Darstellung der Industrie-4.0-Spritzgiesszelle des SKZ. Quelle: LUCA HOFFMANNBECK

Die SKZ-Modellfabrik in Betrieb ab 2023. Quelle: 3D BETRIEB GMBH WÜRZBURG

Innovative Lösungen aus der Forschung stärken die Resilienz

Publiziert

Die Herausforderungen für Unternehmen und Betriebe der Kunststoffindustrie sind hoch: Geopolitische Rahmenbedingungen und gesellschaftliche Forderungen verlangen nach einer nachhaltigen und zukunftsfähigen Produktion. Kreative und innovative Lösungen sind gefragt. Forschungs- und Entwicklungsallianzen von Unternehmen und Forschungseinrichtungen sind hierzu Schlüssel und Wegbereiter einer nachhaltigeren Welt.

Die volatilen Märkte und Unsicherheiten der Lieferketten verlangen heute ganz neue Lösungen von der Kunststoffindustrie. Wichtige Themen sind die Steigerung der Energie- und Materialeffizienz bei Prozessen, die Steigerung von Kreislaufquoten in allen Materialklassen und das konsequente Vorantreiben der Digitalisierung. Anwendungsnahe Forschung in Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen, ausseruniversitären Forschungseinrichtungen, wie dem Kunststoff-Zentrum SKZ aus Würzburg in Deutschland, liefert als Wegbereiter zukunftsfähige Lösungen.

Energieeffizienz von Prozessen und Technologien wird immer wichtiger
Energieeffizienz ist inzwischen ein Dauerthema. Dies hat sowohl bei öffentlichen Fördermittelgebern für die Initiierung von Forschungsprojekten wie auch bei Unternehmen eine hohe Priorität. Ein Beispiel in der Kunststoffverarbeitung ist die Vorwärmung von Granulaten und Compounds mit vorhandener Abwärme oder erneuerbarer Energie. Mit prozessbedingter Abwärme ist eine Reduktion des Primärenergiebedarfs im erheblichen Umfang möglich und erreicht je nach Antriebsleistung des Extrusionsmotors bis zu 19 Prozent. In bisher mehr als 10000 durchgeführten Audits konnte das SKZ auch immer wieder zeigen, dass sich durch richtiges Energiemanagement bis zu 30 Prozent Energie in der Produktion einsparen und vielversprechende Optimierungsmöglichkeiten entdecken lassen.

Transformation zur Kreislaufwirtschaft kann gelingen
In vielen Bereichen wird an der Transformation der Linear- zur Kreislaufwirtschaft gearbeitet und setzt diese als Zukunfts- und Querschnittsthema in den Fokus. In den Forschungstechnika des SKZ werden Prozesse praxisnah weiterentwickelt, die zur Herstellung von Regranulaten, Re-Compounds sowie zur Verarbeitung (Extrusion, Spritzguss, additive Fertigung, Fügen) von Rezyklaten zum Einsatz kommen; die erforderliche Qualitätssicherung ist gleich inklusive. Am SKZ werden Lösungen entwickelt, um Sekundärkunststoffe möglichst wieder in hochwertigen Anwendungen zum Einsatz zu bringen und das Design von Kunststoffprodukten nachhaltig und recyclingfähig zu gestalten.

So soll bspw. im Projekt COPPA eine offene und skalierbare Circular Collaboration Plattform (CCP) als unternehmensübergreifendes Informationskonzept etabliert werden. Dies soll Recyclern, Wiederaufbereitern, Verarbeitern von Kunststoffen, Verpackungsherstellern, Markenartiklern und Lebensmitteleinzelhändlern eine lückenlose Nachverfolgung von Kunststoffen aus Verpackungen ermöglichen.

Digitalisierung unterstützt die Transformation
Digitalisierung und Industrie 4.0 sind in der Kunststoffindustrie auch nicht mehr wegzudenken. Die Unternehmen haben ihren Digitalisierungsgrad in den letzten Jahren erheblich gesteigert. Besonders die bruchfreie Nutzung der Daten steht inzwischen im Fokus. Wo früher händisch geführte Prozessprotokolle anzutreffen waren, werden heute zeitaufgelöste Prozessdaten ausgewertet. Herausforderungen sind dabei noch, dass z.B. standardisierte Schnittstellen unterschiedlich umgesetzt werden oder relevante Daten nur über Umwege erfasst werden können. Dies aufzulösen, kostet viel Zeit bzw. Geld und ist eines der zentralen Probleme bei der Digitalisierung im Mittelstand.

Dabei ändern sich die Werkzeuge und Methoden kontinuierlich. Es ist ebenfalls eine Herausforderung, die vielen Informationen im Blick zu behalten. Hier helfen Forschungsprojekte zwischen Unternehmen und digitalen Technologieanbietern, die gemeinsam und gezielt ökonomisch und ökologisch tragfähige Lösungen entwickeln. Das Projekt CYCLOPS liefert bspw. Ansätze, um mit KI den Recyclateinsatz deutlich zu erhöhen und das Projekt ProBayes entwickelt Qualitätsmodelle zur Optimierung und Online-Überwachung von Spritzgussprozessen mithilfe Bayes’scher Netze.

Die Aufgaben sind also vielfältig. Dennoch: Innovative Lösungen aus der Forschung können die Resilienzfähigkeit von Unternehmen und Wirtschaft stärken. Ganz aktuell nimmt das SKZ die «Modellfabrik» ab 2023 in Betrieb. In hochmodernen Technika auf über 4700  m2 Nutzfläche werden dort zukunftsrelevante Themen, wie Digitalisierung in der Produktion, künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen für mehr Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz bearbeitet und machen die Kunststoffindustrie langfristig fit für die Zukunft.

EVENTS

Filtech

Internationale Fachmesse für Filter- und Trenntechnologie

Datum: 14.-16. Februar 2023

Ort: Köln (D)

Vivaness

Internationale Fachmesse für Naturkosmetik

Datum: 14.-17. Februar 2023

Ort: Nürnberg (D)

Global Industrie

Midest - smart Industries - Industrie - Tolexpo - die weltweit grössten Fachmessen für die Industriezulieferwirtschaft

Datum: 07.-10. März 2023

Ort: Lyon (F)

ZHAW-IFM Day

Der IFM-Day der ZHAW findet als Begegnungstag für FM-Ausbildung und FM-Praxis statt.

Datum: 10. März 2023

Ort: Wädenswil (CH)

Hannover Messe

TRANSFORMING INDUSTRY TOGETHER

Datum: 17.-21. April 2023

Ort: Hannover (D)

LogiMat

Internationale Fachmesse für Intralogistik

Datum: 25.-27. April 2023

Ort: Stuttgart (D)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 04.-10. Mai 2023

Ort: Düsseldorf (D)

SENSOR + TEST

Internationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik

Datum: 09.-11. Mai 2023

Ort: Nürnberg (D)

LABVOLUTION

Als europäische Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflows bildet die LABVOLUTION das gesamte Spektrum der Laborwelt ab und zeigt neue Wege für Anwenderbranchen auf.

Datum: 09.-11. Mai 2023

Ort: Messegelände Hannover (D)

EPHJ-EPMT-SMT

Interationale Ausstellung für Uhrenindustrie, Mikrotechnologie und Medizinaltechnik

Datum: 06.-09. Juni 2023

Ort: Palexpo Genf (CH)

Automatica

Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 27.-30. Juni 2023

Ort: München (D)

LASER World of PHOTONICS

Weltleitmesse für Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik

Datum: 27.-30. Juni 2023

Ort: München (D)

Additive Manufacturing Forum

Die Entscheider- und Expertenkonferenz bringt das gesamte Wertschöpfungssystem rund um die additive Fertigung zusammen.

Datum: 04.-05. Juli 2023

Ort: Berlin (D)

SINDEX

Schweizer Messe für industrielle Automatisierung

Datum: 05.-07. September 2023

Ort: Bern (CH)

Rehacare

Die REHACARE ist die internationale Fachmesse für Rehabilitation, Prävention, Inklusion und Pflege.

Datum: 13.-16. September 2023

Ort: Düsseldorf (D)

W3+ Fair Rheintal

Europas führende Plattform für Hightech-Innovationen

Datum: 20. -21. September 2023

Ort: Dornbirn (A)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 26.-28. September 2023

Ort: Basel (CH)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 26.-28. September 2023

Ort: Nürnberg (D)

A + A

Internationale Fachmesse für Persönlichen Schutz, Betriebliche Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit.

Datum: 24.-27. Oktober 2023

Ort: Düsseldorf (D)

AQUA Suisse

Die Schweizer Fachmesse für Wasser, Abwasser und Gas

Datum: 25.-26. Oktober 2023

Ort: Zürich (CH)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 25.-26. Oktober 2023

Ort: Zürich (CH)

Pumps & Valves

Fachmesse für Pumpen- und Ventiltechnik

Datum: 25.-26. Oktober 2023

Ort: Zürich (CH)

IN.STAND

Die Fachmesse für Instandhaltung und Services

Datum: 07.-08. November 2023

Ort: Stuttgart (D)

Swissbau

Die führende Plattform der Bau- und Immobilienwirtschaft in der Schweiz.

Datum: 16.-19. Januar 2024

Ort: Basel (CH)

analytica

Leitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie und analytica conference

Datum: 09.-12. April 2024

Ort: München (D)

Siams

Die Messe der Produktionsmittel der Mikrotechnik

Datum: 16.-19. April 2024

Ort: Halle d'Exposition, Moutier (CH)

IFAT

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft

Datum: 13.-17. Mai 2024

Ort: München (D)

drupa

Weltweit führenden Fachmesse für Drucktechnologien

Datum: 28. Mai - 07. Juni 2024

Ort: Düsseldorf (D)

ArbeitsSicherheitSchweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz & Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 05.-06. Juni 2024

Ort: Bern (CH)

aqua pro

B2B-Plattform in der Schweiz für Fachkräfte des Globalen Wasserkreislaufs

Datum: 2024

Ort: Bulle (CH)

Achema

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

Datum: 10.-14. Juni 2024

Ort: Frankfurt am Main (D)

all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

Cleanzone

Internationale Fachmesse und Kongress für Reinraumtechnologie

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Frankfurt am Main (D)

FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 24.-26. September 2024

Ort: Nürnberg (D)

Ilmac Lausanne

Networking. Forum. Aussteller

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Lausanne (CH)

Ifas

Fachmesse für Gesundheitsmarkt

Datum: 22.-24. Oktober 2024

Ort: Digital (CH)

electronica

Weltleitmesse und Konferenz der Elektronik

Datum: 12.-15. November 2024

Ort: München (D)

all4pack Paris

The global marketplace for Packaging Processing Printing Handling

Datum: 04.-07. November 2024

Ort: Paris (F)

Bezugsquellenverzeichnis