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Vollautomatische Qualitätsprüfung macht Warnkleidung noch sicherer © Fraunhofer IGD/MEWA Textil-Service AG
Vollautomatische Qualitätsprüfung macht Warnkleidung noch sicherer
25.02.2020

Vollautomatische Qualitätsprüfung macht Warnkleidung noch sicherer

Warnkleidung bietet vielen Menschen Sicherheit in ihrem Arbeitsalltag. Das Fraunhofer IGD hat gemeinsam mit dem Textildienstleister MEWA ein automatisches System entwickelt, um die Qualität dieser Kleidung schneller und zuverlässiger zu kontrollieren und damit die Sicherheit zu gewährleisten. Das System wurde als gemeinsames Patent angemeldet.

Warnkleidung bietet vielen Menschen Sicherheit in ihrem Arbeitsalltag. Das Fraunhofer IGD hat gemeinsam mit dem Textildienstleister MEWA ein automatisches System entwickelt, um die Qualität dieser Kleidung schneller und zuverlässiger zu kontrollieren und damit die Sicherheit zu gewährleisten. Das System wurde als gemeinsames Patent angemeldet.

Warn- und Schutzkleidung, wie sie z.B. beim Straßenbau getragen wird, muss zur Sicherheit ihrer Träger bestimmte Standards erfüllen, die gesetzlich vorgeschrieben sind. Arbeitgeber haften für die gesetzeskonforme Einhaltung dieser Sicherheitsstandards. Im Auftrag von MEWA hat das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD ein System entwickelt, mit dem die Qualitätsprüfung automatisiert und optimiert werden kann.

Integrierte optische Qualitätskontrolle
Das Fraunhofer IGD hat sein Qualitätskontrollsystem mit Unterstützung der MEWA Textil-Service AG entwickelt, wo es ab 2020 an zwei Standorten im täglichen Einsatz ist. Nach der Wäsche und Trocknung durchlaufen die Kleidungsstücke auf einzelnen Bügeln eine spezielle Aufnahmebox, in der Fotos von Vorder- und Rückseite angefertigt werden. Die Fraunhofer-Software analysiert sie in Echtzeit und überträgt das Ergebnis an eine Steuersoftware, welche die Kleidung zu weiteren Stationen im Qualitätskontrollprozess schickt. Die Ergebnisse der Prüfung werden im System gespeichert – eine wertvolle Datensammlung, die MEWA zur Verfügung steht, um das System, aber auch interne Abläufe wie z.B. den Waschprozess zu analysieren und optimieren.

Prüfung wird schneller und genauer
Bisher führen qualifizierte Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen die Qualitätsprüfung der Warnkleidung manuell durch. Sie prüfen die gewaschenen Kleidungsstücke unter anderem hinsichtlich der Helligkeit und Farbechtheit der Warnfarbe sowie der Unversehrtheit der Reflexstreifen. Die automatisierte Lösung des Fraunhofer IGD kann die Mitarbeiter bei dieser optischen Prüfung unterstützen und beschleunigt gleichzeitig diesen Prozess. „Mit Hilfe der maschinellen Auswertung können wir noch besser und genauer sicherstellen, dass die Warnschutzkleidung auch nach der Wäsche den hohen Sicherungsanforderungen entspricht“, sagt Uwe Schmidt, Leiter Engineering bei MEWA. In den MEWA Standorten Weil im Schönbuch bei Stuttgart und Groß Kienitz bei Berlin werden aktuell erste Erfahrungen mit dem System des Fraunhofer IGD im Probebetrieb gesammelt, die Ausrüstung weiterer Standorte ist geplant.

Prüfsystem auf andere Branchen übertragbar
Das Prüfsystem des Fraunhofer IGD steht als Software-Baustein zur Implementation zur Verfügung. Auch andere Branchen könnte diese Technologie unterstützen. Eine automatische Klassifizierung von Retouren beim Versandhandel oder der Einsatz beim Textilrecycling wären denkbar. Eine nahtlose Einbettung in bestehende Systeme und Abläufe ist dabei entscheidend. Das Entwicklerteam beim Fraunhofer IGD arbeitet derzeit daran, die Qualitätsprüfung nicht nur anhand einzelner Fotos, sondern durch Videoaufnahmen und deren Echtzeit-Auswertung durchzuführen. Die deutlich erhöhte Anzahl der Produktansichten wird noch genauer alle Aspekte der Prüfung abdecken.

Weitere Informationen:
Fraunhofer-Institute Warnkleidung
Quelle:

Fraunhofer-Institut

BioökonomieREVIER Rheinland: Neue Wertschöpfungsmöglichkeiten für die Region © BioökonomieREVIER Rheinland
Logo BioökonomieREVIER Rheinland
05.02.2020

BioökonomieREVIER Rheinland

Neue Wertschöpfungsmöglichkeiten für die Region

Neue Wertschöpfungsmöglichkeiten für die Region

»Vom Braunkohle- zum BioökonomieREVIER«: Im Rahmen des Strukturwandels soll das Rheinische Revier zu einer Modellregion für ressourceneffizientes und nachhaltiges Wirtschaften werden. Insgesamt 15 Innovationslabore entstehen gerade an der Schnittstelle zwischen (Land-)Wirtschaft und Wissenschaft, beteiligt sind Vertreter aus Wirtschaft, Wissenschaft, Politik und Gesellschaft. Die Innovationslabore sollen den schnellen Transfer neuer Verfahren in die Praxis ermöglichen, um Wertschöpfung und neue Arbeitsplätze zu generieren. Das Fraunhofer UMSICHT ist gemeinsam mit weiteren Partnern für das Projekt »AZUR« verantwortlich, das den Anbau und die Verwertung von Heil- und Medizinpflanzen am Beispiel von Arnika untersucht.

Aus den Händen von Forschungsstaatssekretär Thomas Rachel MdB (3.v.l.) nahmen Prof. Wolfgang Marquardt (Vorstandsvorsitzender Forschungszentrum Jülich), Prof. Ulrich Schurr (Forschungszentrum Jülich), Prof. Ulrich Schwaneberg (RWTH Aachen), Dr. Georg Schaumann (Sense up) und Prof. Volker Sander (FH Aachen) die Förderurkunden entgegen. Die Fraunhofer-Gesellschaft und YNCORIS GmbH & Co. KG sind weitere Partner des Konsortiums.

Aus den Händen von Forschungsstaatssekretär Thomas Rachel MdB (3.v.l.) nahmen Prof. Wolfgang Marquardt (Vorstandsvorsitzender Forschungszentrum Jülich), Prof. Ulrich Schurr (Forschungszentrum Jülich), Prof. Ulrich Schwaneberg (RWTH Aachen), Dr. Georg Schaumann (Sense up) und Prof. Volker Sander (FH Aachen) die Förderurkunden entgegen. Die Fraunhofer-Gesellschaft und YNCORIS GmbH & Co. KG sind weitere Partner des Konsortiums.

Das Rheinische Revier ist stark von der Nutzung fossiler Rohstoffe geprägt. Ein zentraler Pfeiler der Energiewende ist jedoch der Kohleausstieg, weshalb die Region besonders vom Strukturwandel betroffen ist. Die Gestaltung dieses Strukturwandels ist Kern des Projekts »BioökonomieREVIER Rheinland«, das Ziel: eine Modellregion für nachhaltiges Wirtschaften zu schaffen. Insgesamt stellt die Bundesregierung bis Mitte 2021 rund 25 Millionen Euro für das Vorhaben zur Verfügung. »Mit der Förderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung wollen wir die Bioökonomie in die Anwendung bringen und so zu neuen Produkten, neuen Produktionsverfahren und neuen Arbeitsplätzen kommen. Das Rheinische Revier bietet dafür beste Voraussetzungen und wird einer der Eckpfeiler sein, um die jüngst beschlossene, neue Bioökonomiestrategie der Bundesregierung mit Leben zu füllen«, so Forschungsstaatssekretär Thomas Rachel MdB zum Projektauftakt. Beste Voraussetzungen für eine erfolgreiche Umsetzung bringen auch die beteiligten Organisationen mit ein: Sie decken das gesamte Spektrum von der Grundlagenforschung bis hin zur praktischen Umsetzung ab.

Landwirtschaftliche Produktion erweitern: hochwertige pharmazeutische Inhaltsstoffe

Im ersten Teilprojekt wird eine Regionalstrategie ausgearbeitet. Parallel dazu entstehen sogenannte Innovationslabore und -plattformen an den Schnittstellen von Wissenschaft, Wirtschaft und Landwirtschaft. Sie gehen auf konkrete Probleme im Rheinischen Revier ein und sollen auch in der Fläche wirksame Maßnahmen umsetzen.

Das Fraunhofer UMSICHT bringt seine Expertise im Bereich nachhaltiger Landwirtschaft mit ein. Auf Basis der Forschungsarbeit soll die landwirtschaftliche Produktion in der Region ausgebaut werden. In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IME und dem Forschungszentrum Jülich betrachten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die nachhaltige biogene Wertschöpfung von Heil- und Medizinpflanzen am Beispiel von Arnika. »Im Laufe des Projekts `AZUR` wählen wir zum einen ertragreiche Arnikapflanzen aus Zuchtprogrammen für den Freilandbau aus, zum anderen entwickeln wir die sensorgesteuerte Kultivierung in Indoor-Systemen«, erklärt Volkmar Keuter, Leiter der Abteilung Photonik und Umwelt am Fraunhofer UMSICHT. Auch der Ernteprozess wird detailliert betrachtet, um mithilfe neuer Technologien gezielt die wirkstoffreichsten Blüten zu gewinnen.

Quelle:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

 

Max Seißler, Advanced Consultant/Project Leader beim Beratungs- und Technologieunternehmen Altran. (c) Airbus
Max Seißler, Advanced Consultant/Project Leader beim Beratungs- und Technologieunternehmen Altran.
14.02.2019

LOPEC 2019: Abheben mit gedruckter Elektronik

Geringes Gewicht, Verzicht auf Kabel und eine hochautomatisierte Fertigung maximal individualisierter Bauteile: Die gedruckte Elektronik bietet der Luftfahrtbranche viele Vorteile. Auf dem LOPEC Kongress 2019 geben Dennis Hahn vom Flugzeugbauer Airbus und Max Seißler vom Beratungs- und Technologieunternehmen Altran einen Überblick über die besonderen Anforderungen an fliegende Bauteile. Gemeinsam arbeiten sie am Standort Hamburg mit gedruckter Elektronik für die Flugzeugkabine. Im Interview erläutern sie die Herausforderungen und Visionen.

Geringes Gewicht, Verzicht auf Kabel und eine hochautomatisierte Fertigung maximal individualisierter Bauteile: Die gedruckte Elektronik bietet der Luftfahrtbranche viele Vorteile. Auf dem LOPEC Kongress 2019 geben Dennis Hahn vom Flugzeugbauer Airbus und Max Seißler vom Beratungs- und Technologieunternehmen Altran einen Überblick über die besonderen Anforderungen an fliegende Bauteile. Gemeinsam arbeiten sie am Standort Hamburg mit gedruckter Elektronik für die Flugzeugkabine. Im Interview erläutern sie die Herausforderungen und Visionen.

F: Seit wann interessiert sich die Luftfahrtbranche für gedruckte Elektronik?

Dennis Hahn: Hochschulforscher haben schon vor 20 Jahren erkannt, dass gedruckte Elektronik für den Flugzeugbau interessant ist und ihre Ergebnisse bei Airbus vorgestellt. Die Materialien entsprachen damals aber noch nicht den extrem hohen Sicherheitsanforderungen der Luftfahrt. Aber seitdem hat sich viel getan. Zusammen mit zwei Fraunhofer-Instituten und Altran haben wir Demonstratoren entwickelt und gemeinsam mit Altran weisen wir gerade nach, dass die gedruckte Elektronik reif ist für Anwendungen in der Luftfahrt.

F: Welche konkreten Anforderungen müssen die Materialien erfüllen?

Dennis Hahn: Wir untersuchen zum Beispiel die Entflammbarkeit. Dafür werden die Folien, auf die wir die Elektronik drucken, für 15 Sekunden über eine offene Flamme gehalten, wieder entfernt und müssen sich, wenn sie Feuer gefangen haben, innerhalb von 14 Sekunden selbst löschen – ein harter Test für Kunststoffe. Wie sich eine Kombination aus Folie, Tinte und Coating verhält, können selbst unsere Brandexperten nicht vorhersagen. Deswegen mussten wir zahlreiche Materialien testen.

Max Seißler: Wir haben zwar von Anfang an versucht Risiken zu minimieren und Materialien verwendet, die bereits luftfahrtzertifiziert sind. Aber wenn wir diese Werkstoffe für andere Anwendungen und in neuen Kombinationen einsetzen, kommen Tests hinzu. Und die Entflammbarkeit ist nur ein Thema. Die Bauteile müssen beständig sein gegen Feuchtigkeit und Kondenswasser, gegen aggressive Reinigungsmittel, Insektizide, extreme Temperaturen, Vibrationen und mehr.

Weitere Informationen:
LOPEC
Quelle:

Messe München

PrePro2D Maschinensystem "PrePro 2D" für das Tapelegen zu maßgeschneiderten Organoblechen und Laminaten mit In-situ-Konsolidierung. (c) Fraunhofer IPT.
PrePro2D
16.02.2018

Kommerzialisierung von Fraunhofer´s Tape-Placement- und Tape-Wickelsystemen

Die beiden AZL-Partner Conbility GmbH und Fraunhofer IPT, Aachen haben eine langfristige Zusammenarbeit ins Leben gerufen, um die Fraunhofer Tapelege- und Tape-Wickelsysteme weiterzuentwickeln und zu kommerzialisieren, die über Laser- oder IR-Wärmequellen in-situ-Konsolidierung ermöglichen.

Die beiden AZL-Partner Conbility GmbH und Fraunhofer IPT, Aachen haben eine langfristige Zusammenarbeit ins Leben gerufen, um die Fraunhofer Tapelege- und Tape-Wickelsysteme weiterzuentwickeln und zu kommerzialisieren, die über Laser- oder IR-Wärmequellen in-situ-Konsolidierung ermöglichen.

Mit dieser Kooperation stellt das Unternehmen Conbility GmbH 25 Jahre Erfahrung in der Sondermaschinenentwicklung von Tape-Placement-Systemen des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT kommerziell zur Verfügung. Conbility bietet zwei verschiedene Tape-Verarbeitungssysteme an, die in verschiedenen Konfigurationen erhältlich sind.

Das Maschinensystem "PrePro 2D" ermöglicht das automatisierte, maßgeschneiderte Tapelegen von UD-Laminaten, die für das anschließende Thermoformen oder als Versteifungsstrukturen im Spritzgießprozess eingesetzt werden können. Die Maschine besteht aus einem Dreh- und Verschiebetisch, der relativ zur Applikator-Station bewegt wird. Der Tisch ist entsprechend den Anforderungen der Kunden skalierbar. Standard-Tischdurchmesser sind 1200 mm oder 2000 mm. Die Applikator-Station kann mit einem Einfach- oder Mehrfachspulen-Applikator ausgestattet werden. Aufgrund der großen Prozessfläche wird für den In-Situ-Konsolidierungsprozess ein 9 kW IR-Strahler eingesetzt.  

Drei in einem: Drei Technologien in einem modularen System vereint
Darüber hinaus steht der preisgekrönte "PrePro 3D"-Bandplatzierungs- und Wickelapplikator (Abb. 2) als modulares Produkt mit dezentraler Steuerung (inkl. Regelung der Energiezufuhr in die Prozesszone) für die "Plug-in"-Implementierung in bestehende Robotersysteme oder Maschinensysteme über Standardschnittstellen zur Kommunikation mit der übergeordneten Steuerung zur Verfügung. Conbility liefert sowohl den Einzelapplikator als auch schlüsselfertige Systeme inklusive Roboter und Handlingsysteme.

Alleinstellungsmerkmal des PrePro 3D-Systems ist sein multifunktionales Einsatzspektrum: Es ermöglicht die laserunterstützte Platzierung von thermoplastischen Tapes, die IR-unterstützte Platzierung von duroplastischen Prepregs und die Trockenfaserplatzierung: Drei Technologien in einem einzigen modularen System.  

Während der JEC World in Paris (6. - 8. März 2018) präsentiert die Conbility GmbH ihren neuen "VCSEL Tape Placement and Winding Applicator" (Abb. 3), der in Zusammenarbeit mit Fraunhofer IPT und Philips Photonics entwickelt wurde, auf der AZL Composites in Action Area (Halle 5A, C55).

VCSEL-Lasersysteme als Wärmequelle für geringere Investitions- und Prozesskosten
Dieser Applikator verwendet ein integriertes VCSEL-Lasersystem als Wärmequelle, das von Philips Photonics entwickelt wurde. Dieser Tape-Placement- und Wickelapplikator kann auch als modulares "Plug-in"-System in industrielle Knickarm- und Linearportalroboter in variablen Fertigungszellen integriert werden. Der Einsatz des neuen VCSEL-Lasers als Wärmequelle (VCSEL: Vertical-Cavity Surface Emitting Laser) führt zu deutlich geringeren Investitions- und Prozesskosten im Vergleich zu anderen Lasersystemen. Darüber hinaus können mit dem VCSEL-Lasersystem erstmals steuerbare In-Prozess-Anpassungen der Laserspot-Geometrie sowie der Intensitätsverteilung innerhalb der Spotgröße während des Prozesses (In-Prozess-Kontrolle von Laserspot-Geometrien und -Intensitäten) durchgeführt werden. Das neue System mit 2 kW Laserleistung und 10 separaten, separat steuerbaren Emissionszonen wird auf der JEC World in Paris 2018 als neues Produkt der Conbility GmbH gezeigt.

Dr. Sabine Amberg-Schwab, Fraunhofer ISC (c) Fraunhofer ISC
Dr. Sabine-Amberg-Schwab, Fraunhofer ISC
24.01.2018

New Plastics Economy Prize für bioORMOCER®e in Davos

Mitarbeiterin des Fraunhofer ISC ausgezeichnet

Mitarbeiterin des Fraunhofer ISC ausgezeichnet

Am 23.1.2018 begann in Davos das Weltwirtschaftsforum. Passend dazu präsentiert die 2016 gegründete New Plastics Economy Initiative der Ellen MacArthur Stiftung die Gewinner der »Circular Materials Challenge« als Teil ihres Innovationspreises. Auf der Suche nach neuen Wegen, der rasant steigenden Ansammlung von Plastikmüll im Meer und der Umwelt entgegenzuwirken, werden insgesamt fünf Projekte mit einem Teil des insgesamt mit einer Million Dollar dotierten Preises ausgezeichnet. Mit dabei ist die Entwicklung der bioORMOCER®e von Dr. Sabine Amberg-Schwab vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC. Das Würzburger Forschungsinstitut ist immer wieder ganz vorn dabei, wenn es um die Entwicklung nachhaltiger Materialien, Technologien und Produkte geht, die zur Lösung der großen weltweiten Herausforderungen beitragen können.
 
Im Jahr 2015 erschien im renommierten Wissenschaftsmagazin Science ein viel beachteter Artikel über den Mülleintrag in die Weltmeere. Zwei Jahre später, im November 2017, wies Dame Ellen Mac Arthur, die Gründerin der gleichnamigen Stiftung, in einem Editorial in genau dieser Zeitschrift auf die immer noch ebenso erschreckende Menge von acht Mio Tonnen Plastikmüll hin, die jährlich neu in unsere Ozeane gelangen. Und es ist damit zu rechnen, dass sich die Produktion von Plastik in den nächsten zwanzig Jahren nochmals verdoppelt. Bisher wird nur ein geringer Teil gesammelt und wiederverwendet – ein enormer Verlust an Wertstoffen einerseits und andererseits ein großes Umweltproblem. Eine Lösung könnten neue Verpackungsmaterialien auf der Basis nachwachsender Rohstoffe – sogenannte Biopolymere – sein, die kompostierbar sind. Bisher waren solche Materialien für Lebensmittelverpackungen eher ungeeignet, weil sie durchlässig sind für  Wasserdampf, Sauerstoff, Kohlendioxid und Aromastoffe.
»Das weltweite Problem des Verpackungsmülls hat uns auch hier im Fraunhofer ISC nicht mehr losgelassen und wir haben nach einer Lösung gesucht«, beschreibt Dr. Sabine Amberg-Schwab, Preisträgerin der Circular Materials Challenge 2018, ihre Motivation. Sie und ihr Team haben langjährige Expertise bei der Entwicklung von Barriereschichten auf Verpackungsfolien für Lebensmittel, um Qualität und Haltbarkeit der verpackten Lebensmittel zu verbessern. Diese Beschichtungen auf der Basis spezieller Hybridpolymere, genannt ORMOCER®e, schützen gegen Wasserdampf und Gaszutritt sowie gegen den unerwünschten Übergang von Fremdstoffen auf den Verpackungsinhalt.
 
Seit einigen Jahren arbeiten die Forscher nun an kompostierbaren Barriereschichten, die Biopolymeren zu einem Durchbruch für ihren zukünftigen Einsatz als nachhaltige und umweltschonende Verpackungswerkstoffe einer neuen Generation verhelfen können. »Unsere bioORMOCER®e beseitigen die Schwächen der Biopolymere und machen sie fit für die hohen Anforderungen an zuverlässiges Verpackungsmaterial«, erläutert Amberg-Schwab. Neben der Aufgabe, die verpackten Lebensmittel zu schützen, sorgen die bioORMOCER®e auch dafür, dass die eigentliche Verpackungsfolie aus Biopolymer sich nicht vorzeitig zersetzt.
 
Diese Entwicklung wird nun von der Ellen MacArthur Foundation ausgezeichnet. Prof. Gerhard Sextl, Leiter des Fraunhofer ISC, betont: »Für unsere Forschung ist der nachhaltige Umgang mit Ressourcen oberstes Gebot. Wir sind sehr stolz, dass unser Team mit dem New Plastics Innovation Prize ausgezeichnet wird – und wir sind stolz darauf, mit unseren Arbeiten dazu beitragen zu können, dass sich zukünftig die Umweltbelastung durch den Verpackungsmüll verringert«.
 
Derzeit arbeiten Amberg-Schwab und ihr Team gemeinsam mit der Fraunhofer-Projektgruppe IWKS und weiteren Partnern im Rahmen des von der EU finanzierten Projekts HyperBioCoat an einem Verfahren, um aus pflanzlichen Lebensmittelresten die Ausgangsstoffe für bioORMOCER®e zu gewinnen, sodass keine wertvollen landwirtschaftlichen Erzeugnisse in Konkurrenz zur Lebensmittelherstellung dafür verbraucht werden müssen.
 
Mehr zum EU-Projekt HyperBioCoat unter http://hyperbiocoat.eu/

Weitere Informationen:
Fraunhofer-Institute Plastikmüll
Quelle:

Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC