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

Hannover Messe

Transfoming Industry Togheter

Datum: 22.-26. April 2024

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IFAT

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

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Datum: 28. Mai-07.Juni 2024

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Datum: 05.-06. Juni 2024

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Datum: 10.-14. Juni 2024

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EPHJ-EPMT-SMT

Internationale Ausstellung für Uhrenindustrie, Mikrotechnologie und Medizinaltechnik

Datum: 11 – 14 Juni 2024

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SENSOR + TEST

Internationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik

Datum: 11.-13. Juni 2024

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Datum: 28.-29. August 2024

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Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 28.-29. August 2024

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Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 24.-26. September 2024

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W3+ Fair Jena

Europas führende Plattform für Forschung und Innovationskraft

Datum: 25.-26. September 2024

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Cleanzone

Internationale Fachmesse und Kongress für Reinraumtechnologie

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Frankfurt am Main (D)

Rehacare

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

Datum: 25.-28. September 2024

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Ilmac Lausanne

Networking. Forum. Aussteller

Datum: 25.-26. September 2024

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Ilmac

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Datum: 18.-19. September 2024

Ort: Lausanne (CH)

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Die Messe für Instandhaltung und Services

Datum: 08.-09. Oktober 2024

Ort: Stuttgart (D)

VISION

Weltleitmesse für Bildverarbeitung

Datum: 08.-10. Oktober 2024

Ort: Stuttgart (D)

IFAS

Fachmesse für den Gesundheitsmarkt

Datum: 22.-24. Oktober 2024

Ort: Zürich (CH)

ALL4PACK EMBALLAGE

The global marketplace for Packaging Processing Printing Handling

Datum: 04.-07. November 2024

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Weltleitmesse und Konferenz der Elektronik

Datum: 12.-15. November 2024

Ort: München (D)

SEMICON Europa

Europäische Leitmesse für Mikroelektronik

Datum: 12.-15. November 2024

Ort: München (D)

VALVE WORLD EXPO

Weltweite Leitmesse für Industrie-Armaturen

Datum: 03.-05. Dezember 2024

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LABVOLUTION

Europäische Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflows

Datum: 20.-22. Mai 2025

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Automatica

Die Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 24.-27. Juni 2025

Ort: München (D)

LASER World of PHOTONICS

Weltleitmesse und Kongressfür Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik

Datum: 24.-27. Juni 2025

Ort: München (D)

SINDEX

Schweizer Messe für industrielle Automatisierung

Datum: 02.-04. September 2025

Ort: Bern (CH)

CMS Berlin

Internationale Leitmesse für Reinigung und Hygiene

Datum: 23.-26. September 2025

Ort: Berlin (D)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 23. - 25. September 2025

Ort: Nürnberg (D)

A + A

Messe und Kongress für Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit

Datum: 04.-07. November 2025

Ort: Düsseldorf (D)

AQUA Suisse

Die Schweizer Fachmesse für kommunales und industrielles Wassermanagement.

Datum: 26.-27. November 2025

Ort: Zürich (CH)

Pumps & Valves

Die Fachmesse für industrielle Pumpen, Armaturen & Prozesse

Datum: 26. - 27. November 2025

Ort: Zürich (CH)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 07.-13. Mai 2026

Ort: Düsseldorf (D)

Bezugsquellenverzeichnis