VDI: Experten von Engel, Frim und Orth Plastics Consulting sprachen über die Bedeutung von Industrie 4.0 für die Kunststoffindustrie

Auf dem VDI-Kongress „Kunststoffe im Automobilbau“ diskutierten Experten das Thema Industrie 4.0 - (Bild: VDI Wissensforum GmbH).

Bei Fahrzeug-Neuentwicklungen stehen heute Themen wie Leichtbau, Ressourceneffizienz, Gebrauchsnutzen, designtechnische Anmutung sowie aktive und passive Sicherheit besonders im Vordergrund. Technische Kunststoffe, faserverstärkte Verbundwerkstoffe und hybride Kunststofftechniken leisten dabei wichtige Schrittmacherdienste. Multifunktionswerkzeuge und automatisierte Verarbeitungsprozesse ermöglichen in vielen Fällen besonders wirtschaftliche Systemlösungen. Neuartige additive Fertigungsverfahren haben bereits heute ein großes Potenzial, vor allem bei Kleinserien individuelle maßgeschneiderte Bauteilkonzepte realisieren zu können. Und nicht zuletzt bedeutet auch das Thema Industrie 4.0 eine große Herausforderung für die Kunststoffbranche.

Der VDI hatte für den 9. und 10. März 2016 nach Mannheim zum internationalen kunststofftechnischen Jahreskongress "Kunststoffe im Automobilbau 2016" eingeladen. "Ein besonderer fachlicher Schwerpunkt der diesjährigen Tagung ist das Thema "Industrie 4.0", erklärte der Kongressleiter Prof. Rudolf Stauber. "In zahlreichen Fachbeiträgen und Foren wird aufgezeigt, welche technischen und wirtschaftlichen Potenziale in der Prozesskette Kunststoff durch eine umfassende Digitalisierung realisiert werden können." Teilaspekte seien dabei Lagerbevorratung, Fahrzeug- und Maschinensteuerung, automatisierte Produktion, Qualitätskontrolle und Wiederverwertung der eingesetzten Materialien, so Stauber weiter.

Was versteht man unter Industrie 4.0?
Im Rahmen der Fakuma hatte die Frimo Group GmbH eine Kundenbefragung durchgeführt, die sich mit der Frage beschäftigt, was Kunden mit dem Thema Industrie 4.0 verbinden. "Am häufigsten wurde der Begriff Innovation genannt (27%), gefolgt von der Vernetzung (21%)", sagte Karl-Heinz Stelzl, Leiter Technologieentwicklung bei Frimo. Das Unternehmen beschäftigt sich bereits seit einigen Jahren mit Themen, die nun im Rahmen von Industrie 4.0 genannt werden. "Ein gutes Beispiel für die Anwendung von Industrie 4.0 relevanten Themen in Frimo-Anlagen sind solche zur Herstellung von Instrumententafeln", erklärte Stelzl. "Diese Bauteile werden in verketteten Prozessen hergestellt. Die besondere Herausforderung liegt dabei in der Dokumentationspflicht der Bauteile. Da es sich um sicherheitsrelevante Bauteile handelt, zum Beispiel in Bezug auf den Airbag, muss der Fertigungsprozess lückenlos dokumentiert werden und jederzeit nachvollziehbar sein. Auf Wunsch erkennen dabei die Anlagen automatisch, welche Werkzeuge im Werkzeugträger eingebaut sind und passen die Prozessparameter entsprechend an", so Stelzl weiter.

Dezentrale Intelligenz steigert Prozesskonstanz
"Dezentrale, intelligente Assistenzsysteme sind ein wesentliches Merkmal von Industrie 4.0 und eröffnen neue Chancen für konstante Prozesse, eine reproduzierbare Qualität und die optimale Nutzung der Leistungsfähigkeit eines modernen Maschinenkonzepts", betonte Dr. Gerhard Dimmler, Leiter Forschung und Entwicklung Produkte bei Engel Austria in Schwertberg, Österreich.

In der smart factory wird die Vision von Industrie 4.0 Wirklichkeit. Die smart factory basiert auf smart production, smart services und smart machines. Viele Produkte und Lösungen seien bereits heute in der Automobilindustrie im Einsatz.

Dimmler erläuterte anhand der Beispiele iQ weigth control und iQ clamp control den Ansatz von smart machines. "Wichtig ist, dass diese Lösungen nicht nur für neu installierte Maschinen angeboten werden. Viele Automobilkunden von Engel rüsten bestehende Maschinen mit diesen Features nach. Ziel von iQ weight control ist es, Schuss für Schuss Formteile mit konstant hoher Qualität zu produzieren. Eine präzise arbeitende Spritzgießmaschine reicht dafür nicht aus, denn auch Schwankungen der Umgebungsbedingungen oder im Rohmaterial sowie Verschleiß haben Einfluss auf die Prozessstabilität und Qualität und können ein Nachjustieren der Parameter erforderlich machen. iQ weight control analysiert dafür in Echtzeit den Druckverlauf über der Schneckenposition und vergleicht die Messwerte online mit einem Referenzzyklus", so Dimmler. Auf Basis dieser Ergebnisse werden für jeden Schuss der Umschaltpunkt und das Einspritzprofil an die aktuellen Bedingungen angepasst und damit die eingespritzte Schmelzemenge über die gesamte Fertigungsdauer auch unter Berücksichtigung auftretender Viskositätsschwankungen konstant gehalten. Mit dem im vergangenen Jahr vorgestellten neuen Release wird neben dem Umschaltpunkt und dem Einspritzgeschwindigkeitsprofil auch der Nachdruck im laufenden Prozess automatisch nachjustiert.

Schnittstellenstandardisierung ist erforderlich
"Die Digitalisierung der Prozesse ist in den Unternehmen der Kunststoffindustrie in sehr unterschiedlichem Maße fortgeschritten", sagte Dr. Peter Orth von Orth Plastics Consulting aus Köln. "Besonders engagiert sind der Maschinenbau mit den Anbietern von Spritzgießmaschinen und den zugehörigen Peripheriegeräten an der Spitze, wo der große Schritt der Schnittstellenstandardisierung zu erfolgen hat, einzelne Institute der Wissenschaft, die in entsprechenden Verbünden arbeiten, sowie große Systemlieferanten – unter anderem aus der Elektroindustrie – mit Eigenfertigung", so Orth weiter. Bei manchen Rohstofferzeugern und Kunststoffverarbeitern, insbesondere bei den kleineren Unternehmen, bestehe derweil noch Unsicherheit über die Risiken der Digitalisierung im eigenen Betrieb, wie auch in der gesamten Wertschöpfungskette, was eine schnelle Nutzung heute bereits gegebener Möglichkeiten hemme.

Weitere Informationen: www.kunststoffe-im-auto.de

Kongress "Kunststoffe im Automobilbau", 29.-30. März 2017, Mannheim

VDI Wissensforum GmbH, Düsseldorf

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