VDI: Fachtagung Extrusionstechnik - Wirtschaftliche und effiziente Extrusion von Verpackungen im Fokus

Verpackungsfolien unterliegen während der Herstellung einer strengen Qualitätskontrolle - (Bild: OCS Service GmbH).

21.-22. Juni 2017, Köln

Die VDI-Fachtagung Extrusionstechnik 2017, die am 21. und 22. Juni in Köln stattfindet, steht in diesem Jahr unter dem Motto Anlagentechnik und Prozessführung 4.0. Auf dem Programm stehen Beiträge namhafter Hersteller und Anwender von Extrusionsanlagen sowie renommierter Universitäten und Forschungsinstitute.

Die VDI-Fachtagung Extrusionstechnik ist seit Jahren ein Branchentreffpunkt für Verpackungsspezialisten aus Industrie und Forschung. Zu den Themenschwerpunkten der Veranstaltung zählen in diesem Jahr die Inline-Prozessüberwachung durch neue Analysemethoden, moderne Strategien in der Datenanalyse sowie das intelligente Datenmanagement zur Bewältigung des wachsenden Datenvolumens. Den Teilnehmern wird ein Überblick über die aktuellen Entwicklungen im Bereich der Extrusion von Verpackungen vermittelt und aufgezeigt, wie Extrusionsprozesse und -verfahren effizienter und wirtschaftlicher gestaltet werden können.

Big Data Methoden für die Extrusion nutzen
Die Anforderungen an Verpackungen sind hoch und steigen stetig. Beispielsweise werden bei der Verpackung von Lebensmitteln immer längere Haltbarkeiten verlangt. Entsprechend müssen die industriellen Fertigungsprozesse angepasst und optimiert werden. Durch die Verknüpfung der industriellen Produktion mit modernen Informations- und Kommunikationstechnologien können Extrusionsanlagen optimal ausgelastet und Produktionsprozesse flexibler gestaltet werden.

So wird Thomas Froese, Geschäftsführer der atlan-tec Systems GmbH aus Willich, über die Anwendung von Big Data Methoden und übergeordneter Regelverfahren in der Extrusionstechnik sprechen. Er wird zeigen, wie man mit Industrie 4.0 Maschinendaten erhebt und diese nutzt, um die Maschinenführung mit künstlicher Intelligenz zu verbessern. "Auf diese Weise kann man den Durchsatz erhöhen, die Qualität verbessern und die Kosten senken. Die Methode ist universell anwendbar – von der Raffinerie über die Chemietechnik bis hin zur Kunststoffproduktion und der Extrusion", beschreibt er die industrielle Relevanz. Das vom ihm dargestellte Verfahren nutzt als Kernelemente Softsensoren, durch die die Online-Analytik oder Laboranalysen ergänzt oder ersetzt werden können und damit die Kosten für Qualitätssicherheits-Maßnahmen erheblich reduziert werden können.

"Bei vielen Anwendungen liefert der Softsensor Prognosen, bevor ein Produkt die Anlage verlässt und ermöglicht vorbeugende Eingriffe und What-if-Simulationen. Durch weniger Ausschuss können so Kosteneinsparungen bis zu 20 Prozent realisiert werden", erklärt Froese, der auch Chairman des Richtlinienausschusses „Big Data“ des VDI/VDE/GMA ist, den Nutzen.

Elektrisch leitfähige Folien für flexible Leiterplatten

Christopher Höfs, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Flachfolienextrusion am Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) der RWTH Aachen - (Bild: IKV).

In nahezu jedem Elektronikartikel werden Leiterplatten verbaut. Die zunehmende Miniaturisierung, neue Designanforderungen und die steigende Nachfrage stellen jedoch neue Anforderungen an die Auslegung und Flexibilität der elektronischen Leiterplatte sowie an deren Produktionskosten. Eine mögliche Alternative für bisherige Leiterplatten auf Phenol- oder Epoxidharzbasis können thermoplastische Kunststofffolien mit gezielt einstellbaren leitfähigen Schichten sein. Wie dies realisiert werden kann, dazu wird Christopher Höfs, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Flachfolienextrusion am Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) der RWTH Aachen, sprechen.

Im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Forschungsprojekts wird die Herstellung von flexiblen Leiterplatten mit Kondensatoren, Widerständen oder LEDs auf Basis von zweischichtigen Kunststofffolien erprobt. "Mittels Coextrusion wird ein zweischichtiger Folienverbund mit lokal abhängigen anisotrop (vor dem Prägen nicht leitfähig) und isotrop leitfähigen Eigenschaften hergestellt. In einem nachfolgenden Prägeprozess mittels Ultraschallheißprägen wird die gewünschte Leiterbahngeometrie erzeugt. Auf den Einsatz von ätzenden und giftigen Prozessmitteln kann dabei verzichtet werden", beschreibt Höfs den Prozess.

"Vorteile dieser Anwendung sind der Einsatz kostengünstiger Rohstoffe, die kontinuierliche Produktion, die Möglichkeit zum Recycling der Leiterplatten, die einfache Verbindung mit weiteren Bauteilen durch Schweißen oder auch die Vermeidung von ätzenden und giftigen Stoffen in der Produktion", beschreibt er die Anwendungsrelevanz.

Ressourcenschonung durch recyclingfreundliche Laminatstrukturen

Prof. Dr. Achim Grefenstein, Leiter Forschung und Entwicklung bei der Constantia Flexibles Group GmbH - (Bild: Constantia Flexibles Group GmbH).

Über flexible Verpackungslaminate, die Ressourceneffizienz und deren Recyclierbarkeit wird Prof. Dr. Achim Grefenstein, Leiter Forschung und Entwicklung bei der Constantia Flexibles Gruppe, sprechen. "Kunststoffe in der Verpackung stehen nicht zuletzt auch aufgrund des emotional wahrgenommenen Themas „Marine Litter“, also der globalen Meeresverschmutzung durch Kunststoffe, oft im Fokus der Umweltdiskussion. Der Umweltnutzen von ressourceneffizienten flexiblen Verpackungen wird demgegenüber oft nicht hinreichend wahrgenommen", sagt Grefenstein. In seinem Beitrag wird er den aktuellen Stand der Umweltdiskussion aus verschiedenen Perspektiven beschreiben und aktuelle, neue Problemlösungen aufzeigen, zum Beispiel für recyclingfreundliche Verpackungslaminate. Fest steht: Im Rahmen der Kreislaufwirtschaft werden auch für Kunststoffverpackungen höhere werkstoffliche Recyclingquoten angestrebt. Dies ist gerade für Verpackungslaminate aus inkompatiblen Kunststoffen eine Herausforderung.

Mit der neuen Technologie Compres Seal können bis zu 30 Prozent des Gewichtes von PE- und PP-Siegelfolien eingespart werden - (Bild: Constantia Flexibles Group GmbH).

"Aktuelle Entwicklungen sind flexible Verpackungen in den Bereichen Lebensmittel und Pharma, welche das Füllgut auch ohne den klassischen Barrierewerkstoff Aluminium hinreichend schützen. Eine ressourcenschonende und recyclingfreundliche Verpackung darf dennoch niemals die Schutzwirkung des Füllgutes vernachlässigen. Denn auch verdorbene Lebensmittel sind eines der großen Umweltprobleme dieser Zeit", beschreibt er den Spagat, den die Entwickler meistern müssen. Vorstellen wird Grefenstein in Köln beispielsweise auch die neue Technologie Compres Seal. „Damit können bis zu 30 Prozent des Gewichtes von PE- und PP-Siegelfolien eingespart werden. Zudem ist das Verfahren auch auf Anwendungen im Non-Food-Bereich übertragbar“, beschreibt er den Nutzen.

Von der Rohstoffkontrolle zur fertigen Folie

Die Online-Qualitätskontrolle wird immer mehr zum festen Bestandteil der Kunststoffproduktion - (Bild: OCS Service GmbH).

Über die Definition, Entstehung und Vermeidung von Stippen wird Oliver Hissmann, Sales Manager bei der OCS Service GmbH in Witten, sprechen. Stippen sind kleinflächige Folieneinhomogenitäten, die durch ihre Fläche und durch ihre Erhebung über die Folienoberfläche gekennzeichnet sind. "Die Stippe ist nicht normiert, aber die Qualitätskontrolle hinsichtlich Kontaminationen wird aufgrund der steigenden Anforderungen im Wettbewerb immer relevanter. Dies gilt sowohl für die Polymerhersteller als auch für deren Kunden – die Folienhersteller und Converter", beschreibt er die Bedeutung des Themas.

Oliver Hissmann, Sales Manager bei der OCS Service GmbH - (Bild: OCS Service GmbH).

Hissman wird die bei den Herstellern praktizierten Qualitätskontrollen beschreiben: den Gel Count Standard in der Polymer-, Folien- und Convertingindustrie und das Close Loop-Konzept. "Der Gel Count wird immer mehr ein fester Bestandteil der Kunststoffproduktion und deswegen sind integrierte Konzepte immer wichtiger", betont er.

Ob Maschinenführung oder abschließende Qualitätskontrolle – das Thema Industrie 4.0 wird sich wie ein roter Faden durch die Vorträge der diesjährigen VDIFachtagung Extrusionstechnik zeihen.

Autorin des Textes:
Annedore Bose-Munde
Fachjournalistin für Wirtschaft und Technik

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VDI Wissensforum GmbH, Düsseldorf

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