Stand C16, Halle 14
IKV – Institut für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen
- Nachhaltige Produktion, Rezyklatverarbeitung und KI-Methoden in der Kunststoffindustrie
- Foam2Cycle: Komplett recyclingfähige Soft-Touch-Anwendung mit hohem Rezyklatanteil
- Detect before Defect: Walzeninspektionssystem zur Qualitäts- und Produktivitätsverbesserung in der Flachfolienextrusion
- KI4KI: Initiative zur Förderung der systematischen Nutzung von KI-Methoden in der gesamten Kunststoffwertschöpfungskette
Mit drei zukunftsweisenden Themen präsentiert sich das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen vom 8. bis 15. Oktober 2025 auf der K 2025 in Düsseldorf: Im Fokus stehen die Entwicklung einer nachhaltigen, vollständig recyclingfähigen 2K-Soft-Touch-Anwendung, ein Walzeninspektionssystem zur Qualitätsverbesserung bei der Rezyklatverarbeitung in der Flachfolienextrusion sowie eine neue Initiative, die Unternehmen dabei unterstützt, die Potenziale von Digitalisierung und Künstlicher Intelligenz zu erkennen, systematisch zu bewerten und gezielt zu nutzen.
Foam2Cycle:
Wirtschaftliche Produktion kreislauffähiger Soft-Touch-Leichtbaukomponenten
Für mehrkomponentige Soft-Touch-Bauteile sind Design for Recycling und die Verringerung des CO2-Fußabdrucks über den Produktlebenszyklus hinweg eine besondere Herausforderung. Das IKV zeigt auf der K 2025 eine mechanisch rezyklierbare Leichtbaualternative für Soft-Touch-Anwendungen, die sowohl optisch als auch haptisch mit konventionellen Soft-Touch-Lösungen konkurrieren kann. Auf dem Stand C16 in Halle 14 produziert das IKV während der Messe Soft-Touch-Handballenablagen für Computertastaturen und beweist damit Leistungsfähigkeit, Serientauglichkeit und Wirtschaftlichkeit des neuen Produktionskonzeptes.
Die Handballenablage besteht aus einem Polypropylen-Träger, auf den als weiche Komponente ein thermoplastisches Elastomer aufgespritzt wird. Das hat den Vorteil, dass auch die Softkomponente ein Thermoplast ist und deshalb zusammen mit dem thermoplastischen Träger recycelt werden kann. Aus zerkleinerten Handballenablagen kann ein PP-Rezyklat compoundiert und für die Herstellung neuer PP-Träger genutzt werden. Die Umsetzung zeigt das IKV auf dem Stand anhand von mehrfach rezyklierten Formteilen mit Rezyklatgehalten von bis zu 30 %.
Gefertigt wird in einem 2K-Thermoplast-Schaumspritzgießverfahren (TSG) mit chemischem Treibmittel. Ein atmendes Werkzeug, bei dem sich das Kavitätsvolumen über den Zyklus verändert, ermöglicht hohe Aufschäumgrade bei gleichzeitig hochwertigen Oberflächen. Eine isolierende Werkzeugbeschichtung und die Prägung des Bauteils im Werkzeug verbessern die Oberflächenqualität zusätzlich. Durch das Schäumen kann die Dichte des Trägers um rund 8 % und die des TPE um bis zu 80 % reduziert werden.
Aus der geringen Dichte und der Rezyklierbarkeit des Verbundes ergibt sich über die gesamte Lebensdauer des Bauteils ein deutlich verbesserter CO2-Fußabdruck. Durch die Verwendung von etablierten Technologien und Werkstoffen ist die kostengünstige Technologie unmittelbar in die industrielle Nutzung übertragbar. Eine 100 % Inline-Prüfung der haptischen und mechanischen Eigenschaften in der Fertigungszelle auf dem Stand zeigt die Serienreife des Prozesses.
Dank der vom IKV-Spin-off OSPHIM entwickelten Digitalisierungslösungen wird der Prozess in Echtzeit intelligent eingerichtet, optimiert und überwacht. Zum Einsatz kommen dabei KI-Methoden, die ihren Ursprung in der Forschung am IKV haben.
Detect before Defect:
Inspektionssystem zur Verfolgung der Walzenbelagsbildung bei der Flachfolienextrusion
Zur Qualitäts- und Produktivitätsverbesserung in der Flachfolienextrusion hat das IKV ein optisches Inspektionssystem entwickelt, mit dem sich die Belagsbildung auf den Kalanderwalzen im laufenden Prozess verfolgen und bewerten lässt. Die frühzeitige Detektion der Belagsbildung ist entscheidend, weil Ablagerungen auf der Walze eine Minderung der Folienqualität verursachen, die bis zum Produktionsabbruch führen kann. Insbesondere bei der Verarbeitung von Rezyklaten lässt sich die Belagsbildung aufgrund der Chargenschwankungen nicht voraussagen. Ohne Überwachung werden kritische Werte erst erkannt, wenn bereits Ausschuss produziert wird und die Produktion zur Reinigung der Walze unterbrochen werden muss.
Das am IKV entwickelte Inspektionssystem kann einfach und kostengünstig in bestehende Anlagen integriert werden. Außerdem ist die Kopplung mit einem automatischen Walzenreinigungssystem möglich, das bei einer kritischen Belagsmenge ausgelöst wird. Grundlage des Inspektionssystems ist die optische Erfassung von Glanzveränderungen auf der Walzenoberfläche, die durch die Ablagerungen hervorgerufen werden. Über ein in die Anlage integriertes Kamerasystem wird für jede Walzenumdrehung ein Abbild der Walzenoberfläche erzeugt. Ein Bildverarbeitungsalgorithmus quantifiziert dann die Belagsbildung anhand der Grauwerte der Aufnahme, sodass die Belagsbildung über die Extrusionslänge verfolgt werden kann.
Insbesondere kleine und mittlere Unternehmen, die häufig auf einfache und robuste Produktionsprozesse angewiesen sind, erhalten mit dem Inspektionssystem erstmals eine praxistaugliche Möglichkeit, kritischen Walzenbelag rechtzeitig zu erkennen und darauf zu reagieren, bevor Ausschuss produziert wird und es zu Anlagenstillständen kommt. Dem IKV steht mit dem System nun ein Prüfstand zur Verfügung, um die Interaktionen zwischen Kunststoffen und Walzenoberflächen mit geringem Materialeinsatz systematisch zu erforschen und daraus Handlungsempfehlungen für die industrielle Produktion abzuleiten.
Das Inspektionssystem ist komplett in die Flachfolienextrusionsanlage integriert und erlaubt es, die Belagsbildung im laufenden Prozess zu verfolgen und aufzuzeichnen. (Quelle IKV)
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