Erste Änderungen wurden in Gang gebracht, aber auch das ist ein Prozess, der einen sinnvollen und stetigen Ablauf benötigt. So ist die Neuausrichtung auf die Nachhaltigkeit mehr als notwendig und verlangt ein sofortiges Umdenken und Handeln! In den Schulen, Universitäten und in Teilen der Unternehmen wurden bereits erste Weichen gestellt.
Für viele noch undenkbar: Die Ausrichtung auf Nachhaltigkeit hat absolute Priorität- und das auch vor der Gewinnmaximierung! Es ist genau diese Ausrichtung, die ein hohes Potential für eine erfolgreiche Neuorientierung von Unternehmen hat.

In vielen Bereichen ist man noch dabei, zu definieren, was man für die verschiedenen Fachbereiche genau unter Nachhaltigkeit versteht. Rudolf Hein vom Konstruktionsbüro Hein formuliert das fachübergreifend, wie folgt: "Im Sinne einer lebenswerten Welt für folgende Generationen von Menschen, Tieren und Pflanzen müssen Ressourcen geschont und die Regeneration von Luft, Wasser und Erde so kurzfristig möglich sein, dass keine dauerhafte Beeinträchtigung mehr entsteht. Es ist wichtig, dass wir konsequent und mit großen Schritten dieses Ziel gemeinsam erreichen. Jeder Einzelne ist hier in der Pflicht und muss bei sich selbst anfangen."

Nachhaltig- energieeffizient - automatisiert

Der Markt, und das betrifft nicht nur den Kunststoffsektor, befindet sich in einer Umformung auf die Anforderungen der Nachhaltigkeit und Automatisierung. Wir müssen erreichen, dass wenn man zukunftsfähige Produkte in den Markt bringen will, diese zuerst an der Nachhaltigkeit auszurichten sind.

In Folge dieser Neuausrichtung auf die Nachhaltigkeit verschwinden z.B. nicht ökologisch effiziente Technologien und Verpackungen, die Inhalte größer erscheinen lassen oder in der angewendeten Weise überflüssig sind.

Es ist nicht nachhaltig, Waren aus Ländern zu beziehen, die noch nicht über Nachhaltigkeit nachdenken (können). 90% der Kunststoffabfälle, die vom Landesinneren über Flüsse in die Weltmeere gelangen, stammen aus den zehn großen Flussregionen in Afrika und Asien.

Man sollte nicht zulassen, dass Billigprodukte und Billigwerkzeuge aus Asien importiert werden, ohne die entstandenen Emissionen mitzubewerten, die unser Klima beeinflussen und unsere Weltmeere verschmutzen. Umgekehrt beeinflusst das auch unseren Export in andere Länder. Hier kann man die Chance nutzen, und energieeffiziente und nachhaltige Transportwege als Erste zu qualifizieren. Man denke da an die Luftrotoren, die den Spritverbrauch der Schiffe nachweislich deutlich reduzieren.

Die Nachhaltigkeit könnte also für Deutschland auch ein Exportschlager werden. Nachweisbar ökologisch hergestellte Waren werden energieeffizient produziert und auf energie- und emissionsreduzierten Transportwegen mit hoher Qualität an Kunden geliefert. Dies hat allerdings auch seinen Preis. Sind wir bereit, diesen für Konsumgüter zu bezahlen?

Es liegt an uns, ob wir endlich anfangen durchgängig nachhaltig zu denken und zu handeln.

Nachweis der Verwendbarkeit und Nachhaltigkeit von Biokunststoffen und Recyclaten

Wie verhalten sich Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen gegenüber erdölbasierenden Kunststoffen, wie positionieren sich diese hinsichtlich ihrer Verwendbarkeit und welche Nachweise gibt es zur Nachhaltigkeit? Bei der Vorstellung des Biomat-Projektes auf dem Technologietag des Konstruktionsbüros Hein am 14.02.2020 in Hannover-Langenhagen konnten die Zuhörer erste Ergebnisse bezüglich der Bio-Kunststoff-Rohstoffe in dem Vortrag von Frau Magnani (Ford) erfahren.

Recyclate sind ein weiteres Thema. Die Stoffkreisläufe müssen kurzfristig ein umfassenderes und konsequenteres Recycling ermöglichen. Dabei ist es das Ziel, den Kunststoff möglichst oft wieder zu verwenden, bis er am Ende thermisch verbrannt wird, so dass abschließend noch die potentielle Energie genutzt werden kann. Bis jetzt trifft das aber nur auf Thermoplaste zu.

Damit der Verbraucher die nachhaltige Herstellung durch Biokunststoffe und Recycling klar erkennen kann, benötigen wir eine Kennzeichnung ähnlich der „Energieeffizienz“. Auch hier sollten Kunststoffinstitute in Deutschland Vorreiter sein, damit wir uns nicht wieder über fragwürdige Vorgaben der EU ärgern müssen. Wir benötigen ein Nachhaltigkeitslabel für die Herstellung des Produktes inklusive der Rohstoffe, eines für den Gebrauch des Produktes und das Recycling.

Das verzerrte Bild im Bereich der Kunststoffverarbeitung korrigieren

Durch verbesserte Informationen und Differenzierung muss das entstandene verzerrte Bild im Bereich der Kunststoffverarbeitung gerade bei jungen Menschen wieder in aller Offenheit und Sachlichkeit korrigiert werden. Dies sollte mit einem Nachweis der Nachhaltigkeit erfolgen. Für viele Bio-Kunststoffe kann man entsprechende Informationen bereits in der Datenbank „GABI“ nachlesen und vergleichen. Hier sind die Institutionen der Kunststoffwelt in der Pflicht Konzepte, Filme, Vorträge an Schulen usw. auf die Beine zu stellen, Mitstreiter aus der Wirtschaft zu aktivieren und die Ergebnisse dort zu publizieren, wo sie gerade auch von der jungen Generation wahrgenommen werden.

Nachhaltige Produktentwicklung

Nur mit einer nachhaltigen Produktentwicklung sind auch die Folgeprozesse entsprechend gestaltbar. Die letzte wesentliche Ergänzung der Arbeitsabläufe für eine nachhaltige Entwicklung und Herstellung von Bauteilen aus und mit Kunststoff ist der in die frühe Produktentwicklung vorgezogene und vom Konstruktionsbüro Hein entwickelte Arbeitsschritt „VorKon“.

Mit „VorKon“ und den nachfolgenden Arbeitsschritten werden die heute oft noch üblichen Fertigungsprobleme präventiv eliminiert. Alles muss also bereits viel früher in der Produktentwicklung bedacht und optimiert werden, denn in der automatischen Werkzeugherstellung und Produktion benötigen wir ein definiert großes Prozessfenster ohne Fehler im Produkt, im Werkzeug oder an der Spritzgießmaschine. Es macht Sinn, diese nachhaltige Vorgehensweise bei Neuprojekten vorzuschreiben und konsequent zu dokumentieren, damit man mögliche spätere Fehler zwangsläufig einer zukünftigen Lernkurve zuführt.

Produkte, die automatisiert werden können, benötigen ein möglichst robustes, kunststoffgerechtes Design. Somit verschieben sich die Prioritäten und die Anforderungen an die Designer.

Nachhaltige automatisierbare Spritzgießwerkzeuge in der Produktion

Innenisolierte Spritzgießwerkzeuge (IsoForm®) reduzieren den Energiebedarf für die Temperierung je nach Anwendung auf 1/10 bis 1/20. Zugeich wird der Energiebedarf für den Heißkanal dadurch ebenfalls deutlich reduziert, weil die konsequente Isolation den Temperaturübergang vom Heißkanal auf das Werkzeug verringert.

Diese Innenisolierung ermöglicht, wenn auch die Produkte kunststoffgerecht gestaltet sind, eine hohe Prozessstabilität, wie sie nicht nur für die Automatisierung in der Spritzgussproduktion erforderlich ist. Das gilt sowohl für die thermoplastischen, bis hin zu den vernetzenden Kunststoffen.

Unter der Automatisierung in der Produktion verstehen wir, dass eine Spritzgießmaschine z.B. über Nacht drei verschiedene Produkte fehlerfrei anfährt, vermisst und bei Bedarf die Einstellungen über DOE (Design of Experiments) automatisch korrigiert, wenn ein Maß sich in einer Richtung einer Toleranzfenstergrenze nähert.

Natürlich müssen die Spritzgießwerkzeuge, die automatisch gerüstet und angefahren werden können, anders gestaltet sein. Eine Teilfüllung im Anfahrprozess muss sicher auf einer Seite fixiert sein und die Auswerfer und Schieber auf die Entformung der Teilfüllungen ausgerichtet konstruiert sein.

Aktuelle Projekte mit IsoForm®-Werkzeugen ermöglichen mit Wechselmodulen einen Austausch dieser Module mit einer Oberflächentemperatur von bis zu 180°C. Dies geschieht durch eine Temperierung mit drucküberlagertem Wasser mithilfe eines Roboters.

Sind wir bereit für die nachhaltige Automatisierung?

Bevor diese Umstellung in den Abläufen und Verfahren umfassend gelingen kann, muss die Umstellung in den Köpfen der Akteure gelingen. Die aktuelle Marktsituation dient dazu als ungewünschte Hilfe, denn sie zeigt, dass nur der weiter existieren kann, der sich frühzeitig auf den Weg einer nachhaltigen Automatisierung begeben hat oder sofort begeben wird.

Zu dem Weg der Automatisierung gehört das Wissen, welches überall im Web verfügbar zu seien scheint. Das gilt für Verfahren, Technologien, Prozesse und Abläufe in der Kunststoffwelt nur sehr beschränkt, da diese vielfältiges und sehr spezielles Wissen erfordern.

Mit den Mitarbeitern, die mittlerweile sehr frühzeitig in Rente gehen können oder das Unternehmen wechseln, verlässt auch wichtiges Wissen das Unternehmen, wenn es nicht vorher in einer sinnvollen Weise so archiviert und lebendig gehalten wurde, dass alle Mitarbeiter damit arbeiten und es auffinden können.

Alle reden von der KI, der künstlichen Intelligenz, die künftige Arbeitsprozesse automatisiert und mannlos steuern und automatisch korrigieren soll. Wie soll aber ein umfangreiches Wissen an die KI übergeben werden, wenn man dieses Wissen nicht mehr im Unternehmen hat? Hier zeigt sich, wie wichtig das Archivieren von Wissen im Unternehmen ist.
Die Bereiche, die nicht kurzfristig von einer KI-beeinflussten Automatisierung betroffen sind, benötigen das Wissen auch, um den nächsten Mitarbeiter anzulernen. Aktuell arbeiten wir an einem System, um Wissen zu archivieren und so lebendig zu halten, dass es täglich genutzt, gepflegt und ergänzt werden kann.

Die Vermittlung von Wissen benötigt ebenfalls in allen Bereichen die Nutzung neuer Möglichkeiten für das Lernen und Lehren. Man kann nicht verstehen, warum an jeder Schule, Fachhochschule und Universität Standardwissen durch Lehrkräfte und nicht durch optimal gestaltete Medien vermittelt wird. So hätten die Lehrkräfte Kapazitäten frei für Anwendungen und Praxisprojekte.

Es bleibt spannend

In meinen Ausführungen habe ich nur einige Themen der heutigen Zeit angeschnitten, denn es gibt noch viel mehr Einflussgrößen. Kriege, Wirtschaftskriege, Klimaveränderungen, Insekten- und Artensterben oder der aktuelle Corona- Virus, der große Teile einer Wirtschaftsmacht, wie China beeinflusst und damit aufgrund der globalen Zusammenhänge auch uns betrifft.

Auch wenn der Blick in die Nachrichten die aktuellen Sorgen nicht kleiner werden lässt, wäre die Ausrichtung auf die hier angesprochene Umsetzung und Positionierung der Nachhaltigkeit vor der Gewinnmaximierung ein wichtiger Schritt für eine bessere Zukunft mit hohem wirtschaftlichen Potential für alle, die frühzeitig damit beginnen.