Das Kunststoff-Zentrum SKZ und Farrel vereinbaren eine Kooperation im Bereich der Herstellung technischer Compounds mit Hilfe des Farrel Continuous Mixers. Zu diesem Zweck wird im Technikum des SKZ in Würzburg ein Continuous Mixer CP125 installiert. Mit diesem sollen neue Prozesse entwickelt und die Potenziale dieser Maschinentechnik für neue, herausfordernde Fragestellungen untersucht werden.
Der Continuous Mixer ist ein etabliertes Maschinenkonzept, welches besondere Stärken bei der Herstellung Polyolefin basierter Compounds und Masterbatches aufweist. Die Maschine ist ausgelegt für die Verarbeitung von anspruchsvollen Compounds, die z. B. hohe Anteile mineralischer Füllstoffe, Additive, Pigmente beinhalten, wie auch für die Verarbeitung von Compounds, die gleichzeitig eine hohe Mischintensität und niedrige Temperaturbelastung benötigen.

Durch diese Erweiterung wird die einzigartige Stellung des SKZ im Bereich der Compoundierung weiter ausgebaut. Prof. Dr. Martin Bastian, Leiter des SKZ, und Dr. Peter Heidemeyer, Leiter der Forschung und Entwicklung am SKZ, freuen sich, dass nun nahezu alle Compoundierkonzepte an einem Ort verfügbar sind und interessierten Industrieunternehmen für Versuche und Entwicklungen zur Verfügung stehen.
 

Große Freude im Kindergarten St. Nikolaus in Gerbrunn. SKZ Institutsdirektor Prof. Martin Bastian kam mit cirka 500 großformatigen Bausteinen im Gepäck. Schon vor Weihnachten erhielten neben dem Kindergarten St. Nikolaus noch 20 weitere Kindertagesstätten aus der Region die heiß begehrten Steine.

Bereits im Jahr 2010 hat Deutschlands größter Kunststoff-Dienstleister mit Hauptsitz in Würzburg eine große Anzahl Bausteine verschenkt. Die Steine werden im Rahmen von Forschungsarbeiten, bei der es zum Beispiel um die Verbesserung der Temperierung von Spritzgießwerkzeugen geht, hergestellt. „Wir wollen hiermit den Kindern aus der Region eine Freude machen und außerdem den einen oder anderen Verantwortlichen Unternehmer der Region zum Nachahmen solcher Taten animieren“, freut sich Prof. Bastian über die gelungene Aktion.
Die große Bedeutung des SKZ für die Kunststoffbranche machte es möglich, dass sich die Großindustrie immer wieder großzügig zeigt. So wird auch dieses Forschungsprojekt umfangreich unterstützt, zum Beispiel mit der kostenlosen Bereitstellung der Spritzgießmaschine der Firma Arburg und einer Materialspende der Firma Styrolution.

Kindergartenleiterin Angela Scholz freute sich gemeinsam mit SKZ Institutsdirektor Prof. Bastian über die vielen Bausteine für den Nachwuchs.

Dieses Jahr feiert Das Kunststoff-Zentrum – SKZ seinen 50. Geburtstag als einer der deutschland- und weltweit größten Partner der Kunststoff-Industrie mit weitreichenden Kompetenzen. WPC ist eine davon. Seit vielen Jahren begleitet das SKZ die Entwicklung neuer WPC Materialien, die Sicherung der Qualität der hergestellten Produkte sowie die Weiterqualifizierung der Fach- und Führungskräfte in den Betrieben.

Abbildung 1: Themengebiete des SKZ im Bereich WPC

Eine derartige Kombination aus genauer Detail-kenntnis der einzelnen Schritte der Wertschöpfungskette (Abbildung 1) ist außerordentlich hilfreich, um weitreichende Verbesserungen in solchen Fragestellungen zu erreichen. Bei Aufgaben, die über die vorhandenen Kompetenzen hinausgehen, wird auf das sehr große Netzwerk an sonstigen Forschungseinrichtungen, Prüflabors und Industrieunternehmen zurückgegriffen. Dies macht das SKZ zu einem idealen Entwicklungspartner für beliebige Fragen rund um das Thema WPC.

Produktideen – Über den Tellerrand hinausschauen

Derzeit stellen die Terrassenbeläge und verwandte Produkte wie Fassadenverkleidungen und Geländer sicherlich das größte Anwendungsfeld von WPC dar. Schaut man aber genauer hin, sieht man eine zunehmend größere Bandbreite von Bereichen, in denen diese Materialklasse erhebliche Vorteile bieten kann. Obwohl die Substitution bestehender Materialien häufig naheliegend ist, liegt ein meist viel größeres Potenzial in der Erschließung vollkommen neuer Anwendungsfelder, die nur durch neue Materialien erschlossen werden können. Ein prominentes Beispiel aus dem SKZ ist die Nutzung von WPC zur Herstellung von Keramikteilen (SiC), siehe Abbildung 2. Dabei wird die freie Formbarkeit der Materialien mithilfe etablierter Kunststoffverarbeitungsverfahren ausgenutzt. So ist die effiziente Her-stellung von komplexen Geometrien ohne aufwendige Nachbearbeitungsschritte möglich. Die WPC-Formteile werden pyrolysiert und mit Silizium infiltriert, sodass schließlich keramische Bauteile entstehen. Es ist inzwischen davon auszugehen, dass in nicht allzu weiter Ferne, eine Reihe von WPC-basierten SiC-Bauteilen in High-Tech-Anwendungen zu finden sein werden.

Abbildung 2: Direktextrusion eines WPC-Wellenprofils zur Herstellung von Keramikbauteilen

Maßgeschneiderte Materialien – Die Mischung macht’s

Die Zusammensetzung einer Rezeptur (Abbildung 3) ist die erste wichtige Einflussgröße, die über den Erfolg eines Produkts entscheidet. So hängen die Verarbeitbarkeit und somit auch direkt die Möglichkeit ein Produkt wirtschaftlich herzustellen, meist direkt von der Mischung ab. Optimierte Mischungen können in vielen Fällen erheblich effizienter verarbeitet werden.
Natürlich ist die Rezeptur auch entscheidend für Eigenschaften eines Produkts im Einsatz und somit letztendlich auch für erzielbare Produktionspreise und die Zufriedenheit eines Kunden. Am SKZ werden aus diesem Grund zielorientierte Rezepturen entwickelt, mit deren Hilfe es möglich wird, WPC in unterschiedlichsten Verfahren aufzubereiten und zu verarbeiten. Der Fokus liegt stets auf den späteren Anwendungen, es werden also Mischungen entwickelt, die für späteren Einsatzzweck maßgeschneidert sind.

Abbildung 3: Hauptbestandteile einer WPC-Rezeptur: oben Holzpartikel, links Kunststoff, rechts Additive

Verarbeitung – Direkt oder zweistufig, das ist immer wieder die Frage!

Für ein optimales Compound ist darüber hinaus auch die Aufbereitungstechnologie, also die Methodik zur Herstellung der Mischungen, essenziell, da eine Vielzahl an Wechselwirkungen zwischen der Zusammensetzung der Rezeptur und der Verfahrenstechnik bei der Mischungszubereitung besteht. Hierfür stehen nahezu alle relevanten Verfahren im Verarbeitungstechnikum des SKZ bereit (Abbildung 4), um entweder die Verfahrenstechnik für eine gegebene Rezeptur zu optimieren oder die Rezeptur an die bestehende Aufbereitungsmethodik anzupassen.

Abbildung 4: Technische Ausstattung für die Auf- und die Verarbeitung von WPC am SKZ:
RingExtruder (links, oben), Planetwalzenextruder (rechts, oben), Doppelschneckenextruder gleichlaufend (links, unten) und gegenlaufend (rechts, unten)

Bei der Herstellung von Produkten aus WPC werden in der industriellen Praxis derzeit intensiv zwei Philosophien diskutiert. Einerseits werden WPC-Produkte in zwei Schritten hergestellt, dazu werden in einem ersten Schritt die Rezepturen aufbereitet und dann anschließend in einem zweiten Schritt zu einem Halbzeug oder Produkt verarbeitet. Andererseits besteht auch die Möglichkeit, beide Schritte zu kombinieren: also die Aufbereitung und die Herstellung in einem Schritt auf der Verarbeitungsmaschine durchzuführen (Abbildung 2). Beide Verfahren haben Vor- und Nachteile, die es für die Produkte und vor allem auch für jeden Betrieb abzuwägen gilt.

Verbinden? – Kein Problem!

In den meisten Fällen ist ein Produkt Bestandteil eines Systems, wobei die Verbindungstechnik zur Entwicklung von umfassenden Lösungen mit dem größten Kundennutzen eine wesentliche Fragestellung bildet. Gerade sehr hochgefüllte Systeme mit polyolefiner Matrix stellen hier Herausforderungen dar. In diversen Arbeiten wurde hierzu am SKZ ein umfassendes Know-how erarbeitet.
Typische Aktivitäten in diesem Bereich umfassen neben der Beratung bei der Auswahl der besten Verfahren auch Fragestellungen zur Festlegung bzw. Ermittlung der optimalen Fügebedingungen und –parameter.

Prüfen? – Eine Kernkompetenz!

Mit der Entwicklung neuer Werkstoffe oder gar neuer Werkstoffklassen sind viele Hoffnungen und Erwartungen verbunden. Inwieweit diese Erwartungen berechtigt sind und vor allem ob sie auch für den gesamten Lebensweg des Produkts erfüllt werden, beantworten die SKZ-Experten im Bereich der Prüftechnik. So werden Eigenschaften nach nationalen und internationalen Normen im akkreditierten Prüflabor ermittelt.
Vor allem für noch junge Werkstoffe wie WPC stellt sich stets die Frage, ob die vorhandenen Normen für die Prüfung der Materialien und der Produkte geeignet sind. Gerade bei der Prüfung von Bauteilen ergibt sich häufig die Notwendigkeit, neue Prüfverfahren zu entwickeln, die an die neue Materialklasse angepasst sind. Hier arbeiten die Wissenschaftler sowohl an der Entwicklung neuer, schneller und effizienter Verfahren zur Ermittlung der Gebrauchseigenschaften und der Lebensdauer, als auch an der Entwicklung von geeigneten Prüfparametern für Produkte aus dieser neuen Werkstoffklasse.
Darüber hinaus spielt bei der Herstellung von WPC immer mehr die prozessbegleitende Qualitätssicherung eine Rolle. Ansatzpunkt ist die schnelle Ermittlung der produzierten Qualität mithilfe von inline-, online- oder atline-installierten Prüfgeräten. So kann mit Hilfe von Terahertz-Spektrometern oder Ultraschallmessgeräten die Dispergiergüte bestimmt bzw. mit Hilfe von Spektralfotometern die Farbe der hergestellten Produkte ermittelt werden. Diese und weitere Methoden werden eingesetzt, um sicherzustellen, dass mithilfe der verfügbaren Messgeräte die maximale Qualität in minimaler Zeit hergestellt und diese Qualität gegenüber Kunden auch dokumentiert werden kann.
Normung – Der Krieg der Welten?
In den letzten Jahren hat sich gezeigt, dass bei der Herstellung von WPC-Erzeugnissen zwei Branchen aufeinandertreffen – die Kunststoff- und die Holzbranche. Dies hat erheblichen Einfluss auf die Normung, da in beiden Branchen unterschiedliche Prüfparameter und -auswertungen bei prinzipiell vergleichbaren Prüfungen angewandt werden. In der Vergangenheit führte dies zu erheblichen Verwirrungen z.B. bei der Angabe von Materialkennwerten in Datenblättern, da unterschiedliche Parameter bei der Ermittlung der Daten zu grundlegend verschiedenen Ergebnissen führen.

Abbildung 5: Gütesiegel des Verbandes der Deutschen Holzwerkstoffindustrie e.V. (VHI)

Aus dieser Erkenntnis haben sich diverse Aktivitäten entwickelt, die Ermittlung wesentlicher Parameter zu normen. Am weitesten fortgeschritten in Deutschland ist eine Güterichtlinie des Verbands der Deutschen Holzwerkstoffindustrie e. V. (VHI). Hier werden grundlegende Prüfbedingungen und Anforderungen an WPC festgelegt. Wenn alle Bedingungen erfüllt sind, darf das VHI-Gütesiegel (Abbildung 5) geführt werden. Das SKZ ist eine vom VHI anerkannte Prüfstelle.
Etwas langfristiger angelegt sind die Aktivitäten des EN und des DIN in denen derzeit erste Entwürfe für eine Vornorm existieren. Auch in diesem Gremium engagiert sich das SKZ, um Kunden schnell und umfassend über anstehende Regulierungen informieren zu können.

Ausbildung – Durch qualifizierte Mitarbeiter zum Qualitätsprodukt
 

Wenn ein neuer Mitarbeiter gefunden wurde, steht Ihnen das SKZ gerne zur Verfügung. Um den neuen Mitarbeiter in kürzester Zeit fit für die Aufgaben im jeweiligen Betrieb zu machen, kann das SKZ Kunden mit seinem breiten Know-how und der langjährigen Erfahrung unterstützen.
Die Herstellung qualitativ hochwertiger Produkte erfordert Mitarbeiter, die gleichermaßen Verständnis für den Herstellprozess mitbringen, wie auch ein umfassendes Qualitätsbewusstsein. Aus dieser Erkenntnis resultierend existieren am SKZ eine Vielzahl von Veranstaltungen zur zielgerichteten Ausbildung von Mitarbeitern. Vom Mitarbeiter im Wareneingang, der in einem entsprechenden Lehrgang in die Prüftechnik und Anforderungen der Warenein-gangsprüfung eingeführt wird, über die zertifizierte Schulung der Maschinenbediener und Einrichter im Extrusions- oder Spritzgussbetrieb bis hin zur Ausbildung von Industriemeistern Kunststoff und Kautschuk existieren eine Vielzahl an Möglichkeiten sowohl gewerbliche als auch technische und kaufmännische Mitarbeiter im jeweiligen Bereich optimal für den Werkstoff Kunststoff und WPC auszubilden.

Qualitätssicherung – Nutzen contra Aufwand?

Qualität sollte System haben. Vielfach kann hier die Einführung von Managementsystemen wie z. B. ISO 9001 oder auch ISO 14001 (Umweltmanagement) entscheidend dazu beitragen, dass Prozesse im Unternehmen betrachtet, besser verstanden und in der Folge auch optimiert werden. Letztlich wird dadurch auch eine verbesserte Qualität der Produkte erreicht. Dabei sind die vielfach als lästig empfundenen Formalitäten der Grund, etablierte Abläufe in Frage zu stellen. Mit den eingeführten Managementsystemen können Firmen viel Geld sparen und ihre Umsätze steigern.

1 + 1 > 2?

„Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile“ – dieses (verkürzte) Zitat von Aristoteles beschreibt die Kompetenzen im Bereich WPC am SKZ. Denn SKZ-Mitarbeiter sind ausgewiesene Experten im Bereich der Entwicklung von Materialien, im Bereich der Verarbeitungstechnik, im Bereich der Prüfung und im Bereich der Qualitätssicherung, die ihr Wissen in ständiger Kommunikation ergänzen. Nur so sind schnelle und umfassende Problemlösungen möglich. So können Produktionsprobleme aus unterschiedlichen Blickwinkeln betrachtet und optimale Lösungen generiert werden.

Die Autoren
Dipl.-Ing. Serhiy Yatsenko, geb. 1984, ist wissen-schaftlicher Mitarbeiter im Kunststoff-Zentrum (SKZ), Würzburg
Dr. rer. nat. Itana Radovanovic, geb. 1977, ist Ge-schäftsfeldleiterin des Bereiches Materialentwick-lung am SKZ
Dr.-Ing. Karsten Kretschmer, geb. 1973, ist stellver-tretender Geschäftsführer der Forschung und Ent-wicklung und Geschäftsfeldleiter des Bereichs Compoundieren/Extrudieren am SKZ
Dr.-Ing. Peter Heidemeyer, geb. 1959, ist Geschäfts-führer der Forschung und Entwicklung des SKZ
Prof. Dr.-Ing. Martin Bastian, geb. 1966, ist Institutsdirektor des SKZ

Am 1. November 2011 wurde in Kunshan im Rahmen der Eröffnung der Startup Factory ein weiterer Bildungsstandort des SKZ in Betrieb genommen.

Das Kunststoff-Zentrum SKZ hat schon seit einigen Jahren das Potential des chinesischen Marktes erkannt, um seine Aktivitäten im Bereich Aus- und Weiterbildung auszubauen. Bisheriger Höhepunkt war 2010 die Gründung einer 100-prozentigen Tochterfirma, der Sino - German Plastic Technology Service Co., Ltd. in Cheng De unter der Leitung von Frau Haiyun Yang. Derzeit werden in China Lehrgänge in den Bereichen Spritzgießen, Extrusion, Schweißen und Faserverbundtechnologie als Inhouse-Schulungen - also direkt in den jeweiligen Firmen - von SKZ-Mitarbeitern aus Deutschland durchgeführt. Die Lehrgänge finden in deutscher Sprache mit Synchronübersetzung ins Chinesische statt. Vor allem der hohe Praxisanteil der Schulung kommt bei den chinesischen Trainees sehr gut an.

Um sich auf dem chinesischen Aus- und Weiterbildungsmarkt dauerhaft und nachhaltig zu etablieren, hat das SKZ sich entschieden in China ein Training Center mit entsprechend eingerichteten Technika zu eröffnen, um zukünftig Praxislehrgänge u. a. zu oben genannten Themen als offene Kurse anbieten zu können. Die Lehrgänge sollen mittelfristig auf Chinesisch durch Mitarbeiter vor Ort durchgeführt werden.

Das SKZ Training Center befindet sich in der Startup Factory in der Stadt Kunshan, Provinz Jiangsu, liegt also ca. 40 Kilometer westlich von Shanghai. Das Training Center bietet vielen der im Großraum Shanghai angesiedelten Unternehmen aus der Kunststoff-Branche beste Voraussetzungen, Fachkräfte nach deutschen Standards ausbilden zu lassen. (Bild: Bayerns Wirtschaftsminister Martin Zeil 4. von links)

Die Startup Factory ist ein Modell zweier deutscher Unternehmer mit langjähriger China-Erfahrung, das kleinen und mittelständischen Unternehmen einen leichten Einstieg in den chinesischen Markt durch umfangreiche Unterstützung ermöglicht. Am 01. November 2011 nahm Bayerns Wirtschaftsminister Martin Zeil im Rahmen seines Chinabesuchs an der Eröffnung der Startup Factory in Kunshan teil. Das SKZ freute sich sehr über die Teilnahme des Ministers an der Eröffnung seines neuen Standortes.

Das SKZ steht nun bereits seit 50 Jahren für kompetente Aus- und Weiterbildung in der Kunststoffindustrie. Die Erfahrung seiner Mitarbeiter macht das SKZ zu einem gefragten Partner, wenn es um die praxisorientierte Weiterbildung von Fach- und Führungskräften geht, aber auch wenn Beratung und Planung von nationalen wie internationalen Projekten auf dem Plan stehen. Seit vielen Jahren sind Aus- und Weiterbildungsveranstaltungen des SKZ auch in Ländern außerhalb Deutschlands sehr gefragt. So unterhält das SKZ derzeit Bildungseinrichtungen in den Vereinigten Arabischen Emiraten, in China, in Russland, in den USA, in Algerien und im Iran und veranstaltet Seminare, Tagungen und Kongresse für ein internationales Publikum. Das Prädikat „Training made in Germany“ wird mehr und mehr auch im Ausland sehr gut aufgenommen und so wird das SKZ seine internationalen Weiterbildungsmaßnahmen künftig noch weiter ausbauen. Das Angebot von Praxislehrgängen auf internationalem Boden und das Mitwirken bei internationalen Projekten machen das Kunststoff-Zentrum somit zu einem global player im Bereich der Kunststoffe in Europa und weltweit.

Dubai (V.A.E.)
Seit der Eröffnung des ersten „SKZ Training Centre Middle East“ in Dubai im Jahr 2008 hat das SKZ zusammen mit seinem Partner vor Ort, BMC Gulf LLC, bereits über 200 Kunststoffschweißer nach deutschen DVGW-Richtlinien weitergebildet und geprüft. Dieses Weiterbildungsangebot ist speziell konzipiert für Ingenieure und Fachkräfte, die bei Projekten mit Kunststoffrohrsystemen für die Planung, Konstruktion und Überwachung verantwortlich sind, für Schweißaufsichten, die die Schweißarbeiten vor Ort prüfen und überwachen, sowie für Kunststoffschweißer, um die Schweißarbeiten von HDPE-Rohrsystemen fachgerecht durchführen zu können. Die in Theorie und Praxis aufgeteilten Lehrgänge sind einzigartig im gesamten Mittleren Osten. Das SKZ Training Centre in Dubai ist technisch komplett ausgestattet und bietet die Möglichkeit zur Vermittlung theoretischer Grundlagen aus verschiedenen Bereichen der Kunststoffindustrie ebenso wie praktische Workshops an bzw. mit entsprechenden Geräten und Anlagen nach aktuellem Stand der Technik zur Verbesserung der Fertigkeiten beim Schweißen von Kunststoffrohren.

„Wir haben festgestellt, dass die Mehrzahl der auftretenden Schäden an Kunststoffrohrsystemen auf eine mangelhafte Erfahrung bei der Installation zurückzuführen ist oder das Ergebnis aus unzureichendem Know-how der Kunststoffschweißer, denen oftmals die sichere Beherrschung der entsprechenden Schweißtechniken fehlt“, erklärt Reda Ashkar, General Manager of BMC Gulf. „Qualitätskontrollen und Überwachungen sind zwingend nötig, um die Haltbarkeit und die Lebensdauer von Gas- und Wasserleitungen in der Region garantieren zu können. Das SKZ Training Centre trägt wesentlich dazu bei, dieses Ziel zu erreichen.“

China
In China werden Kunststoffschweißer sowohl im industriellen als auch im erdverlegten Rohrleitungsbau durch staatliche Institutionen ausgebildet. Die Qualität der Ausbildung ist dabei allerdings nicht auf dem Niveau wie es beispielsweise in Deutschland zu finden ist. Entsprechend häufig kommt es dadurch zu Reklamationen an Rohrleitungssystemen. Der volkswirtschaftliche Schaden ist folglich immens. Die Notwendigkeit, das Niveau der Ausbildung schnellstens anzuheben, hat inzwischen auch die chinesische Regierung erkannt und einen entsprechenden Handlungsbedarf festgestellt. Dem SKZ ist es gelungen, mit den für diese Ausbildung zuständigen Organisationen Kontakt herzustellen und erste Koordinationsgespräche zu führen.

Die künftige Ausbildung von Kunststoffschweißern in China wird sich sehr an das deutsche System anlehnen, auch deshalb, weil die Standards des DVS bereits Eingang in chinesischen Standards gefunden haben.
Das SKZ bietet hierzu sein Know-how bei der Einrichtung von Schweißwerkstätten an. Es werden sowohl Lehrgänge für Schweißer als auch Trainingsprogramme für Ausbilder - sogenannte „train the trainer“-Programme - angeboten. Um näher am Kunden sein zu können, gründete das SKZ im Frühjahr 2010 in China eine eigene Niederlassung unter dem Namen SINO – German Plastic Technology Service (Cheng De) Co., Ltd.

Algerien
Ein weiteres internationales Projekt, an dem das SKZ maßgeblich beteiligt war, fand im Juni 2010 mitten in der Sahara in Algerien statt. Die Aufgabe der SKZ Mitarbeiter bestand darin, die Facharbeiter vor Ort im Heizelementstumpfschweißen auszubilden, um in einem Gasfeld ein Rohrleitungssystem aus Kunststoff zu installieren, welches Löschwasser bereitstellen soll. Die Schulungsteilnehmer wurden sowohl über den verwendeten Werkstoff HDPE als auch über die Besonderheiten der Schweißprozesse unterrichtet. Auch die Dokumentation der Arbeiten und die visuelle Qualitätskontrolle der Schweißverbindungen zählten zu den Aufgaben der SKZ Mitarbeiter.

Die hohen Temperaturen und der starke Wind, der den feinen Sand immer wieder in die Luft wirbelte, waren eine große Herausforderung für Mensch, Material und Maschinen. In der Schulung lernten die Teilnehmer mit diesen Extrembedingungen umzugehen. Eine weitere Aufgabe, die die Mitarbeiter des SKZ zu lösen hatten, war die Verbindung unterschiedlicher Standards: So wurden die eingesetzten Maschinen nach deutschen Standards gebaut, die Kunststoffrohre aber nach amerikanischen Vorgaben.

Seit Juli 2010 lernen Schulklassen in Bayern in einem eigens dafür eingerichteten Schülerlabor die Welt der Kunststofftechnik hautnah kennen.

„Im SKZ Lab wird Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit geboten, aktiv in die Welt der Kunststoffe zu blicken und einen Tag im Betriebsalltag der Kunststoffproduktion zu verbringen“, erklärt Helmut Hofmann, Ansprechpartner vom SKZ. In fünf Teams bearbeiten die Schüler einen „Kundenauftrag“. Sie entwickeln und erarbeiten das Design, sie lernen mit Maschinen und Werkzeug umzugehen, Kalkulationen zu erstellen, Produktqualität zu überprüfen und an Verbesserungen zu arbeiten. Außerhalb der Schule Naturwissenschaften – in diesem Falle Kunststofftechnik – zu erleben, bietet den Jugendlichen einen ganz besonderen Reiz: Es können Geräte und Techniken vorgestellt und ausprobiert werden, die in Schulen nicht zur Verfügung gestellt werden können.

Die Schüler lernen an diesem Tag, Verantwortung zu übernehmen, Informationen zu erarbeiten und richtig weiter zu geben, Zusammenhänge zu erkennen und zu nutzen. Sie können selbständig Wissen erarbeiten, Entscheidungen treffen, Informationen weitergeben, Prozesse in Gang setzen.

Jeder Schüler erhält am Ende des Tages ein Zertifikat, das hergestellte Produkt und die Klasse eine CD mit allen Ergebnissen und Bildern. Das didaktische Konzept beruht auf dem Vorbild des Baylab plastics, das von Bayer Material Science in Leverkusen erfolgreich betrieben wird. Seit seiner Eröffnung Anfang 2007 nahmen inzwischen mehr als 8.000 Jugendliche mit mehr als 950 Lehrern an eintägigen Kursen teil (www.baylab-plastics.de).

Die technische Ausstattung des Schülerlabors verdankt das SKZ zahlreichen Sponsoren aus der Kunststoff-Branche sowie finanziellen Mitteln des Freistaats Bayern. Gefördert durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie ist die Teilnahme für Schulen kostenlos. Das Interesse an den rund 45 Terminen im Jahr ist immens groß und die einzelnen Termine entsprechend schnell ausgebucht.
Das Projekt sollte Schule machen – noch ist der Freistaat Bayern allerdings das einzige Bundesland in Deutschland, das ein solches Projekt finanziell unterstützt.

• Anstoßen: SKZ - Das Kunststoff-Zentrum und InQu Informatics initiieren gemeinsam eine breit angelegte Branchenumfrage
• Aufdecken: Die Erhebung soll Optimierungspotentiale im Bereich der Fertigung aufzeigen
• Weiterdenken: Aus den gewonnenen Daten können branchenübergreifende Lösungsvorschläge erarbeitet werden

InQu Informatics, Spezialist für die Optimierung von Fertigungsprozessen, und das Kunststoff-Zentrum SKZ starten gemeinsam eine Branchenumfrage zum Thema „Eco Manufacturing – ökoeffiziente Fertigung in der Kunststoffindustrie“. Mit Hilfe der Erhebung unter Fertigungsleitern, Qualitätsmanagern und Geschäftsführern aus Kunststoff verarbeitenden Unternehmen möchten beide Partner Optimierungspotenziale auf der Fertigungsebene aufdecken. Auf Basis der Umfrageergebnisse sollen Lösungsansätze entwickelt werden, die ein gezieltes Energie-Controlling beinhalten und so zur Reduzierung der Unternehmenskosten beitragen. Begleitet wird die Umfrage von der Quality Engineering, einer der führenden Fachzeitschriften im Bereich Qualitätsmanagement und Qualitätssicherung.

Energieeinsparpotenziale in der Kunststoffindustrie ermitteln
Die Kunststoffindustrie ist in besonderem Maße auf Innovationen angewiesen. Technologisch anspruchsvolle Produktions-, Verarbeitungs- und Umwandlungsprozesse sind sehr energieintensiv und können durch die Op-timierung und Flexibilisierung effizienter und kostengünstiger gestaltet werden. Angesichts steigender Energiekosten suchen die Unternehmen zunehmend nach Einsparpotentialen im Fertigungsbereich, denn hier wird oft ein erhebliches Maß an Energie unkontrolliert verbraucht.

Im Bereich der Logistik wird z.B. durch effizientere Transportmittel- und wege Kraftstoff gespart. In der Auswahl der Energieversorger setzt man zunehmend auf regenerative Energiequellen. Ein bisher vielerorts vernachlässigter Bereich ist die Fertigung selbst. Deutschlandweit existieren allerdings kaum repräsentative Daten zu Art und Umfang der realisierten Maßnahmen. Präzise Erhebungen zur Reduzierung von Energiekosten in der Fertigung können in diesem Zusammenhang etwa bestehende Informationsdefizite unter den verantwortlichen Mitarbeitern oder technologische Hürden aufzeigen.

Mit Hilfe einer breit angelegten Umfrage unter Fertigungsleitern, Qualitätsmanagern und Geschäftsführern aus produzierenden Kunststoffunternehmen möchten die InQu Informatics GmbH und das Kunststoff-Zentrum SKZ nun Optimierungspotenziale aufdecken. Auf Basis der Umfrageergebnisse sollen Lösungsansätze entwickelt werden, die ein gezieltes Energie-Controlling beinhalten und so zur Reduzierung der Unternehmenskosten beitragen. Die Erwartungen sind alles andere als bescheiden: „Ziel ist es, die Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit einer ganzen Branche nachhaltig zu steigern sowie Unternehmenskosten durch gezieltes Energie-Controlling zu reduzieren“, so Peter Pauls, Geschäftsführer der InQu. Der Umfragezeitraum startet Ende Oktober. Mit ersten Ergebnissen wird bereits im Dezember 2011 gerechnet.   
Sie erreichen die Onlineumfrage unter: http://www.umfrageonline.com/live.php?code=6fd6895

Über die InQu Informatics GmbH
InQu Informatics ist ein Spezialist für die Optimierung von Produktionsabläufen. Das Unternehmen entwickelt seit rund 20 Jahren innovative MES-Lösungen (Manu-facturing Execution Systems), die dazu beitragen, die Lücke zwischen ERP-System und Produktion zu schlie-ßen. Die skalierbaren und mehrsprachigen Lösungs-komponenten von InQu Informatics werden heute von Kunden in 25 Ländern erfolgreich eingesetzt. Sie bein-halten Planungs-, Steuerungs- und Qualitätssiche-rungsfunktionen, aber auch Funktionen für das Mana-gement und die Auswertung von Fertigungsprozessen.
Das Manufacturing Execution System InQu.MES ent-spricht der Richtlinie VDI 5600. Es liefert das Instrumen-tarium zur sicheren Beherrschung aller Produktions-, Qualitäts- und Logistikprozesse im Unternehmen. Durch den Einsatz der .NET-Technologie von Microsoft lässt sich InQu.MES schnell in allen produzierenden Bran-chen weltweit implementieren und von den Anwendern intuitiv bedienen. Die einzelnen Funktionsblöcke von InQu.MES werden in drei Module (Prozessmanage-ment, Qualitätsmanagement, Informationsmanagement) geteilt. Diese lassen sich je nach Bedarf unabhängig oder auch im Verbund mit anderen Systemen einsetzen. Weitere Informationen über InQu Informatics finden Sie im Internet unter www.inqu.de.

Ein aktuelles Forschungsprojekt des Kunststoff-Zentrums (SKZ) Würzburg hilft dabei, diese Fragen zu beantworten. Ziel ist ein Instrument, mit dem Hersteller anhand eines Benchmarkings mit Konkurrenzwerkstoffen die Nachhaltigkeit ihrer WPC-Produkte individuell untersuchen und bewerten können. Das Projekt wird in Kooperation mit der Universität Göttingen (Abteilung Holzbiologie und Holzprodukte) und dem Karlsruher Institut für Technologie KIT (Zentralabteilung für Technikbedingte Stoffströme) durchgeführt.

Im Fokus des Projekts stehen Terrassenbeläge, die als Außenanwendungen besonders hohe Anforderungen an die eingesetzten Materialien stellen. Ein sehr wichtiger Parameter ist dabei die Witterungsbeständigkeit. Sie ist Voraussetzung für eine lange Lebensdauer, die wiederum ein wichtiger Baustein für niedrige Lebenszykluskosten und eine vorteilhafte Ökobilanz ist.

Kann WPC hier gegenüber Holz punkten? Um diese Frage zu beantworten, werden mehrere Produkte aus WPC sowie Terrassendielen aus Bilinga (Tropenholz) und kesseldruckimprägnierter Kiefer verschiedenen Tests unterzogen: Klimawechsellagerung und künstliche Bewitterung im Labor liefern ein erstes Datengerüst, um relative Unterschiede in der zu erwartenden Lebensdauer zu evaluieren. Durch Praxistests unter realen Nutzungsbedingungen sollen diese Ergebnisse überprüft und validiert werden. Hierzu wurde ein mehrjähriger Ringversuch mit Freilandbewitterungen in Deutschland und Belgien gestartet. Die Untersuchung soll Aufschluss darüber geben, wie sich u.a. Abmessungen, Durchbiegung und Form unter verschiedenen klimatischen Randbedingungen und Trittbelastungen verändern bis letztlich ein mechanisches Versagen eintritt.

Methodische Grundlage des Nachhaltigkeits-Benchmarkings sind Ökobilanz (ISO 14040) und Lebenszykluskostenrechnung. Mit Hilfe dieser Methoden können die Randbedingungen, unter denen Terrassen-beläge aus WPC gegenüber Holz ökologische und ökonomische Vorteile haben, bestimmt werden. Hierzu werden alle Lebenswegabschnitte von der forstlichen Produktion bzw. der Kunststoffherstellung über die Fertigung der Dielen und Pflegemaßnahmen während der Nutzung bis hin zur Entsorgung am Ende des Lebenswegs untersucht. Alle Daten, die zur Berechnung von Ökobilanz und Lebenszykluskosten notwendig sind, werden in einer Datenbank hinterlegt. So kann das Bewertungsinstrument praktikabel eingesetzt werden, um Terrassendielen aus WPC individuell zu analysieren, Ansatzpunkte für Verbesserungen zu identifizieren und ihre Nachhaltigkeit in einem Benchmarking mit Holzprodukten zu bewerten. Die Ergebnisse werden im Frühjahr 2012 verfügbar sein.

Das IGF-Vorhaben 16379 N der Forschungsvereinigung Fördergemeinschaft für das Süddeutsche Kunststoff-Zentrum e.V. wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und  -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

 Abb.:  Terrassendielen im Freilandversuch am Standort Göttingen
 

Der Terahertz-Technologie werden große Einsatzpotenziale als zerstörungsfreie Prüfmethode in der Kunststoffindustrie nachgesagt. Jedoch fehlt bislang eine umfassende Marktstudie, die einerseits die demonstrierten Möglichkeiten der Messmethode als auch deren Wettbewerbstechnologien, berück-sichtigt und fundierte Marktzahlen sowie erzielbare Verkaufspreise für zukünftige Terahertz-Systeme liefert. Zugleich sollen die Anforderungen der Industrie an derartige Messsysteme präzisiert werden. Das SKZ initiiert eine neue Marktstudie, um diese Zahlen in Kooperation zu erarbeiten und den Unternehmen verfügbar zu machen.

Die Terahertz-Technologie erlebt in den letzten Jahren eine rasante Entwicklung. Terahertz-Systeme werden immer ausgereifter und mögliche Anwendungsszenarien werden intensiv in der Öffentlichkeit, der Industrie und in Forscherkreisen diskutiert. Häufig werden die zerstörungsfreie Prüfung von Kunststoffprodukten sowie deren Herstellungsprozesse als vielversprechende Einsatzbereiche genannt. Die Terahertz-Messtechnik weist eine Reihe von Vorteilen auf, die sie hierfür prädestiniert.

Neben der Terahertz-Technologie haben sich in den letzten Jahren jedoch auch alternative Technologien weiterentwickelt und teils in der Kunststoffverarbeitung etabliert. Hierzu gehören z. B. unterschiedliche Röntgen- und Ultraschallmethoden, Thermographie, mechanische, thermische und elektrische Prüfungen. In diesem Wettbewerb muss sich die Terahertz-Technologie durch Alleinstellungsmerkmale, marktfähige technische Leistungsmerkmale und Preise behaupten.

Das SKZ ist überzeugt, dass für die Terahertz-Technologie in der Kunststoffindustrie große Potenziale existieren. Die kunststoffverarbeitende und ihre nachgelagerten Industrien stellen ein enormes, noch zu erschließendes Marktvolumen für neuartige zerstörungsfreie Prüfverfahren dar. Jedoch fehlt bis dato eine tiefergehende Analyse dieser Marktsegmente und deren Wettbewerbstechnologien, die für zuverlässige Prognosen unverzichtbar ist.

Das Ziel der vom SKZ geplanten Studie ist daher, fundierte, nachvollziehbare und möglichst quantitative Be-wertungen für den Markt der Terahertz-Systeme in der Kunststoffindustrie vorzunehmen und dadurch eine Grundlage für zukunftsweisende Entscheidungen zu bieten. Neben den technischen Anforderungen an die Systeme sollen erzielbare Systempreise recherchiert werden. Hierbei sollen alle relevanten Teilbereiche der Kunststoffindustrie betrachtet werden.

Das Projekt richtet sich vorrangig an Unternehmen, die in der Entwicklung und dem Vertrieb von Terahertz-Systemen tätig sind, Dienstleister im Bereich der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, Innovations- und Unternehmensberater sowie Organe der Forschungsförderung.

Nähere Informationen sind auf der Homepage des SKZ www.skz.de sowie im Projektflyer zu finden. Interessenten werden gebeten, sich bis 30.11.2011 zu melden.

 Abb.: Konventionelles gepulstes Terahertz-Laborsystem in Freistrahlanordnung

Projektflyer_Terahertz-Technologie, 579 KB