Aus der Branche

Jährlicher Höhepunkt der Branche ist die International Conference on Cellulose Fibres in Köln, auf der die neuesten Entwicklungen vorgestellt wurden: neue Cellulosefasertechnologien für verschiedene Rohstoffe und eine breite Palette von Hygiene- und Textilprodukten sowie Alternativen zu Kunststoffen und Kohlefasern für Leichtbaukonstruktionen.

In diesem Jahr nahmen zum ersten Mal 230 Teilnehmer aus 27 Ländern teil. Etwa 60 konnten unter strikten Corona-Sicherheitsvorkehrungen vor Ort dabei sein, die anderen nahmen online teil und konnten sich an Fragen und Diskussionen beteiligen.

Die Konferenz gab tiefe Einblicke in die vielversprechende Zukunft von Cellulosefasern, die perfekt zu den aktuellen Trends der Kreislaufwirtschaft, des Recyclings und der nachhaltigen Kohlenstoffkreisläufe passen.

Ein wichtiger Schwerpunkt der Konferenz waren alternative Quellen für Cellulose, denn der steigende Bedarf an Cellulosefasern kann auf Dauer nicht allein mit Holz und Alttextilien gedeckt werden. Auf der Konferenz wurde in Vorträgen und Podiumsdiskussionen eine Vielzahl von landwirtschaftlichen Nebenprodukten und biogenen Abfällen vorgestellt, wie z. B. Orangen- und Bananenschalen, Getreide und Hanfstroh. Vieles davon ist großvolumig und wurde bisher nicht wertschöpfend verwertet. Spannende Möglichkeiten für die Cellulosefaserindustrie der Zukunft.

Innovationspreis
Live auf der Konferenz verliehen Gastgeber nova-Institut und Preissponsor GIG Karasek GmbH die Auszeichnung „Cellulose Fibre Innovation of the Year“ an eines von sechs interessanten Produkten.

• Erster Platz: Kohlenstofffasern aus Holz – Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (Deutschland)
• Zweiter Platz: Fibers365, Wirklich kohlenstoffnegative Frischfasern aus Stroh – Fibers365 (Deutschland)
• Dritter Platz: Nachhaltige Menstruationsunterwäsche: Anwendungsorientierte Funktionalisierung von Fasern – Kelheim Fibres (Deutschland)

Die Umlage nach dem Erneuerbare Energie Gesetz (EEG-Umlage) soll zum 01. Juli 2022 entfallen. De facto ist die Streichung der EEG-Umlage um 6 Monate vorgezogen worden, sie war ohnehin für den 01. Januar 2023 geplant. Auch die bereits erfolgte Senkung um 43 % zum Jahreswechsel war durch den Preisanstieg überkompensiert worden. Ähnlich wenig Effekt könnte die vollständige Abschaffung haben, die 3,7 Cent pro Kilowattstunde Strom ausmacht.

Das am 23. Februar vorgestellte "Entlastungspaket", um den massiven Preisanstieg im Energiesektor abzufedern, richtet sich vor allem an einkommensschwache Haushalte und den Mittelstand. Was bedeutet der Baustein "Wegfall der EEG-Umlage" für energieintensive Industrien wie die Produzenten von Chemiefasern, ohne deren Vorprodukte insbesondere technische Produkte nicht herstellbar wären, wie sie beispielsweise auch essentiell für die Energiewende sind.

"Es freut uns", so der Geschäftsführer der Industrievereinigung Chemiefaser Dr. Wilhelm Rauch, "dass die Koalition jetzt auch unsere Beurteilung des Energiemarktes und des wettbewerbsverzerrenden Faktors Energiekosten erkannt hat. Dies kommunizieren wir bereits seit zehn Jahren. Leider kommt diese Einsicht spät - vermutlich zu spät. Alle unsere Unternehmen werden nur marginal von einer solchen Senkung profitieren.“

„Aktuell legen wir bei jeder Tonne Fasern, die produziert wird, Geld drauf,“ sagt der Vorsitzende des IVC-Energieausschusses, Frank Heimann, Managing Director der Advansa Manufacturing GmbH. Was das für den Industriestandort Deutschland und letztlich auch die Europäische Union bedeutet, braucht wenig Phantasie. „Wenn wir an der hohen Qualität unserer Erzeugnisse festhalten und wenn wir weiterhin höchsten Arbeitnehmer- und Verbraucherschutz leben wollen, brauchen wir faire Wettbewerbsbedingungen.“ fordert Klaus Holz, 1. IVC-Vorsitzender (General Manager Trevira GmbH). Ein Teil der Fairness bedeute global vergleichbare, also geringere Energiepreise. Die Gefahr, dass ansonsten nur noch Produkte als Importe unsere Märkte erreichten, die mit Blick auf den Klima-, Umwelt-, Verbraucher- und Arbeitnehmerschutz unter deutlich anderen Bedingungen hergestellt wurden, sei greifbar nahe.

Der Entfall der EEG-Umlage stelle nur einen Tropfen auf dem heißen Stein dar. Weitere Maßnahmen seien gefragt. Da knapp die Hälfte der Stromkosten auf vom Staat zu verantwortenden Abgaben bestehe, sollte es eine leichte Übung sein, diese zu reduzieren. Als nächste Maßnahme zur Kostensenkung böte sich beispielsweise die Streichung der Stromsteuer an. Die produzierenden Unternehmen bräuchten schnelle Entlastung.

Seit dem 11. Februar 2022 wird die Industrievereinigung Chemiefaser e. V. (IVC) unter der Registriernummer R000411 im deutschen Lobbyregister geführt, dessen Einführung der Bundestag im März vergangenen Jahres beschlossen hatte.

Nach verschiedenen Korruptionsverdachtsfällen und dem eher schlechten Zeugnis, das Transparency International den Bundesländern in einem Lobbyranking ausgestellt hatte, waren die Rufe nach mehr Transparenz lauter geworden. Das zum 01. Januar 2022 in Kraft getretene Lobbyregistergesetz, auf das sich Union und SPD nach langen Verhandlungen einigen konnten, verpflichtet nun professionelle Interessenvertreter dazu, sich in das öffentlich einsehbare Register einzutragen und dort Angaben über ihre Auftraggeber und die finanziellen Aufwendungen zu machen.

Nachdem die IVC bereits seit mehreren Jahren auf eigene Initiative hin im europäischen Transparenzregister eingetragen ist, befürwortet die in Frankfurt beheimatete Branchenvertretung bedeutender Chemiefaserhersteller Deutschlands, Österreichs und der Schweiz alle Initiativen, die zu mehr Transparenz in der Lobbyarbeit führen.

Die IVC sehe das vorliegende Gesetz als einen ersten Schritt zur Stärkung der Akzeptanz von Organisationen, die politische Kontakte pflegten, so der 1. Vorsitzende der IVC Klaus Holz, Geschäftsführer der Trevira GmbH. Leider bestünden noch viele Lücken und Ausnahmen. „Hier ist der deutsche Gesetzgeber aufgefordert, schnellstmöglich eine Gleichbehandlung für alle Interessenvertreter herbeizuführen, die auf dem politischen Parkett in Berlin tätig sind, damit alle Beteiligten sich auf gleicher Augenhöhe begegnen können“, betont Holz.

„Wir sind für unsere Branche darüber hinaus europaweit für alle Themen rund um die Bereiche Umweltschutz und REACH tätig. Daher ist es für unsere Arbeit essentiell, zu wissen, auf welche Organisationen und Parteien wir dabei treffen“, ergänzt der Geschäftsführer der IVC, Dr. Wilhelm Rauch.

In den letzten 14 Tagen sind die Großhandelspreise für Erdgas in Deutschland um mehr als 50 % gestiegen. Dieser Anstieg stellt eine außerordentliche Herausforderung für die Industrie dar, und es gibt keine Anzeichen für eine Unterstützung oder Intervention seitens der Regierung. Jüngste Äußerungen sind sogar dazu angetan, die Situation noch zu verschlimmern.

Kelheim Fibres ist bei der Strom- und Dampferzeugung vollständig von Erdgas abhängig und verfügt kurzfristig über keine praktikablen Alternativen. Hinzu kommt, dass die von dem Unternehmen verwendeten Rohstoffe bei ihrer Herstellung oft viel Energie verbrauchen und ebenfalls deutlich teurer werden. Diese Kostensteigerungen gefährden die Zukunft des Unternehmens, wenn sie nicht über die Lieferkette weitergegeben werden können.

Kelheim Fibres fordert die deutsche Regierung auf, unverzüglich Maßnahmen zu ergreifen, um die Auswirkungen der Kostensteigerungen für Erdgas abzumildern, und verpflichtet sich mittelfristig am Einsatz alternativer Energiequellen zu arbeiten.

Parallel dazu wird die Störung der globalen Logistik, die bereits im Jahr 2021 zu beobachten war, voraussichtlich auch im Jahr 2022 anhalten. Massive Erhöhungen der Frachtraten - in einigen Fällen um mehr als 80 % - werden ohne Vorankündigung und ohne Verhandlungsmöglichkeit durchgesetzt. Auch diese Kosten müssen über die Lieferkette weitergegeben werden, wenn Unternehmen lebensfähig bleiben sollen.

Um diese Probleme zu lösen, führt Kelheim Fibres mit sofortiger Wirkung die folgenden Maßnahmen durch:

• Die gestiegenen Energie- und Frachtkosten werden zum nächstmöglichen Zeitpunkt in den Preisen an die Kunden weitergegeben;
• Falls erforderlich, werden Änderungen oder Anpassungen bestehender Verträge ausgehandelt, um das gestiegene Kostenniveau widerzuspiegeln;
• Wenn die notwendige Erhöhung der Faserpreise nicht sichergestellt werden kann, werden Produktionskürzungen vorgenommen, um die Verluste zu minimieren, bis die Kostensteigerungen aufgefangen werden können.

Da die Ursachen für den Anstieg der Erdgaspreise vorübergehender Natur zu sein scheinen, wird Kelheim Fibres alle Preisanpassungen im Auge behalten und etwaige Entlastungen an die Kunden weitergeben.

Craig Barker, CEO von Kelheim Fibres, beschreibt die aktuelle Situation als kritisch: "Die Kostensteigerungen, mit denen wir konfrontiert sind, sind beispiellos und erfordern ein schnelles und entschiedenes Handeln. Wir sind entschlossen, die notwendigen Schritte zu unternehmen, um die Zukunft unseres Unternehmens zu sichern und unseren Kunden Versorgungssicherheit zu bieten. Gleichzeitig sind wir auf die Unterstützung unserer Kunden angewiesen, um die Herausforderungen zu meistern, mit denen unser Geschäft konfrontiert ist."

Die Textil- und Modebranche muss nachhaltiger werden. Das junge Brand modus intarsia zeigt seinen Weg: Aus der Unterwolle von Hunden, die normalerweise ausgekämmt wird und im Müll landet, haben die zwei Gründerinnen ein hochwertiges Garn entwickelt. Die Modedesignerin Ann Cathrin Schönrock hatte die Idee, und die Textilingenieurin Franziska Uhl von der Hochschule Reutlingen hat gemeinsam mit Wissenschaftler:innen an den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) das entwickelte Garn an Industriemaschinen erprobt und in größerem Maßstab hergestellt.

Chiengora® nennen sie das Kaschmir-ähnliche Garn – „Chien“, Französisch für „Hund“, und „gora“ in Anlehnung an das ursprünglich von Hasen stammende feine Angora. Das Garn hat den Vorteil, dass der Rohstoff nicht eingeflogen werden muss und die Tiere nicht für die Wollproduktion gezüchtet und gehalten werden. Der Rohstoff für das Garn entsteht nebenbei bei der täglichen Tierpflege, vor allem, wenn die Tiere im Frühjahr ihr Winterfell verlieren. Damit schont die Nutzung von Chiengora® Ressourcen und dient dem Tierwohl.

Das Gründerinnen-Team besteht aus Ann Cathrin Schönrock (31) aus Berlin und Franziska Uhl (25) aus Reutlingen. Als gelernte Mode- und Strickdesignerin mit hohen Ansprüchen an Qualität, Ethik und Nachhaltigkeit hat Ann Cathrin Schönrock schon 2017 mit dem Sammeln der Unterwolle vom eigenen Hund, von Hunden von Bekannten und Freunden, aber auch von Hundefriseuren und Züchtern begonnen. Nach ersten Machbarkeitsstudien stieß Franziska Uhl von der Fakultät für Textil & Design an der Hochschule Reutlingen dazu. Sie hat im Rahmen ihrer Bachelorarbeit erforscht, welche Hundehaare sich besonders gut für die Garnentwicklung eignen. An den DITF hat sie mit Volkan Ünal und Waltraud Abele ihre Thesen an Maschinen im Industriemaßstab überprüft und die Produktionsprozesse optimiert – von den Wollfaserflocken bis zum fertigen Wollgarn.

Das Potenzial ist groß. Allein in Deutschland leben über 10,4 Millionen Hunde. Obwohl nicht alle Hunderassen geeignete Unterwolle haben, landen europaweit bisher jedes Jahr über 1000 Tonnen davon im Müll. Schönrock und Uhl haben ein dezentrales Sammlernetzwerk ins Leben gerufen. Jeder kann daran teilnehmen, die Unterwolle seines Vierbeiners sammeln und nach Reutlingen schicken. Unterstützt wird das Projekt mit dem staatlichen EXIST-Gründungsstipendium und einem Investment aus der Textilindustrie. Die Unternehmerin Anna Yona von Wildling investiert in „Yarnsustain“.

Die Allianz Faserbasierte Werkstoffe e.V. (AFBW) hat mit Unterstützung des Wirtschaftsministeriums von Baden-Württemberg das Projekt „CycleTex BW“ auf den Weg gebracht. Mit diesem Projekt sollen die Recycling-Prozesse entlang der gesamten textilen Wertschöpfungskette optimiert werden. Zahlreiche Unternehmen aus der Textilindustrie machen mit. Ziel des Projektes ist, textile Produktionsabfälle bspw. durch neue Technologien der (eigenen) Produktion zurückzuführen. Neue hochwertige Sekundärrohstoffe und ggf. andere Materialien sollen durch neue Verfahren entwickelt und schlecht recyclebare Wertstoffe sollen ersetzt werden.

Für die faserbasierte Industrie, als einer der global größten Ressourcenverbraucher der Welt, ist das Thema Nachhaltigkeit von zentraler Bedeutung. Geschäftsmodelle weltweit stehen vor großen Transformationsprozessen. Die heimische Textilindustrie sieht in dem regulatorischen, medialen und marktlichen Druck auch Chancen. Das landesweite Netzwerk AFBW will im Rahmen des dreijährigen Projekts „CycleTex BW“ Innovator, Moderator, Türöffner und Kümmerer sein. Ulrike Möller, Netzwerkmanagerin AFBW: „CycleTex BW soll dazu beitragen textile Post-Industry Produktionsabfälle so lange wie möglich in der textilen Kette zu halten und damit langfristig eine Kreislaufwirtschaft entstehen zu lassen. Wir wollen Chancen entwickeln, bestehende Modelle fortschreiben oder diversifizieren. Dadurch soll eine weitere Form der Zukunftssicherung für die faserbasierte Industrie geschaffen werden.“

„CycleTex BW“ wird vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus des Landes Baden-Württemberg mitfinanziert. Wirtschaftsministerin Dr. Hoffmeister-Kraut betont: „In jeder Branche und an jeder Stelle der Wertschöpfungskette müssen wir in Zukunft eine umweltfreundliche und perspektivisch klimaneutrale Form des Wirtschaftens erreichen. Mit dem Projekt CycleTex BW stellen wir jetzt die Weichen richtig, um auch in der Textilbranche in Baden-Württemberg Geschäftsmodelle weiterzuentwickeln und nachhaltige Produktportfolios aufbauen. Das ist nicht nur gut für das Klima, sondern festigt auch die international führende Stellung Baden-Württembergs vor allem bei besonders leistungsfähigen technischen Textilien.“

Bereits heute haben 67 Unternehmen aus Baden-Württemberg und darüber hinaus durch einen Letter of Intent (LOI) ihr Interesse an dem Projekt bekundet. Da Produktkreisläufe immer auch mit Materialtransport zu tun haben, macht es Sinn im regionalen Kontext zu denken. Der Großraum Süddeutschland-Österreich-Schweiz-Frankreich stellt eine spannende Region für „CycleTex BW“ dar. Für die Unternehmen bedeutet dieser regionale Ansatz eine Sicherstellung der Infrastruktur und Zugang zu Rohstoffen.

Durch neue Technologien und nachhaltige Produkte kann die Industrie außerdem einen Wettbewerbsvorteil erlangen. Eine stärkere Verwendung von Sekundärrohstoffen kann die Kosten senken. Durch die zunehmende Verwendung von Sekundärmaterialien sind Unternehmen weniger abhängig von Primärrohstoffen und damit verbundenen Problemen in der Lieferkette. Mehr noch: Die Entwicklung von Recyclingmaterial- und Prozessinnovationen kann zu internationaler Nachfrage führen.

Auch Nachwuchskräfte setzen bei der Wahl des zukünftigen Arbeitgebers auf umweltbewusste Firmen.

Die Textilindustrie ist in der Viel- und Kleinteiligkeit der Wertschöpfungsketten besonders herausgefordert. So sind Rohstoffhersteller, Endprodukthersteller, Händler und andere Inverkehrbringer sowie ggf. auch Entsorger und Verwerter zwar Teil einer Kette, aber nicht Akteure im selben „eco system“. Aus dem Wunsch nach wirklichem Re- oder sogar Up-Cycling erwächst eine zwingende, vorgeschaltete Analyse, welche Dimensionen der textile Kreislauf hat, welche Akteure mit welchen Kompetenzen bereits am Markt sind, was der Markt in Zukunft braucht bzw. was wissenschaftlich und technisch denkbar wäre (z.B. mechanisches Recycling vs. chemisches Recycling). Diese Analyse soll im Rahmen von CycleTex BW erfolgen.

Bislang reduziert sich Textilrecycling oftmals auf Downcycling, indem z.B. Textilfasern im „second life“ als Dämmmaterial verwendet werden. Zudem werden Textilien auch thermisch verwertet oder landen auf der Deponie. Recycling von technischen Textilien ist nicht zuletzt durch die Vielzahl an unterschiedlichen Materialien, Mischungen und Beschichtungen herausfordernd. Umso notwendiger ist eine Zusammenarbeit auf allen Stufen der Kette, um den Kreislauf von Materialien zu optimieren und damit den Lebenszyklus der Rohstoffe zu verlängern. Das Zusammenführen der Akteure soll durch CycleTex BW gelingen.

Des Weiteren wird beim Textilrecycling bisher eher an Hemd und Hose gedacht und die Abfälle in der Produktion werden wenig berücksichtig. Gerade hier kann aber echte Wertschöpfung und vor allem Nachhaltigkeit in der Lieferkette entstehen.

Die faserbasierte Industrie hat erkannt, dass neue Geschäftsmodelle und Business Cluster wichtig sind, um Recycling zu stärken. Diese sollten aber sinnvollerweise über bestehende Geschäftsmodelle und Warenstromstrukturen, wie simples Sammeln und Reißen hinausgehen. Handlungsleitend ist also, unternehmerische Chancen zu entwickeln, bestehende Modelle fortzuschreiben oder zu diversifizieren und damit eine weitere Form der Zukunftssicherung für die Textilindustrie zu schaffen. Mit dem erweiterten „grünen Portfolio“ sollen die Unternehmen langfristig eine Resilienz in der Lieferkette, eine Unabhängigkeit von China erreichen und ihre Wettbewerbsfähigkeit effektiv ausbauen.

Die Landesregierung von Baden-Württemberg will laut Koalitionsvertrag in den Bereichen Klima- und Naturschutz „Baden-Württemberg als Klimaschutzland zum internationalen Maßstab“ machen. Dieses Ziel soll u.a. durch ein besseres Recycling der eingesetzten Materialien erreicht werden. Innovative Kreislaufwirtschaftslösungen werden daher als Wachstumsfelder der Zukunft gesehen. Die neue Landesregierung betont, dass man auch in diesem Bereich international zum Marktführer werden will. Um die Kreislaufführung weiter voranzubringen, soll die Entwicklung und Inbetriebnahme effizienter Verwertungsverfahren unterstützt werden.

Der Maschinenbau ist eine Stärke der deutschen Industrie. In Leitbranchen, deren Produkte in einem globalisierten Umfeld starker Konkurrenz ausgesetzt sind, kann der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) dazu beitragen, Industriekapazitäten und Knowhow in Deutschland zu halten, im Maschinenbau und nachgelagerten Branchen. Doch erst durch praxisnahe Anwendung in der Industrie kann KI seine Stärken für Unternehmen voll entfalten. Wie das mit dem Beitrag angewandter Forschung geht, zeigen Textilindustrie und -maschinenbau ebenso wie die Kunststoffbranche.

Mit der Corona-Krise sind Vliesstoffe über die Fachwelt hinaus bekannt geworden, denn sie bilden das Ausgangsmaterial für Schutzmasken. Die aufgetretenen Engpässe am Markt 2020 zeigten, wie stark Deutschland hier von Lieferungen aus dem Ausland abhängig ist. Zugleich ist Deutschland in anderen Vliesstoff-Segmenten und bei Maschinen für die Vliesstoffherstellung eine wichtige Größe auf den Weltmärkten. Damit das so bleibt, arbeitet die Branche an Innovationen. Ein zentraler Baustein dafür: Die Nutzung Künstlicher Intelligenz (KI).

Das Auge auf der lernenden Maschine

Am ITA Augsburg hat man dafür Grundlagen in einem Projekt gelegt, auf denen sich nun aufbauen lässt. Die Vision: Die Maschine zur Vliesstoffproduktion passt die Parameter entsprechend den Erfordernissen im laufenden Betrieb autonom an. Etwaig auftretende Fehler werden von der Maschine selbstständig diagnostiziert, die Drehzahlen entsprechend angepasst. „Wir haben im Projekt EasyVlies gezeigt, wie sich mit der Nutzung von Algorithmen für die Vliesstoffproduktion Material- und Energiekosten einsparen lassen. Zusammen mit Partnern aus der Industrie haben wir erreicht, dass die Maschine zentrale Parameter wie Drehzahlen und Abstände, von denen eine große Kombinationsmenge für das Erreichen der gewünschten Produktqualität notwendig sind, durch das entwickelte KI-Modell vorhergesagt werden. „Die Abstände der bis zu 40 Arbeitselemente in der Maschine bestimmen dabei in Kombination mit den Drehzahlen der beteiligten Walzen die Öffnung der Faserflocken bis zur Einzelfaser und die Bildung des Vlieses“, erläutert ITA-Augsburg Geschäftsführer Prof. Stefan Schlichter. Die naturwissenschaftlichen Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen den Drehzahlen und den Qualitätsparametern der Vliesstoffproduktion sind nicht eindeutig bekannt. Gerade deshalb kann KI hier seine Vorteile ausspielen. „Denn Künstliche Intelligenz kann auch diffuse Zusammenhänge modellieren und simulieren“, betont Schlichter. Die Algorithmen dafür hat Maschinenbauingenieur Dr. Frederik Cloppenburg aus dem Aachener ITA-Stammhaus entwickelt, 280 Versuche wurden im Zusammenspiel mit der KI-Entwicklung durchgeführt.

In der unternehmerischen Praxis lernen die Algorithmen nun hinzu. Das zeigt  bei einem Vliesstoffbetrieb der Fahrzeugbranche bereits erste Erfolge in der betrieblichen Praxis. Im nächsten Schritt arbeiten die ITA-Forschenden daran, Messtechnik wie Kamerasysteme und strahlungsbasierte Messsysteme für die Gleichmäßigkeit des Vliesstoffs in die Maschinen zu integrieren. Ziel: Fehler so prognostizieren, dass sie gar nicht erst auftreten. Das Aufkommen an Vliesstoff-Ausschuss soll so um 30 bis 50 Prozent sinken. Angesichts von bislang jährlich allein in Deutschland anfallender Ausschussware im Wert von 150 Mio. Euro, das entspricht 10 Prozent des Branchenumsatzes, ein erheblicher Anreiz. „Die hoch qualifizierten Facharbeiter beaufsichtigen sozusagen die lernende Maschine“, erklärt Schlichter.

Industrie 4.0 wird in der Kunststoffbranche künftig auch benötigt, um das Ziel höherer Recyclingquoten zu erreichen. Denn eine weniger einheitliche Rohstoffbasis macht lernende Maschinen noch wertvoller. Das ist auch Ausgangspunkt des vom Bundesforschungsministerium (BMBF) geförderten Verbundprojekts CYCLOPS des Kunststoff-Zentrums (SKZ) und namhaften Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Durch den Einsatz von KI sollen Materialströme automatisiert klassifiziert werden, damit sie sich optimal verwenden lassen. „Die Maschinen sollen künftig eigenständig erkennen, in welche Anwendungen produzierte Materialien eines bestimmten Typs gehen können“ erläutert SKZ-Gruppenleiter Digitalisierung, Christoph Kugler. Ein Faktor: Die Fließfähigkeit des Kunststoffs, seine Viskosität. Je kürzer die Polymerketten des Materials, desto größer, vereinfacht gesagt, ihre Fließfähigkeit. Für diese Fließfähigkeit spielt andererseits auch das Druckniveau in der Maschine eine Rolle. Hier kommt wiederum die KI ins Spiel: „Durch Künstliche Intelligenz können Materialeigenschaften und selbst lernende Maschinensteuerungen sehr gut ineinanderwirken, so unsere Erwartung“, erklärt Kugler. Grundlage für die angewandte Forschung im Projekt CYCLOPS sind sowohl Prozessdaten aus den Maschinen, welche die Materialqualität beschreiben können, als auch Daten entlang des Lebenswegs von Material und Produkt. Im Rahmen des Projektes werden damit die Transparenz und die Informationsdichte erhöht, welche nach wie vor einige der größten Hemmnisse der Kreislaufwirtschaft sind.

Neue Expertisefelder wie Erklärbare KI erschlossen

Das SKZ baut mit dem Projekt auf KI-Expertise auf, die über abgeschlossene und noch laufende Projekte erarbeitet wurde. In der Vergangenheit lag der Schwerpunkt in der Entwicklung sogenannter Softsensoren aus Prozessdaten zur Berechnung komplexer Qualitätskennwerte wie z.B. Viskosität oder Vernetzungsgrad des Kunststoffs. Durch die Weiterentwicklung der Technologie werden neue Expertisefelder erschlossen, so z.B. Optimierung der Prozessmodellierung durch KI, Prognose von Materialverhalten unter Last oder auch erklärbare KI (XAI), sie beschreibt den Weg, auf dem Algorithmen zu ihren Ergebnissen gelangen. In den letzten Jahren wurde ebenfalls der Einsatz von digitalen Technologien und KI im Kontext der Kreislaufwirtschaft am SKZ forciert, so in den noch jeweils bis ins nächste Jahr hinein laufenden Projekten Di-Plast und DiLinK. Während Di-Plast ein EU-Projekt ist, wird DiLink ebenfalls vom BMBF gefördert. Mit dem FIR e.V. ist ein weiteres Institut der Zuse-Gemeinschaft im DiLink-Projektkonsortium vertreten, mit dem Fokus auf dem Thema Geschäftsmodelle. Denn diese verändern sich durch das Vordringen der KI in immer mehr Aspekten des Maschinenbaus.