ist Meusburger eigenen Angaben gemäss der einzige Normalienanbieter, bei dem dieser Anteil im Bereich Platten bei 100 % liegt.

www.meusburger.com 7–8/2021

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News

Trauer um Robert Wipf

Robert Wipf (Bild: Aareplast)

Im Alter von 67 Jahren verstarb völlig unerwartet am 30. April 2021 Robert Wipf, Gründer und Senior Chef der Aareplast AG. Mit seinem Tod verliert die Kunststoffbranche einen kreativen und inspirierenden Wegbegleiter, Gestalter und Freund.

Robert Wipf hat sich im 41. Lebensjahr – nach über 20 Jahren bei der AWM – dazu entschieden, seinen beruflichen Werdegang selbst in die Hand zu nehmen. 1995 wagte er den Schritt in die Selbständigkeit und gründete die Beratungsfirma Plastic Consulting.

Nur kurze Zeit später übernahm er die Vertretung der Bucher Maschinen in der Schweiz, einem renommierten Hersteller von Spritzgiessmaschinen und Pressen in der Duroplastverarbeitung. 2004 gründete er die Aareplast AG, die er zu einem führenden Unternehmen im Bereich Entwicklung und Verarbeitung von Duroplastbauteilen aufbaute und für deren Gedeihen er sich bis am Ende seines Lebens mit Herzblut engagierte.

Im Jahre 2018 hat er das Unternehmen an seine beiden Söhne Martin und Manuel Wipf übergeben.

Robert Wipf war immer für seine Familie, Freunde, Mitarbeiter und Kunden da. Die Welt des Kunststoffs und die Zusammenarbeit mit allen Anspruchsgruppen haben ihn zeitlebens begeistert und in­ spiriert. Er pflegte einen sehr engen und guten Kontakt zur gesamten Branche. www.aareplast.ch

Höchste Präzision für kleinste Mengen

Hin zu Netto-Null-Emissionen Der Industriekonzern Dätwyler, das Burgdorfer Medtechunternehmen Ypsomed und sechs weitere Firmen aus dem Bereich der pharmazeutischen Wertschöpfungskette haben sich zur Alliance to Zero zusammengeschlossen.

Die Alliance ist eine gemeinnützige Mitgliedervereinigung für Unternehmen entlang der Lieferkette für pharmazeutische Produkte. Sie unterstützt Unternehmen im Pharma- und Biotech-Sektor, um ihnen den Übergang zu Netto-Null-Emissionen im Einklang mit den Zielen des Pariser Klimaabkommens zu erleichtern. Mit diesem Abkommen vor Augen 7–8/2021

hätten die Firmen zwar wesentliche Veränderungen zur Verbesserung ihrer Klimabilanz angestossen, doch fänden die nicht schnell genug statt, heisst es weiter. Die Alliance to Zero wolle dies ändern. Nebst Dätwyler und Ypsomed zählen auch die Unternehmen Harro Höfliger, HealthBeacon, Körber Pharma, Schott, Schreiner MediPharm und Sharp zur Allianz. www.alliancetozero.com

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Messen

Sindex – live und digital

Innovation im Dialog Turnusgemäss hätte die alle zwei Jahre durchgeführte Sindex, Leitmesse für die industrielle Automatisierung, vor einem Jahr ihren Auftritt gehabt. Coronabedingt findet sie nun als Hybridmesse vom 31. August bis 2. September 2021 in Bern statt.

Die ursprünglich im Herbst 2020 geplante Sindex musste aufgrund der Corona-Pandemie um ein Jahr verschoben werden.

Die inzwischen eingeführten Lockerungen des Bundesrates und das Fortschreiten der nationalen Impfkampagne ermöglichen es der Veranstalterin Bernexpo, die Branchenplattform für die industrielle Automatisierung live durchzuführen. Die Sindex findet nun vom 31. August bis 2. September 2021 als hybride Veranstaltung unter dem Motto «Innovation im Dialog» live in Bern statt.

Die Veranstaltung vor Ort wird um eine Digital-Plattform erweitert, die Ausstellenden eine attraktivere Präsenz und mehr Reichweite sowie den Besuchern mehr Flexibilität ermöglicht. Die Veranstalterin wird damit den Bedürfnissen aller Zielgruppen gerecht und setzt neue Massstäbe für die Fachmesse der Zukunft.

Hohe Nachfrage nach Live-Erlebnissen Dass Live-Messen weiterhin einem klaren Bedürfnis entsprechen, zeigt eine repräsentative Umfrage der Bernexpo unter den Besuchenden der Sindex 2018. Rund 70 % der Befragten gaben bereits im April an, die Ausgabe 2021 zu besuchen. Bei den Unschlüssigen hängt die Teilnahme grösstenteils von den behördlichen Einschränkungen und der Möglichkeit einer Impfung ab. «Mit dem positiven Verlauf der Impfkampagne und den Lockerungen steht einer erfolgreichen Durchführung der Sindex 2021 nichts mehr im Weg. Wir

Sindex 2018 in Zahlen Besucher: 13 000 Aussteller: 400 Veranstalter: Bernexpo

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Das Messeleben kehrt zurück: Die Sindex 2021 wird live und digital durchgeführt. (Bild: Sindex)

freuen uns sehr, unseren Partnern, Ausstellenden und Besuchenden ein attraktives Gesamterlebnis bieten zu können», sagt David von Büren, Projektleiter der Messe.

Leitmesse für die indus­trielle Automatisierung Im Zentrum der Sindex stehen Trends, Innovationen und Schlüsseltechnologien rund um die industrielle Automatisierung.

Die Plattform steht unter dem Motto «Innovation im Dialog» und widmet sich insbesondere den Schwerpunktthemen Predictive Maintenance, Cyber Security und Artificial Intelligence (KI).

Zusätzlich wird die Messe um eine DigitalPlattform erweitert und findet somit erstmals in einem hybriden Format statt.

Räumliche und zeitliche Flexibilität Dies ermöglicht Ausstellenden und Besuchenden eine grössere räumliche und zeitliche Flexibilität – ein weiteres Bedürfnis, das in der Befragung häufig genannt wurde. Neu können Ausstellende ihre Präsenz

auf einfache Weise in den virtuellen Raum erweitern und Inhalte auch Teilnehmenden zugänglich machen, denen eine physische Präsenz nicht möglich ist. So können Besucher ausgewählte Referate der Sindex während und auch nach der LiveVeranstaltung zeit- und ortsunabhängig konsumieren.

Neuer Standard für Fachmessen Mit der Sindex führt die Bern­expo die erste Fachplattform im hybriden Format durch. Die digitale Erweiterung einer physischen Live-Messe birgt grosses Potenzial, zum neuen Standard für Fachmessen zu werden. «Wir sind überzeugt, dass die Erweiterung in den virtuellen Raum Mehrwerte für Besuchende und Ausstellende bietet. Insbesondere im Bereich der Industrie- und Technikmessen wollen wir dieses neue Angebot deshalb etablieren und laufend ausbauen», sagt Pascal Blanc, Bereichsleiter Fachmessen.

www.sindex.ch/sin-de.aspx

n 7–8/2021

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Farbkonzentrate in der Profilextrusion

Verbesserte Homogenisierung von Farben Nach einer Analyse des Profil-Sektors hat Delta Tecnic eine Reihe von Bedürfnissen identifiziert, für die zuverlässige Lösungen angeboten werden. Bestehen beispielsweise in einem Werk unterschiedliche Anforderungen, weil moderne Verarbeitungstechniken mit einem älterem Maschinenpark einhergehen, bietet das Unternehmen Masterbatch-Formulierungen an, die an die Verarbeitung an verschiedenen Extrudern angepasst werden können, um so technologische Unterschiede auszugleichen.

Delta Tecnic verfügt über speziell entwickelte Produkte, die eine schnelle Auflösung garantieren und somit zu hoher Farbhomogenität und einem sauberen Ergebnis beitragen. Dies erreicht das Unternehmen, indem es die Rezepturen optimiert und neben den herkömmlichen Batchen auch Pellets in reduzierter Grösse anbietet: die Micropellets und Small Micropellets.

Um die beste Verarbeitung zu gewährleisten, bietet Delta Tecnic massgeschneiderte Lösungen an, die einen Mehrwert im Produkt- und Serviceangebot schaffen.

Delta Tecnic legt grossen Wert darauf, seine Kunden während des gesamten Entwicklungsprozesses zu begleiten und bietet umfassende Kontroll- und Analysemöglichkeiten für die Überwachung der Ergebnisse. Dieses Service- und Beratungsangebot, gepaart mit der umfassenden Forschungs- und Entwicklungsarbeit, positioniert Delta Tecnic als Benchmark in der Branche.

Profile mit hoher Licht- und Wetterbeständigkeit Besonders Fenster- und Türprofile sind extremen Witterungseinflüssen ausgesetzt.

Gerade in dieser Hinsicht kann Delta Tecnic auf jahrelange Erfahrung, beste Kenntnisse von Pigmenten und auf sehr gute Zusammenarbeit mit spezialisierten Lieferanten zurückgreifen. Darüber hinaus verfügt das Unternehmen am Hauptsitz in Sant Celoni (Barcelona) über Bewitterungs- und Sun-Test-Geräte, mit denen das Verhalten von Profilen im Aussenbe7–8/2021

Bessere Verarbeitung und Farbhomogenisierung dank speziell entwickelter MasterbatchFormulierungen in der Profilextrusion (Bild: Delta Tecnic)

reich und deren Lebenszyklus simuliert werden kann.

Überhitzung des Endprodukts verhindern, und auch leitfähige Compounds.

Neue Trends und Anforderungen des Profilmarktes

Nachhaltigkeit spielt eine wesentliche Rolle

Auch die Branche der Profile im Allgemeinen und der Fenster- und Türenbranche im Besonderen entwickelt sich weiter und erlebt neue Trends in Bezug auf Farben, Oberflächen und technologische Anforderungen. Die grossen Herstellergruppen streben nach Differenzierung, um eine Nachfrage nach anspruchsvollen Designs zufriedenzustellen. Auf technologischer Ebene geht es um immer komplexere Strukturen, die oft im Co-Extrusionsverfahren hergestellt werden und eine schnelle Homogenisierung des Materialmixes erfordern. Delta Tecnic kann auf diese Anforderungen flexibel reagieren, schnell neue Farben kreieren und mit umfassendem Wissen über die Verteilung von Mastern in der PVC-Extrusion unterstützen. Darüber hinaus bietet das Unternehmen massgeschneiderte Lösungen für spezielle Pigmente wie Metallic-Effekte oder den sogenannten «Cold-Pigments», welche eine

Das Engagement von Delta Tecnic für Nachhaltigkeit setzt einen Schwerpunkt auf die Profilindustrie. Die Lösungen sind nicht nur für die Verwendung mit recycelten Materialien konzipiert, sondern es wurde auch eine Produktlinie speziell dafür entwickelt. Die «White Toner» ermöglichen eine einfache Vereinheitlichung der verschiedenen Farbtöne im Grundmaterial und unterstützen das homogene Erscheinungsbild des gesamten Profils. Das bietet Produzenten die Möglichkeit, erstklassige Ergebnisse zu erzielen und gleichzeitig den Fokus auf Nachhaltigkeit zu bewahren.

Die Kombination all dieser Eigenschaften ermöglicht es Herstellern aller Arten von Profilen, die richtige Lösung für ihre individuelle Anforderung zu finden.

www.deltatecnic.com

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Der Standard für effiziente Temperierung

50 Jahre Hasco Temperiersystem Seit 50 Jahren ermöglichen standardisierte Komponenten von Hasco Werkzeug- und Formenbauern in aller Welt eine effiziente Temperierung von Spritzgiesswerkzeugen. Von Nippeln über Kupplungen bis hin zu Tüllen und Schläuchen bietet Hasco das umfangreichste Temperierprogramm für den modernen Formenbau. Die aussergewöhnliche Vielfalt an Kombinationsmöglichkeiten bietet zukunftsorientierte Lösungen für alle Herausforderungen der Temperiertechnik.

Den ersten Anschlussnippel mit der dazugehörigen Kupplung hat Hasco bereits 1971 entwickelt und zum Patent angemeldet. Nur das patentierte Schlauchtüllenprofil von Hasco erlaubt grosse Abrisskräfte, hohe Berstdrücke und vermeidet Schlauchbeschädigungen. Kontinuierliche marktorientierte Neu- und Weiterentwicklungen ermöglichten den Aufbau eines der umfangreichsten Produktprogramme für den Formenbau.

Edelstahlprogramm speziell für Reinraumumgebungen Das neue Hasco Temperierprogramm aus Edelstahl ermöglicht eine saubere und prozesssichere Temperierung von Spritzgiesswerkzeugen und eignet sich ideal für den Einsatz in Reinraumumgebungen und in der Medizintechnik. Die Edelstahl Standardtemperaturkomponenten sind mit einer optimierten FKM Dichtungsqualität ausgestattet und können bis max. 150 °C Wasser und 200 °C Öl eingesetzt werden. Selbst bei grossen Temperaturunterschieden sind die Gewindeverbindungen absolut dicht.

«Besonders bei Hochtemperaturanwendungen führen die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Stahl und Messing immer wieder mal zu kleineren Leckagen», erläutert Stefan Fritsch, Teamleiter Research & Development/Hasco. «Das kann durch das neue Edelstahlprogramm kompensiert werden.»

Speziell für den Hochtemperaturbereich bietet Hasco auch Edelstahl HT-Komponenten an. Hier werden maximale Einsatztemperaturen von dauerhaft 180 °C Wasser und bis zu 220 °C Öl ermöglicht. Der niedrige Druckverformungsrest der FKM Dichtringe garantiert einen sicheren Einsatz auch bei wechselnden Einsatztempe42

Edelstahl-Temperierprogramm – speziell für Reinraumumgebungen (Bilder: Hasco)

Temperierprogramm leckagearm verhindert Austritt von Temperiermedien

raturen. Ausfälle und Undichtigkeiten werden zuverlässig vermieden. Das Programm umfasst mehr als 30 Warengruppen und bietet somit grösstmögliche Flexibilität.

Hochtemperaturserie garantiert dauerhafte Prozesssicherheit

Leckagearmes Programm verhindert Austritt von Temperiermedien Das leckagearme Hasco Temperierprogramm bietet höchste Sicherheit beim Entkuppeln und überzeugt durch hervorragende Dichtigkeit und Langlebigkeit.

«Unser innovatives Temperiersystem hat ebene Stirndichtflächen und sperrt beidseitig sicher ab», erklärt Stefan Fritsch. «So wird ein leckagearmes, sauberes Öffnen und Schliessen unter Druck ohne Medienaustritt ermöglicht.»

Die einhändig bedienbaren Schnellverschlusskupplungen mit besonders langer und präziser Führung des Verschlussnippels gewährleisten ein sicheres und selbstständiges Kuppeln mit maximalem Durchfluss bei nur geringem Druckabfall und garantieren einen zuverlässigen Fertigungsprozess.

Mit der Hochtemperaturserie bietet Hasco als einziger Anbieter ein Temperiersystem an, das abhängig vom verwendeten Medium dauerhaft Betriebstemperaturen bis zu 220 °C gewährleistet. Erreicht wird diese Leistung durch Spezialdichtungen für maximale Beanspruchung, die permanent hochtemperaturbeständig sind. «Die Dichtungen bestehen aus einem speziellen FKM Werkstoff (Fluorkautschuk Mischpolymerisat)», bestätigt Alexander Ulman, Teamleiter Produktmanagement/Hasco.

«Daher sind sie hervorragend für Anwendungen mit Heisswasser bzw. Temperieröl geeignet.»

Eine niedrige Restverformung ermöglicht zudem einen optimalen und sicheren Einsatz. Darüber hinaus zeichnen sich die Dichtungsringe durch eine hohe chemische Beständigkeit und hervorragende Alterungseigenschaften aus. So werden Produktionsausfälle durch Leckagen deutlich minimiert. Einfach erkennbar sind die Komponenten der HT-Serie durch eine 7–8/2021

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chere Verbindung. So ist ein Wechsel der Systeme jederzeit ohne Aufwand möglich.

CoolCross ermöglicht Kreuzungen auf einer Ebene

Push-Lok ermöglicht Reparaturen direkt am Werkzeug.

eindeutige Kennzeichnung in Form einer orangefarbenen Ringmarkierung.

Push-Lok System ermöglicht Reparaturen direkt am Werkzeug Durch das patentierte Hasco Push-Lok System ist der Anschluss von Werkzeugen an die Medienversorgung noch einfacher und schneller geworden. Das Push-Lok System erlaubt auch Reparaturen direkt an der Werkbank, ergänzendes Zubehör wie Schlauchschellen und Quetschhülsen sind nicht mehr nötig. Mit Push-Lok lassen sich die Montagezeiten und so natürlich auch die Kosten erheblich senken. Ein markierter Endpunkt garantiert eine prozesssichere Montage des Schlauches auf der Kupplung.

Das Push-Lok System mit Schläuchen und Schnellverschlusskupplungen mit und ohne Absperrventil, gerade oder in 45 ° oder 90 ° Ausführung, ist perfekt auf das bewährte Standard-Temperierprogramm abgestimmt. Die besondere Geometrie an der Kupplung sowie speziell entwickelte Schläuche gewährleisten eine prozesssi-

Der Hasco CoolCross erlaubt Temperierkanäle ohne grossen Fertigungsaufwand flexibel und kostengünstig auf einer Ebene kreuzen zu lassen. CoolCross ermöglicht eine homogene Temperaturverteilung bereits am Kern oder Einsatz sowie eine konstante 4-seitige Kavitätentemperierung während des gesamten Spritzgiessprozesses. Speziell Hotspots werden dabei vermieden. Eine 100 %ige Verdrehsicherheit durch Arretierung verhindert ein unbeabsichtigtes Verschliessen der Kühlkanäle.

«Weil sich unterschiedliche unabhängige Kühlkreisläufe auf einer Ebene kreuzen können, lassen sich geringe Plattenstärken und günstige Zubehörkomponenten in die Konstruktion einbeziehen», so Alexander Ulman. Durch die Reduzierung der Plattenstärke können z. B . kürzere Düsen-, Führungs- und Befestigungselemente verbaut werden. Somit sinken die Kosten nicht nur bei den Komponenten, sondern auch bei der Bearbeitung.

TempFlex Schläuche reduzieren Kosten Die exklusiv von Hasco angebotenen TempFlex Metallgeflechtschläuche bieten optimale Voraussetzungen zur Temperierung von Form- bzw. Zwischenplatten bei gleichzeitiger konturnaher Führung. Aufwändige Tieflochbohrungen sowie hohe Druckverluste durch 90º Umlenkungen gehören der Vergangenheit an. Der flexi­ble Schlauch aus Metallgeflecht ermöglicht

CoolCross ermöglicht eine homogene Temperaturverteilung

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TempFlex bietet optimale Temperierung bei gleichzeitiger konturnaher Führung

eine einfache und schnelle Montage und Austauschbarkeit, anpassbar an beliebigen Nutverlauf. Bestehende Werkzeuge mit unzureichender Kühlleistung können mit wenig Aufwand optimiert werden.

Durch das Umlenken der Kühlung über Bögen und nicht über 90º Umlenkungen werden Druckverluste bei gleichbleibender Strömungsgeschwindigkeit wesentlich verringert und eine hohe Temperaturbeständigkeit gewährleistet. Die quadratische Schlauchform bietet optimalen Wärmeübergang zu allen Werkzeugplatten. Korrosion in den Kühlkanälen kann gänzlich ausgeschlossen werden.

Tieflochbohrungen und das Einbringen der zugehörigen Stopfen sind nicht mehr erforderlich. Beim Einsatz des TempFlex können bereits während der Herstellung der Werkzeugplatten Kosten reduziert werden.

Höchste Qualitätsstandards ermöglichen weltweite Kompatibilität Als DIN ISO 9001 zertifiziertes Unternehmen legt Hasco grössten Wert auf höchste Rohstoffqualität und durchgängige Qualitätskontrollen. Engste Fertigungstoleranzen ermöglichen weltweite Kompatibilität und eine eindeutige Produktkennzeichnung garantiert dabei 100 % Rückverfolgbarkeit.

Zu hochwertigen Produkten gehört auch ein erstklassiger Service. Das beginnt bei Hasco mit der einfachen und anwenderfreundlichen Nutzung des Online Portals www.hasco.com mit direktem Zugriff auf den Hasco Temperierkatalog sowie Zugang zur Produktverfügbarkeit und zum 24/7-Bestellservice. www.hasco.com

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Produkte

Von der Idee bis zum Medical Device EMI, ein elsässisches Familienunternehmen und Experte für das Einspritzen von thermoplastischen Werkstoffen sowie technischen Teilen, bietet seinen Kunden seit 1995 innovative Lösungen an, welche das Umspritzen von Einlegeteilen und die Montage von Baugruppen ermöglichen.

Aufgrund einer wachsenden Nachfrage und um das Handling vor der Montage des Endprodukts zu reduzieren, hat EMI in einer kontrollierten Zone von 350m² in einem dedizierten Raum, in dem ein kompletter ISO 8 Prozess unter Laminar Strömung integriert ist, mit der

Kontrollierte Zone mit ISO 8 Prozess.

– Implementierung von Testprotokollen, die den Anforderungen der sauberen Umgebung entsprechen – Erstellung der spezifischen Qualitätsdokumentation – Chargenfreigabe EMI investiert weiter für seine Kunden im Bereich der Medical Devices.

Herstellung von Polystyrol-Zentrifugenröhrchen begonnen. Die Teile werden im ISO 8 Raum montiert, zerstörungsfreien Dichtheitsprüfungen unterzogen und in spezielle Racks verpackt, um Beschädigungen der Teile beim Transport zu vermeiden.

Kurz gefasst: – Spezifische Konzeption und Freigabe von Spritzgiesswerkzeugen – Qualifizierungsprotokoll von Produkten und Fertigungsprozessen nach IQ/ OQ/PQ-Standards

EMI SAS ZAC – 1 avenue Euroeastpark F-68300 Saint-Louis Neuweg +33 389 70 36 70 contact@emi-wissler.com www.emi-wissler.com

«tethered» Anforderungen. Das Unternehmen stellt Maschinen her, die die Schraubverschlüsse entlang eines Messers rollen und damit eine Perforation am Verschlussumfang generieren. Das so erstellte Garantieband (Erstöffungsgarantie) verhindert Missbrauch und Mani-

pulation des Inhalts und der Verpackung. Mit der neu verlangten Anbindung soll erreicht werden, dass weniger Getränkeverpackungsverschlüsse in der Umwelt enden, sondern in den Recycling Kreislauf zurückflies­sen. www.packsysglobal.com

«Tethered» Getränkeverschlüsse Die neuen Rechtsvorschriften in der Europäischen Union verlangen, dass bis Juli 2024 alle Kunststoffverschlüsse nach dem Öffnen an Einweg-Getränkebehältern «befestigt» bleiben müssen. Idealerweise werden die Verpackungen durch diese Anpassungen nicht

schwerer – im Gegenteil, langfristig sollen Materialeinsparungen weiter vorangetrieben werden. Diese Herausforderungen bedingen smarte Designlösungen kombiniert mit der richtigen Fertigungstechnologie. Die neu entwickelten Lösungen von PackSys Global erfüllen die

Boy auf der Kuteno 2021 Der Maschinenhersteller Boy ist gleich mit drei seiner Spritzgiessautomaten vom 7. bis 9. September in Rheda-Wiedenbrück am Start.

Eine Box 25 E mit 250 kN Schliesskraft und nur 1,8 m² Aufstellfläche punktet auf der Kuteno mit einem voll inte­ grierten Entnahmehandling. Ein pneumatisch betriebener Picker agiert vollständig unter der Schutzhaube der Zwei-PlattenSchliesseinheit. Die gespritzten Kunststoffteile werden vom Greifarm des Entnahmegerätes 44

und nach aussen geführt. Für diese integrierte Automation wird somit keine zusätzliche Stellfläche benötigt.

Weitere Exponate (Boy XS und Boy XXS) sind auf den Messepartner-Ständen von WIS Kunststoffe und der IWPM zu sehen.

aus dem Werkzeug entnommen, auf ein ebenso unter

der Schutzhaube integriertes schmal­es Förderband abgelegt

Thomatech GmbH Wyssmattstrasse 5 CH-6010 Kriens +41 41 780 01 50 info@thomatech.ch www.thomatech.ch 7–8/2021

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Produkte

Neues 64-fach Pipettenspitzenwerkzeug Die Zahoransky Automation & Molds ist mit der Schweizer Kebo AG eine Partnerschaft eingegangen. Das Ergebnis der Zusammenarbeit ist ein neues Werkzeugkonzept zur Herstellung von Pipettenspitzen, das als Besonderheit ein doppeltes Schnellwechselsystem hat. Zur unmittelbaren Wiederaufnahme der Produktion beim Austausch

werferseite mit wenigen Handgriffen gewechselt werden. Die Herausforderung besteht darin, dass lange dünne Kerne in ein Gegenlager eintauchen und einseitig angespritzt werden.

von Formkernen und Verschleissbuchsen können sowohl

Asco Trockeneis-Pelletizer P55i

Die Asco Kohlensäure AG bietet mit dem Asco TrockeneisPelletizer P55i die maximale Flexibilität bei der Trockeneisherstellung. Die kompakte und leistungsstarke Maschine verfügt über zwei unabhängige Hydraulikaggregate und Pellets-Auswürfe. Dadurch können zwei gleiche oder auch unterschiedliche Pelletgrössen zeitgleich produziert werden.

Der Asco P55i erreicht eine Produktionskapazität von 550 kg/h und gehört zur neuesten i-Series Generation.

Der Asco Trockeneis-Pelletizer P55i ist mit einer grossen Siemens 12 Zoll-TouchscreenBedienung ausgerüstet. Über das Touchscreen-Panel lassen sich u.a. sämtliche Produktions- sowie Maschinendaten ablesen. Die automatische Kontrolle der Öltemperatur und des Einschneiungsprozes7–8/2021

ses garantiert eine kontinuierliche und reibungslose Produktion sofort nach dem Start der Maschine. Der P55i verfügt über drei unterschiedliche Produktionsmodi («Non-Stop-Produktion», «Voreingestellte Menge» und «Vollautomatik» in Verbindung mit einer weiteren Asco-Maschine).

Gegenüber seinem Vorgängermodell, dem Asco P450, ist der neue Trockeneis-Pelletizer mit modernster Fernwartungstechnik ausgerüstet und bietet so eine Vielfalt an Möglichkeiten in den Bereichen Remote Access, Remote Data und Remote Management.

Asco Kohlensäure AG Industriestrasse 2 CH-8590 Romanshorn +41 71 466 80 80 info@ascoco2.com www.ascoco2.com

die 8x8-Module auf der Düsenwie auch die Kerne auf der Aus-

Kebo AG CH-8212 Neuhausen a.R +41 52 674 14 14 www.kebo.com

Durchflussregler 110 und 310 Seit Oktober letzten Jahres sind die neuen Durchflussregler der Serien 110 und 310 (Bild) von Wittmann erhältlich.

Sie setzen neue Massstäbe und garantieren den anhaltenden technischen Fortschritt für diese auf den ersten Blick einfachen, aber bei genauerer Betrachtung doch sehr anspruchsvollen Produkte. Die bewährte Art der Rohrreinigung, die durchgeführt werden kann, ohne dass eine Entnahme des Rohrs durch das obere Gehäuse vonnöten ist, wurde auch bei den Serien 110 und 310 beibehalten. Ein Tausch des O-Rings ist durch Anheben des Rohrs aus der Halterung und anschliessendes Durchziehen durch das Gehäuse leicht durchzuführen.

Eine absolute Neuheit stellt das neue Regulierventil dar, das eine exakte Regelung der Durchflussmenge ermöglicht.

Die doppelte Abdichtung des Ventiltellers hin zur Spindel und der Umstand, dass der Ventilteller eine Axialbewegung anstelle einer Radialbewegung ausführt, stellen ebenfalls Novitäten auf dem Sektor der Kühlwasser-Durchflussregler dar. Mit diesen Features setzt Wittmann einen neuen, noch nie zuvor realisierten Standard.

Diese entscheidenden Neuerungen tragen zu einem geringeren Verschleiss der O-Ringe bei und verlängern deren Lebensdauer. Die O-Ringe selbst bestehen aus EPDM und weisen eine hohe Chemikalienund Temperaturbeständigkeit auf. Das Fühlerrohr des Thermometers befindet sich wie schon zuvor direkt im Rücklaufwasser und reagiert daher sehr rasch auf Temperaturschwankungen. Um den Druckabfall im Durchflussregler möglichst gering zu halten, wurden grösstmögliche Querschnitte vorgesehen: Denn bei niedrigem Systemdruck stellt ein minimaler Druckabfall einen entscheidenden Vorteil dar.

Wittmann Kunststofftechnik AG Uznacherstrasse 18 CH-8722 Kaltbrunn +41 55 293 40 93 info@wittmann-group.ch www.wittmann-group.ch 45

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Schonend und prozesssicher trocknen Die von der Horo Dr. Hofmann GmbH, einem Tochterunternehmen der Reinhardt GmbH, entwickelte Kondensations­ trocknung auf Wärmepumpenbasis K-Dry bietet schonende Trocknung bei kürzesten Trocknungszeiten durch die extrem geringe Feuchte der Trockenluft, auch bei niedrigen Temperaturen. Dabei werden hochwertige Ergebnisse durch die optimale Luftführung, bei geringen Betriebskosten, mit der inte­g rierten Wärmepumpentechnik in energetisch geschlossenen Systemen erzielt.

Das äusserst geringe Feuchteniveau, beschrieben durch den Taupunkt der Trockenluft, wird

durch den geschlossenen Trockenluftkreislauf generiert und gleichzeitig werden die Trocknungszeiten auf ein Minimum reduziert. Mit dem für die Trocknung aller Arten von Feststoffen geeigneten Kondensationstrocknungssystem kann häufig viel Zeit eingespart werden.

Bis zu 9 % des Gesamtenergiebedarfs kann mit K-Dry im Vergleich zu konventionellen Wärmekammern eingespart werden. Die Niedertemperaturtrocknung sorgt für die sichere Trocknung, was ebenfalls die Ressourcen schont.

Das Trocknungssystem K-Dry ist universell einsetzbar und

kann auch bei sehr nassen Teilen verwendet werden. Ein Teil der Kammerluft wird in den Trockenluftgenerator geleitet.

Dieser hat ein Entfeuchtungsmodul, in dem die Luft unterkühlt und dann die Feuchte fluidisch-mechanisch abgeschieden wird. Das Entfeuchtungsmodul arbeitet wie ein Kondensationstrockner im Haushalt. Damit keine unnötige

Heizenergie für die Wiedererwärmung der nun getrockneten Luft benötigt wird, nutzt man die Abwärme der Entfeuchtungseinheit für die Wärmepumpe. Der Einsatz von KDry ist besonders geeignet in der Kunststofftechnik, im Verpackungsbereich und in der Medizintechnik und Pharmaindustrie.

Reinhardt GmbH Gueterbahnhofstrasse 1 D-78048 VillingenSchwenningen +49 7721 8441-18 www.reinhardt.gmbh www.horo.eu

Verbesserte Benutzerfreundlichkeit und neue Funktionen Dank der Schnelligkeit und Flexibilität moderner Technologien, die im Holmdehnungsmesssystem QE1008-W von Gefran und der SensormateApp für Android, Windows und iOS zum Einsatz kommen, haben sich die Benutzererfahrungen und Systemfunktionen seit der Markteinführung 2020 erheblich verbessert. Mit durchschnittlich einer neuen AppVersion pro Quartal wurden die Arbeitsabläufe kontinuierlich optimiert und die Möglichkeiten des Systems erweitert.

Jede neue App-Version wird sorgfältig vorbereitet, übersichtlich, einfach und benutzerfreundlich gestaltet sowie an die Bedürfnisse und Wünsche der Anwender angepasst.

«Das Projekt Sensormate-App kennt keine Grenzen», so Piero Tempini, General Manager bei der Gefran-Tochter Sensormate. «Durch die kontinuierliche 46

Weiterentwicklung unserer Produkte, möchten wir unseren Kunden neue und hochwertigere Lösungen bieten.» Deshalb wird jede neue App-Version sorgfältig vorbereitet, übersichtlich, einfach und benutzerfreundlich gestaltet sowie an die Bedürfnisse und Wünsche der Anwender angepasst.

Dank eines automatisierten Berichts, den die App zu Absturz und Fehlverhalten liefert, kann das Entwicklerteam schnell und effizient auf schwer erkennbare Fehler reagieren. Gleichzeitig wurde die Leistung hinsichtlich der Ver-

bindungsgeschwindigkeit und -zuverlässigkeit mit allen unterstützten Geräten erhöht. Auch die Lade- und Antwortzeiten wurden mit jeder neuen AppVersion deutlich verbessert.

Angesichts der grossen Vielfalt an Maschinen, Konfigurationen und Szenarien auf dem Feld bietet die Sensormate-App viele neue Funktionen und ein hohes Mass an Flexibilität: So ermöglicht zum Beispiel die Bohrlochkonfiguration, ein Innenloch für die Holme zu konfigurieren, mit der Holmdeaktivierung kann der Anwender darüber hinaus bestimmte Holmwerte in den Berechnungen vernachlässigen. Mit der Funktion zur Neuan­ ordnung von Holmen durch Drag-andDrop wurde eine einfache Möglichkeit geschaffen, um das Layout der Messungen neu zu organisieren. So lassen sich häufige Anwendungsfehler ver-

meiden wie z. B. Verwechslungen zwischen der physischen Anordnung der Sensoren an einer Maschine und dem Layout der Messungen in der App. Ausserdem unterstützt die Sensormate-App nun auch Zoll als Konfigurationseinheit für Maschinen. «Neben Bedienerfreundlichkeit und Flexibilität bietet unsere App auch erweiterte Funktionalitäten unserer Lösungen», erklärt Tempini. So lässt sich die neue Firmware für die unterstützten GefranSensoren drahtlos aktualisieren, ohne diese an Sensormate zurückschicken zu müssen.

Neue Funktionen und Leistungsverbesserungen gelangen so auf die Hardware-Ebene.

Sensormate AG Steigweg 8 CH-8355 Aadorf info@sensormate.ch www.sensormate.ch 7–8/2021

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