KraussMaffei stellt sich neu auf und ordnet die bisherigen Geschäftseinheiten einer einheitlichen Marke unter. Man arbeitet an neuen Angeboten für digitale Lösungen und neuen Geschäftsmodellen.

KraussMaffei vereint drei Sparten sowie die bisherigen Konzernmarken zu einer Marke

Extrusion

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Spritzgießen

Spritzgießmaschinen, allgemein

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Spritzgießmaschinen

Digitale Transformation

Wirtschaft

Innovationen und neue Technologie

Nachhaltigkeit

Umweltmanagement

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Aufbereitung

Ressourcenmanagement

Produktion

Compoundieren

Rolle vorwärts

„Circular Economy“ ist nicht nur das Schwerpunktthema der K 2019, sie bildet auch den „grünen“ Faden beim Messeauftritt des Spritzgießmaschinenbauers und Systemanbieters Engel.

Engel befürwortet starkes Engagement der Kunststoffindustrie für Kreislaufwirtschaft

Künstliche Intelligenz für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Folientechnik (IMD, IML, FIM, u.a.)

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Kunststoff Werkstoffe

Co-Injektion (Barriere-/Sandwich-Spritzgießen)

Organobleche (gewebeverstärkte Thermoplast-Halbzeuge)

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

Ein zweites Leben für Kunststoffe

Die Qualität von Spritzgussteilen und die Prozessstabilität sind bis heute von den Kenntnissen und Erfahrungen des Einrichters abhängig. Durch die wachsende Zahl an Freiheitsgraden entstehen Wirkzusammenhänge zwischen Bauteilqualität und Prozessparametern.

Modellgestützte Prozesseinrichtung durch vollvernetzte Produktion im Spritzgießen

Prozessvisualisierung

Automatisierungstechnik

Prozesssimulation

Software

Simulation

Mess- / Regel- und Prozessleittechnik

Prozessautomation

IoT-Plattformen für die Qualitätssicherung

Machine Learning für die Qualitätssicherung

Big Data für die Qualitätssicherung

Qualitätssicherung Kunststoff

Qualitätssicherung

Jenseits menschlicher Fähigkeiten

Die Engel Austria GmbH hat in Schwertberg/Österreich ihr neues Technikum in Betrieb genommen. Es ist die jüngsten Erweiterung am Stammsitz des Unternehmens und soll als Pilotfabrik für die vertikale Integration in der Spritzgießverarbeitung fungieren.

Neues Engel-Technikum soll die intelligente Fabrik real erlebbar machen

Komplexität der Fertigung beherrschen

Teil 2 der Serie über das Plastics Innovation Center 4.0 (PIC 4.0) an der RWTH Aachen beschreibt das Vorgehen, mit dem gezielt industrielle Anwendungsfälle einer Smart Factory identifiziert und innerhalb des PIC 4.0 in reale Testbeds umgesetzt werden.

PIC 4.0 erarbeitet ganzheitliche Lösungen zu industriellen Bedarfen

Anwendungsfälle der digitalisierten Kunststoffverarbeitung

Die Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit am Standort Deutschland erfordert neben einer kosteneffizienten Produktion insbesondere hochwertige Produkte. Die Vorwerk Elektrowerke stellen sich dieser Herausforderung. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Produkt Engineering der Universität Duisburg-Essen erprobt das Unternehmen eine 100-%-Inline-Qualitätserfassung sowie eine Qualitätsprognose durch maschinelles Lernen.

Mit Automatisierung und künstlicher Intelligenz die digitale Transformation gestalten

Mehrkomponenten-Spritzgießen

Kameras, intelligente

Fertigungsautomation

Bildverarbeitung

Datenanalyse

Inline- / Online-Messsysteme

Inline-Qualitätserfassung und  datenbasierte Qualitätsprognose

Johannes Kilian ist Leiter der Abteilung für Prozesstechnologien bei Engel. Im Gespräch mit ihm und Georg Steinbichler geht es um die Hebel der Digitalisierung, technische Durchbrüche und kritische Erfolgsfaktoren.

Interview mit Georg Steinbichler und Johannes Kilian zum Stabwechsel bei Engel

Doriat, Clemens, Dr.

Spritzgieß-Sonderverfahren

Spritzgießsimulation

Elektrische Antriebe für Spritzgießmaschinen

Antriebe

Elektrische Antriebe

„Die Chancen der Digitalisierung nutzen“

Teil 3 des Berichts über das Plastics Innovation Center 4.0 (PIC 4.0) an der RWTH Aachen beschreibt die Informationsflussplanung, mit der eine konsistente Datenbasis für zukünftige Prozessoptimierungen ebenso gewährleistet wird wie eine gesteigerte Transparenz.

Standardisierung gewährleistet zukünftig hohe Datenqualität

Vernetzung / Cloudlösung für die Kunststoffverarbeitung

Blasfolienextrusion

IoT-Plattformen für die Kunststoffverarbeitung

Informationsfluss aus einem Guss

M-Hub ist die erste mobile App, die Unternehmen hilft, alle Akteure der Kunststoffindustrie mit einem Fingertipp zu finden und ihr Geschäft zu fördern.

Die Branche in der Hand

Gedanklich und in der Wertzuschreibung bilden Verpackungsartikel und High-Tech-Bauteile oft Gegensätze. Außer man betrachtet gebrauchte Verpackungen als wertvolle Rohstoffe. KraussMaffei zeigt auf der K 2019 ein Konzept für einen geschlossenen Materialkreislauf und macht die Kunststoffverarbeitung nachhaltig.

KraussMaffei demonstriert den Kreislauf vom Produkt über das Upcycling zum neuen Produkt

Smart Factory

Energieeffizienz

Messe K-Kunststoffmesse

kunststoffe.de

Steuern, Regeln

Laserbeschriftung

Oberflächentechnik

Laserbearbeitungen

Rückverfolgbarkeit, Traceability

Qualitätsmanagement

Handling, Handhabungstechnik

Zerkleinerungsmaschinen

Greifer für die Kunststofftechnik

Kunststoff-Rezyklat

Heute Verpackung, morgen Rohstoff

Arburg kündigt unter dem Namen „Arburg Green World“ ein Ökoeffizienz-Programm für die Spritzgießwelt an.

Arburg strebt geschlossene Verwertungskette für Kunststoffe an

Grüne Welle

Ein Werkzeuglogbuch in Papierform ist, gerade wenn es benötigt wird, oft nicht greifbar. Oder unvollständig, denn die Pflege der Informationen ist mit erheblichem Aufwand verbunden. Ein Cloud-unabhängiges elektronisches Werkzeugbegleitheft, das direkt in das Werkzeug integriert ist, könnte alle relevanten Daten direkt zur Verfügung stellen. Durch den digitalisierten Zugriff würden das Lesen bzw. Hinzufügen von Inhalten durch autorisierte Personen ermöglicht und im Bedarfsfall wichtige Anleitungen zum Gebrauch sowie Informationen über den Zustand des Werkzeugs bereitgestellt.

Das elektronische Werkzeuglogbuch als Kombination von Betriebsanleitung und Checkheft

Werkzeuginnendrucksensoren

Messtechnik

Sensoren / Messwertaufnehmer

Messdatenerfassung und -verarbeitung

Papierlose QM-Dokumentation

Dokumentationsmanagement

Werkzeugkonstruktion

Dienstleistungen

Werkzeug-, Formen- und Modellbau

Werkzeugüberwachung

Toolmanagement

Mobile Datenerfassung

Logistik

Lagertechnik

Spritzgießwerkzeuge

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Werkzeug- und Formenbau

Fernwartung / Ferndiagnose

Instandhaltung

Dokumentenmanagement, CAQ

Datenmanagement am Werkzeug

Beim Spritzgießen einer Sonnenbrille aus PA 12 zeigen Arburg und Simcon, wie der Füllgrad des Bauteils in Relation zur aktuellen Schneckenposition als 3D-Grafik auf der Maschinensteuerung in Echtzeit animiert wird.

Kunststoffe im Gespräch mit Eberhard Duffner und Paul F. Filz

„Sehen, was im Werkzeug passiert“

Die K 2019 in Düsseldorf wurde ihrem Anspruch, die Leitmesse für Kunststofftechnik zu sein, wieder einmal gerecht. Zumindest im Bereich Spritzgießen gab es Weltneuheiten – wenn man genau hingesehen hat.

Spritzgießtrends auf der K 2019

Schaumspritzgießen

Mikrospritzgießen

Fließpressen

Handling, Handhabungstechnik für die spanende Fertigung

Elastomer-Spritzgießen

Linearroboter für die Kunststoffverarbeitung

Industrieroboter

Montagetechnik

Montage-Spritzgießen

Knickarmroboter

Hybrid-Spritzgießen (Metall / Kunststoff)

Mit digitaler Assistenz  zur technischen Exzellenz

Die Arburg GmbH + Co KG, Loßburg, sieht großes Potenzial in der Digitalisierung, um zum einen die Produktionseffizienz und zum anderen den Kundenservice zu verbessern.

Digitaler Service beim Spritzgießen

Zentraler Knotenpunkt der Digitalisierung in der Kunststoffverarbeitung

Am Campus Melaten in Aachen entsteht das Plastics Innovation Center 4.0

Da die Potenziale der Digitalisierung in der Kunststoffverarbeitung bisher kaum genutzt werden können, errichtet das Institut für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen eine neue anwendungsorientierte Forschungsinfrastruktur nach dem Vorbild einer Smart Factory. Kunststoffe begleitet den Aufbau des Plastics Innovation Center 4.0 mit einer Veröffentlichungsreihe bis ins nächste Jahr (und darüber hinaus). Teil 1 beschreibt das Konzept und die ersten Anforderungen an die physische Infrastruktur.

Die Digitalisierung hält derzeit weltweit Einzug in die industrielle Fertigung aller Branchen. Trotz der vielen Chancen, die eine umfassende Implementierung neuartiger Industrie-4.0-Technologien verspricht, ist der Nutzen für die mittelständisch geprägte Kunststoffindustrie bislang kaum greifbar. Um die Potenziale zu erkennen und im eigenen Unternehmen umzusetzen, bedarf es häufig noch umfangreicher Investitionen und eines Vertrauensverhältnisses zu einem Systempartner, der die eigene Produktion kennt und um sinnvolle Systemmodule erweitert.

Insellösungen greifen bei der Umsetzung in einer industriellen Produktion aufgrund fehlender Skalierbarkeit oder Anwendernähe häufig zu kurz, weshalb der Bedarf nach ganzheitlichen Ansätzen besteht. Schlagwörter wie Smart Factory, Smart Manufacturing oder Smart Production werden daher zunehmend zum Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten. Während die Anzahl der Veröffentlichungen beim Suchportal Google Scholar zu diesen Schlagworten zeigt, dass sich Forschung im Bereich Smart Factory allgemein zu einem Fokusthema entwickelt, fehlt ein klarer Kunststoffbezug bisher fast vollständig (Bild 1).

Ganzheitlicher Ansatz konsistenter Digitalisierung im PIC 4.0

Mit dem Plastics Innovation Center 4.0 (PIC 4.0) verfolgt das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen das Ziel, Forschung im Bereich der digitalisierten Kunststoffverarbeitung in einem ganzheitlichen Ansatz zu ermöglichen. Hierzu werden bisherige Forschungsprojekte mit dem Fokus Digitalisierung nahtlos in die neue Forschungsinfrastruktur eingebunden und neue Projekte in drei Themenfeldern initiiert:

<ul><li>Digital Engineering,</li><li>Value Chain und</li><li>Global Connectivity.</li></ul>

Bereits während der physischen Bauphase gilt es, im Digital Engineering Methoden der Bauteil- und Prozessentwicklung mit den realen Prozessen im PIC-4.0-Technikum zu verbinden. Hierzu werden durchgängige Simulationsketten und virtuelle Prozessmodelle benötigt, die einen Transfer von Simulationsmodellen zwischen gängigen Systemen der Formteil- und Prozessauslegung ohne Informationsverlust und in einfacher Handhabung ermöglichen. Darüber hinaus wird eine Routine entwickelt, um die vorhergesagte und realisierte Bauteilqualität automatisiert abzugleichen und Rückschlüsse auf die Simulationsgüte zu erhalten.

Für den Abgleich zwischen Simulationsergebnissen und der später erfassten Bauteil- und Prozessqualität ist es wichtig, die Verarbeitungsprozesse im PIC-4.0-Technikum eng miteinander zu verknüpfen. Ein heterogener Maschinenpark erschwert dagegen häufig die Übertragung entwickelter Lösungen in die industrielle Praxis. Neben komplexen Wechselwirkungen entlang der Wertschöpfungskette – von der Materialvorbereitung über den Verarbeitungsprozess bis zur Qualitätssicherung – ist daher die Betrachtung des Alters und Funktionsumfangs heterogener Maschinen im Bereich Complex Value Chain von besonderem Interesse. Dies betrifft sowohl Fragestellungen zum digitalen Retrofit als auch die prozessübergreifende Datenerfassung und -verarbeitung sowie die sinnstiftende Nutzung dieser Daten.

Die Fokussierung auf eine konsistente Datenerfassung und die dazu notwendige Informationsinfrastruktur erfolgt zuletzt im Bereich Global Connectivity. Hier geht es vor allem darum, die verfügbaren Daten einheitlich zu erfassen und gezielt zur datengetriebenen Optimierung der Prozesse und Systeme zu analysieren, in denen sie erfasst wurden. Über die Betrachtung der eigenen Prozesse hinaus soll hier auch die Möglichkeit geschaffen werden, dass Unternehmen der Kunststoffverarbeitung ihre Produktionsdaten einem unabhängigen Forschungspartner ohne Risiko bereitstellen können, um zu erfahren, welcher Nutzen sich daraus generieren lässt.

Neben den drei beschriebenen Themenfeldern wird auch an digitalen Lehr- und Lernmöglichkeiten sowohl im Handwerk als auch in der universitären Lehre gearbeitet, um die Fachkräfte von morgen in Fragen der Digitalisierung zu qualifizieren.

Die Bruttogesamtfläche der zu errichtenden Infrastruktur umfasst mehr als 4200 m² und beinhaltet neben dem knapp 1000 m² großen Technikum mit rund 570 m² auch eine Werkstatt zur Wartung, Instandhaltung und zum Bau einfacher Probewerkzeuge (Bild 2). Der Werkzeugbau wird dadurch direkt in die Informations- und Wertschöpfungskette eingebunden, um sich einer domänenübergreifenden Kooperation ohne Informationsverlust anzunähern.

Im Technikum selbst werden Flächen für verschiedene Testszenarien vorgesehen, zum Beispiel „Komplexe Wertschöpfungskette“, „Heterogener Maschinenpark“ oder „Materialaufbereitung“. Hier gilt es bereits in der Planungs- und Bauphase, die erforderlichen Datenleitungen in Anbetracht der erwarteten und potenziell in Zukunft benötigten Netzlast vorzusehen – neben der üblichen Infrastruktur, wie Strom-, Wasser- und Druckluftleitungen.

Hierzu werden zunächst klassische Ethernet-Anschlüsse vorgesehen, doch sollen auch die Grundlagen für eine spätere Einbindung und das Austesten von 5G-Technologien geschaffen werden. Die dadurch zu gewährleistende Wandlungsfähigkeit der Smart Factory wird insbesondere für den späteren und langfristigen Forschungsbetrieb notwendig, weil Teststände und Fertigungszellen je nach Analysefokus zusammengestellt und für die komplexen prozessübergreifenden Interaktionen kombiniert werden müssen.

Kommunikation nicht nur zwischen Maschinen und Anlagen

Sämtliche Lern- und Arbeitsaktivitäten sind im Gebäudetrakt verortet. Durch die geplanten „Open Space Offices“ steht nicht nur die Kommunikation zwischen Maschinen und Anlagen im Fokus des PIC 4.0, sondern auch die offene und agile Kooperation zwischen wissenschaftlichem Personal und studentischen Nachwuchskräften. Im Idealfall entstehen durch diesen Austausch innovative Forschungsansätze.

Um anspruchsvolle Aufgaben im Digital Engineering und in der Datenanalyse umfassender realer Datensets der laufenden Prozesse durchführen zu können, werden leistungsstarke Server installiert. Das PIC 4.0 bietet somit für alle Fragen der digitalisierten Kunststoffverarbeitung einen Anlaufpunkt für Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft.

Institut für Kunststoffverarbeitung IKV in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen

www.ikv-aachen.de

Ausgabenartikel

Visionäres Gesamtbild des zukünftig ausgebauten IKV, erweitert um das Plastics Innovation Center 4.0 

Bild 1. Anzahl der bei Google Scholar verzeichneten Veröffentlichungen (Stand 31.03.2020) zu verschiedenen Schlagworten nach Jahrgang

Bild 2. Voraussichtliche räumliche Aufteilung im Erdgeschoss des PIC 4.0

Name - Hauptartikel

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann ist seit 2011 Inhaber des Lehrstuhls für Kunststoffverarbeitung und Leiter des Instituts für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen.

Pascal Bibow, M.Sc. RWTH beschäftigt sich am IKV seit September 2016 mit intelligenten Produktionssystemen und  ist seit Januar 2020 Geschäftsführer des Plastics Innovation Center 4.0;  <a href="mailto:pascal.bibow@ikv.rwth-aachen.de">pascal.bibow@ikv.rwth-aachen.de</a>

Die Errichtung des Plastics Innovation Center 4.0 wird gefördert durch Mittel des Landes NRW und aus dem Europäischen Fond für Regionale Entwicklung (EFRE).

<a href="https://www.kunststoffe.de/kunststoffe-zeitschrift/archiv/artikel/pic-4-0-erarbeitet-ganzheitliche-loesungen-zu-industriellen-bedarfen-11292246.html" target="_blank">Im folgenden Beitrag berichten die Autoren über reale Anwendungsfälle der Digitalisierung. Er erscheint in Heft 9/2020.</a>

Das Konzept des PIC 4.0 verfolgt ausdrücklich das Ziel, verschiedene Produktionstechnologien entlang einer komplexen Wertschöpfungskette datentechnisch zu vernetzen und anwendungsnah zu optimieren. Hierzu stehen insbesondere die notwendige Informationsarchitektur sowie der Technologietransfer in die industrielle Praxis im Fokus.

<a href="http://www.ikv-aachen.de/forschung/efre-pic-40/">www.ikv-aachen.de/forschung/efre-pic-40/</a>

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