Aus der Branche

Seit dem 01.03.2024 ist das Technikum des Instituts für Textiltechnik der RWTH Aachen University (ITA) mit einem weiteren, weltweit einzigartigen Wickler ausgestattet.
 
Der Wickler des Herstellers Comoli Fermo S.r.l., Paruzzaro, Italien, ermöglicht die Entwicklung elastischer Garne für zahlreiche und innovative Anwendungsbereiche. Mono- und Multifilamentgarne können in einem Geschwindigkeitsbereich von 100 bis 3.200 m/min auf Hülsen mit einer industriellen Standardgröße von 73,6 mm x 83,8 mm x 115,5 mm gesponnen werden.

Der Einsatz dieser Spulen ermöglicht eine unmittelbare Weiterverarbeitung entlang der textilen Prozesskette, zum Beispiel zur Herstellung elastischer Kombinationsgarne oder in Strickereien. Durch die hohe Flexibilität dieses Wicklers in Kombination mit den am ITA vorhandenen Spinnanlagen sind Versuche mit Materialmengen von wenigen hundert Gramm bis zu mehreren hundert Kilogramm möglich.

Mit der Inbetriebnahme der neuen Polyestergarn-Produktion bei Garden Silk Mills in Surat, Indien, zeigt das zur Schweizer Oerlikon Industriegruppe gehörende Unternehmen Oerlikon Barmag seine Kompetenz als einer der führenden Anbieter von Chemiefaseranlagen. Der Um- und Neubau der Polyesterspinnerei mit 216 WINGS FDY Spinnstellen ging einher mit einer umfangreichen Engineering-Leistung, die im engen Zusammenspiel der Experten aus Deutschland und aus Indien erbracht wurden.

Das Expansionsprojekt für FDY-Garne bei Garden Silk Mills Private Limited (GSMPL) markiert den Beginn einer Periode schnellen Fortschritts im Textilsektor durch die Chatterjee Group (TCG) unter der Führung ihres Vorsitzenden Dr. Purnendu Chatterjee. Mit ihrer modernen Produktionsanlage in Jolwa, in der hochwertige Polyesterchips, POY, FDY und andere Spezialgarne hergestellt werden, und der Marke Garden Vareli, die eine zeitgemäße Kollektion von Saris und Kleidungsstoffen anbietet, schafft die Chatterjee Group, die weltweit Investitionen in Höhe von 8 Milliarden US-Dollar tätigt, den ,Garten von morgen‘. „Wir bei MCPI und GSMPL sind entschlossen, die textile Vision von Dr. Purnendu Chatterjee, dem Vorsitzenden von TCG, zu verwirklichen", sagte D.P. Patra, Whole Time Director und CEO von MCPI.

Oerlikon Barmag Anlagen beherrschen nahezu alle Prozesse zur Herstellung textiler und technischer Garne und verspinnen die gängigen Polymere Polyester, Polyamid 6 und 6.6 oder Polypropylen. Bei Garden Silk Mills geht es um vollverstreckte Garne (FDY). Sie werden ohne weitere Veredelung zu textilen Flächen verarbeitet. Überall dort, wo Textilien glatt fallen oder aber gleiten soll, kommen vollverstreckte Garne zum Einsatz.

Das WINGS Konzept durchbricht dabei die Grenzen konventioneller FDY Spinnanlagen. WINGS steht für optimierte Produktionsprozesse, geringe Abfallraten und um rund 30 Prozent reduzierten Energieverbrauch. Hohe Garnqualität ist dabei verpflichtend. Einsetzbar ist diese Technologie im FDY Prozess für Polyester und Polyamid.

Oerlikon Barmag WINGS Technologie unterstützt Garden Silk Mills bei der Produktion von FDY Premiumgarnen – leistungsstarke Spinnereikomponenten wie Spinnpumpen, Spinnbalken und Düsenpakete bis zur Crossflow-Anblasung und den 216 WINGS Wicklern wurden im Direktspinnverfahren im Anschluss an eine bei Garden Silk Mills vorhandene Polykondensationsanlage installiert.

Das zurückliegende Jahr war von Krisen gekennzeichnet: Die anhaltende Corona Pandemie, gestörte Lieferketten sowie die durch den Ukrainekrieg ausgelöste Energiekrise prägten die weltwirtschaftlichen Rahmenbedingungen. Auch das Geschäft mit flammhemmenden Trevira Fasern und Filamentgarnen geriet unter diesen Einflüssen unter Druck, insbesondere aufgrund der rasant ansteigenden Energie- und Rohstoffkosten. Polyesterprodukte sind hier in besonderem Maße betroffen, da sie zum einen in energieintensiven Herstellungsverfahren produziert und zum anderen aus Erdölderivaten hergestellt werden.

Insgesamt war 2022 für den Bereich der schwer entflammbaren Trevira Fasern und Filamentgarne ein anspruchsvolles Jahr. Aufgrund der massiv ansteigenden Energiekosten und der davon getriebenen Inflation war es unvermeidbar, Preisanpassungen vorzunehmen. Die generell vorherrschende große Verunsicherung im Markt führte auch auf dem europäischen Objektmarkt zu einer Kaufzurückhaltung, die im 4. Quartal ihren Höhepunkt erreichte. Insgesamt ist das Unternehmen für 2023 leicht optimistisch gestimmt, erwartet aber eine Erholung des Marktes erst wieder im 2. – 3. Quartal.

Im Bereich der flammhemmenden Stapelfasern wird 2022 mengenmäßig in etwa auf Vorjahresniveau abgeschlossen. Dabei lag das Unternehmen nach den ersten 9 Monaten noch gut 10 % über der Vorjahresmenge, was aber durch einen deutlichen Nachfragerückgang im vierten Quartal relativiert wurde.

Hervorzuheben ist die starke Nachfrage nach recycelten Fasern (pre-consumer) für den Einsatz in Trevira CS eco Textilien. Aufgrund von Verzögerungen konnten in der Anlaufphase die nachgefragten Mengen nicht vollumfänglich bedient werden. Für 2023 werden deutliche Wachstumspotentiale gesehen. Die Investition in einen neuen Schmelzefilter für eine der Spinnanlagen wird durch die hiermit verbundene Prozessoptimierung dazu beitragen, die steigenden Nachfrage besser erfüllen zu können. Als besonders robust hat sich unser Geschäft in Italien und in der Türkei erwiesen, wo wir die uns gesetzten Ziele für 2022 erreicht haben.

Auch im Bereich der flammhemmenden Filamentgarne wurden die Ziele für 2022 mengenmäßig mit ca. 4 % unter Plan leicht unterschritten. Das Trevira CS Geschäft hat seinen Fokus nach wie vor auf Europa, mit den wichtigsten Märkten Italien, Deutschland und Skandinavien. Eine starke Nachfrage ist im Office-Bereich zu verzeichnen, wo Garne mit hohen Scheuerbeständigkeiten zum Einsatz kommen.   

Für 2023 formuliert Trevira CS bei flammhemmenden Filamentgarnen ein Wachstumsziel von 5 %. Generiert werden soll dieses durch neue Produktentwicklungen und die Verstärkung der Aktivitäten im Schifffahrtsbereich und im türkischen Markt.

• Innovation beginnt mit Kreativität
• Ein Pionier der Chemiefaserindustrie

Als vor einem Jahrhundert die Ära der Chemiefaserindustrie begann, leistete auch ein deutsches Unternehmen Pionierarbeit. Die 1922 gegründete Barmag zählte zu den weltweit ersten Unternehmen, die Maschinen zur Großfertigung synthetischer Spinnfasern konstruierten. Bis heute prägt der führende Hersteller von Chemiefaser- Spinnanlagen und -Texturiermaschinen aus Remscheid, seit 2007 eine Marke des Schweizer Oerlikon-Konzerns, den technologischen Fortschritt in seiner Branche – in Zukunft immer mehr mit Innovationen rund um Nachhaltigkeit und Digitalisierung.

Am 27. März 1922 wird im bergischen Barmen die Barmer Maschinenfabrik Aktiengesellschaft (Barmag)  aus der Taufe gehoben. Die deutschen und holländischen Gründer begeben sich damit auf technologisches Neuland, entstanden durch eine bahnbrechende Erfindung. 1884 erschuf der französische Chemiker Graf Hilaire Bernigaud de Chardonnet aus Nitrozellulose die sogenannte Kunstseide, später als Rayon bekannt. In den folgenden Jahrzehnten beginnt eine rasante Entwicklung auf der Suche nach synthetischen Spinnstoffen und ihren Fertigungstechnologien. Als eine der ersten Maschinenfabriken kämpft sich Barmag durch diese ereignisreiche Frühzeit der Chemiefaserindustrie, durch „Goldene Zwanziger“ und Weltwirtschaftskrise, und erleidet die weitgehende Zerstörung ihrer Werke Ende des Zweiten Weltkriegs. Der Wiederaufbau gelingt. Mit der unaufhaltsamen Erfolgsstory rein synthetischer Kunststofffasern wie etwa Polyamid blüht das Unternehmen in den 1950er- bis 1970er-Jahren auf, errichtet Standorte in allen internationalen, für die damalige Textilindustrie wichtigen Industrieregionen und erlangt Weltgeltung. Im Auf und Ab von Expansion, globalem Wettbewerb und Krisenzeiten erringt Barmag eine Spitzenposition im Markt und wird zum bevorzugten Partner für den technologischen Aufbau der Chemiefaserindustrie Chinas, Indiens und der Türkei. Seit 2007 agiert das Unternehmen als starke Marke unter dem Dach des Oerlikon- Konzerns.

Auf den Flügeln der Innovation
Heute ist Oerlikon Barmag ein führender Anbieter für Chemiefaser-Filamentspinnanlagen sowie - Texturiermaschinen und Teil des Geschäftsbereichs Manmade Fibers Solutions in der Oerlikon Division Polymer Processing Solutions. Und der Anspruch ist nicht kleiner geworden: „Das Streben nach Innovation und technologischer Führerschaft war, ist und wird immer Teil unserer DNA sein“, betont Georg Stausberg, CEO Oerlikon Polymer Processing Solutions. Sichtbar wurde dies in der Vergangenheit an wegweisenden Neuerungen wie der revolutionären Wickler-Generation WINGS für POY im Jahr 2007 und WINGS für FDY dann in 2012. In der Gegenwart steht die Neu- und Weiterentwicklung im Zeichen von Digitalisierung und Nachhaltigkeit. So realisiert Oerlikon Barmag seit Ende des letzten Jahrzehnts als einer der ersten Anlagenhersteller weltweit voll vernetzte Smart Factories für die weltweit führenden Polyesterhersteller. Digitale Lösungen und Automatisierung helfen auch hier, mehr Klima- und Umweltverträglichkeit zu erreichen. Dieses Nachhaltigkeitsengagement manifestiert sich nicht nur im bereits 2004 eingeführten e-save Label für alle Produkte: Bis 2030 will Oerlikon an allen Standorten auch CO2-neutral werden und seine Energie ausschließlich aus erneuerbaren Quellen gewinnen. Ein ehrgeiziges Ziel, bei dessen Umsetzung das Oerlikon Barmag-Jubiläum helfen kann, so Georg Stausberg: „Innovation beginnt mit Kreativität. Und aus der Erinnerung an die Vergangenheit lässt sich viel Motivation für die Zukunft mitnehmen.

Die Nachrüstung von Spinnanlagen mit einem Schaberoboter ist durchaus lohnenswert. Das bestätigen die Erfahrungen der Kunden, bei denen der Schaberoboter bereits installiert ist. Seit mehreren Monaten reinigen die Schaberoboter von Oerlikon Barmag Spinndüsen in Produktionsbetrieben für Filamentgarne in China und Indien mit dem Resultat einer deutlichen Effizienzsteigerung der Anlagen.

Das regelmäßige Schaben der Spinndüsen ist wesentlich für Prozessstabilität und Garnqualität. Mit dem Schaberoboter kann hier positiv Einfluss genommen werden, denn: wie die Datenerfassung und -analyse in den Betrieben bestätigt, kann die Fadenbruchrate durch die Automatisierung des Schabeprozesses um bis zu 30% reduziert werden. Die Fadenbruchrate nimmt einen direkten Einfluss auf die Produktionskennzahlen; insofern ist hier eine deutliche Reduktion für jeden Garnhersteller bares Geld.

Auch in bestehenden Anlagen nachrüstbar
Der Schaberoboter von Oerlikon Barmag ist vielen Spinnereien nachrüstbar. An einem Schienensystem an der Decke hängend steuert das System die einzelnen Positionen entsprechend der geplanten Schabezyklen automatisch und selbständig an. Neben geplanten Schabevorgängen gibt es aber auch Ereignisse, die nicht direkt planbar oder sichtbar sind. So kann der Schaberoboter, je nach Einbindungsgrad in Oerlikon Manmade Fibers Smart Factory Lösungen, Konflikte wie Fadenbrüche oder parallele Schabevorgänge erkennen und selbstständig Lösungen anbieten.

Der Schaberoboter arbeitet linienübergreifend. Dabei bleibt die Schabequalität 24/7 konstant. Durch die hohe Schabequalität wird sowohl die Stabilität des gesamten Prozesses als auch die Garnqualität positiv beeinflusst. Zeitersparnis zwischen den Reinigungszyklen ist ein weiterer Vorteil: mit Einsatz des Roboters kann das Zeitintervall zwischen zwei Schabevorgängen um bis zu 25% verlängert werden. Die durch den Schaberoboter erreichbare deutliche Effizienzsteigerung der Spinnprozesse schlägt sich auch in der Marge nieder. So sanken zum Beispiel bei einem Kunden mit Einsatz des Schaberoboters die Produktionskosten für das gleiche Garn um mehr als 3%.

Der indische Garnhersteller Polygenta, der sich auf die Herstellung von nachhaltigen Recyclinggarnen spezialisiert hat, produziert seit kurzem Recycling Polyester FDY Garne in seinen Anlagen in Nashik. Das Garn wird mit der patentierten chemischen Recyclingtechnologie von perPETual Global Technologies und der Direktspinnanlage von Oerlikon Barmag, ausgestattet mit dem 32fach WINGS Konzept, hergestellt.

Die Spinnanlage wurde von Technologen von Oerlikon Textile India in enger Zusammenarbeit mit den Prozessfachleuten von Oerlikon Barmag in Betrieb genommen. Aktuell werden verschiedene FDY-Produkte entwickelt. Das produzierte Garn entspricht dem Bedarf der Kunden im Premium-Segment, die qualitativ hochwertige, kosteneffiziente und nachhaltige Lösungen verlangen.

Als eines der weltweit ersten Unternehmen produziert Polygenta seit 2014 zu 100 % recycelte POY und DTY aus Post-Consumer-PET unter Verwendung des patentierten chemischen Recyclingverfahrens, das von perPETual Global Technologies entwickelt wurde. Das Verfahren von perPETual reduziert die CO2-Belastung um mehr als 66 % im Vergleich zu PET-Neuware. Das Garn wird mit Anlagen und Systemen von Oerlikon Barmag gesponnen. Dadurch ist Polygenta in der Lage, eine große Bandbreite von DTY- und FDY-Garnen herzustellen, die dem Global Recycled Standard (GRS) entsprechen.

Am Gemeinschaftsstand des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau (AZL) in Halle 5A Stand D17 demonstriert das Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University (ITA) vom 12.-14. März 2019 in Paris seine Kompetenzen in den Bereichen Glasfasern, Preforms und Carbon Composites.
Die Exponate stammen aus unterschiedlichen Anwendungsfeldern und adressieren die Branchen Automotive, Luft- und Raumfahrt und Maschinenbau.

1. Innovative Glasfaserforschung am ITA
   Der modulare Aufbau der neu entwickelten, induktiv beheizten Glasfaserproduktionsanlage ermöglicht hohe Flexibilität in der Forschung und das Induktionssystem eine deutlich schnellere Bedienbarkeit. Erstmalig werden am Stand des ITA Glasfasern live auf der JEC World hergestellt. Zu den Neuheiten der Anlage gehört das induktiv beheizte Bushing. Es hat ein flexibles Design und besteht aus einer Platin-/Rhodium-Legierung (Pt/Rh20) zum Einsatz für Hochtemperaturgläser. Die Glasfaserproduktionsanlage wurde so konstruiert, dass sich neue Konzepte und Ideen schnell erproben lassen.
    
2. DrapeCube – Umformung textiler Halbzeuge
   Der DrapeCube bietet eine kostengünstige Konstruktion zur Herstellung von Faservorformlingen aus textilen Halbzeugen. Er kommt zum Tragen bei der Fertigung von Preforms für Prototypen und in der Kleinserie und eignet sich für Unternehmen, die in der von faserverstärkten Kunststoffen (FVK) tätig sind.
   Bei der Produktion von FVK-Bauteilen wird im Preformingprozess ein Großteil der späteren Bauteilkosten definiert. In kleinen und mittelständischen Unternehmen wird dieser Prozessschritt oft noch manuell ausgeführt. Daraus resultieren hohe Qualitätsschwankungen und Bauteilpreise. Besonders bei hochbelasteten Strukturbauteilen führt die Qualitätsschwankung dazu, dass die Bauteile überdimensioniert sind. So wird das Leichtbaupotential von faserverstärkten Kunststoffen zu wenig genutzt.
   Eine Lösung bietet das aus der blechumformende Industrie adaptierte Stempelumformverfahren zur Formgebung von Verstärkungstextilien. Dabei wird das Textil zwischen zwei Formhälften (Patrize und Matrize) eingelegt und automatisiert umgeformt. Dieses Verfahren kommt aufgrund hoher Anlagen- und Werkzeugkosten fast ausschließlich in der Großserie zum Einsatz. Das ITA hat die Formgebungsstation DrapeCube entwickelt, die eine kostengünstige Alternative bietet und in der Lage ist, den aktuellen Stand der Technik für die Formgebung textiler Halbzeige vollständig abzubilden. Am Stand werden die Prozessschritte in einem Video demonstriert.
    
3. Kohlenstoffaserverstärkter Kunststoff (CFK)-Preform
   Der CFK-Preform besteht aus Carbon-Multiaxial-Gelege, das durch expandiertes Polystyrol (EPS) umgeformt ist, um die Drapierqualität zu optimieren. Durch die schonende, textilgerechte Umformung mittels Schaumexpansion können Preforms in erhöhter Qualität hergestellt werden. Erstmalig wurde die Schaumexpansion genutzt, um Preforms so umzuformen, dass die Drapierqualität im Vergleich zur klassischen Stempelumformung verbessert wird.
   Die Vorteile des so umgeformten CFK-Preforms liegen in der Einsparung von Anlagenkosten, da das Investment viel geringer ist. Dazu wird der Verschnittanteil reduziert, weil eine endkonturnahe Fertigung ermöglicht wird. Darüber hinaus wird der Ausschuß verringert, da weniger Fehler im Textil entstehen.
   Zielgruppe sind die Hersteller von faserverstärkten Bauteilen, insbesondere für die Klein- und Mittelserie, bei denen die klassische Stempelumformung nicht wirtschaftlich ist.
    
4. Gestickter Preform mit integriertem Metallinsert
   Die 12k Carbonfaserrovings werden durch das Spezial-Stickverfahren Tailored Fibre Placement (TFP) zu einem Preform abgelegt. Beim weiteren Lagenaufbau wird der Insert nicht nur unter den Rovinglagen integriert, sondern durch zusätzliches Umschlaufen fixiert. Der hochintegrative Preformingansatz bietet die Möglichkeit zur Reduktion von Gewicht und Prozessschritten sowie zur Steigerung der mechanischen Performance.
   Bisher wurden Inserts geklebt oder es waren Bohrungen im Bauteil notwendig. Aufgeklebte Inserts sind durch die Klebefläche limitiert. Das Einkleben von Inserts in Bohrungen zieht hohe Bohrerabrasion und damit hohen Werkzeugverschleiß nach sich.
   Die Vorteile des gestickten Preforms mit integriertem Metallinsert bestehen in der Reduktion von Verschnitt durch TFP-Preforming und der Steigerung der spezifischen Ausreißkraft. Dazu besteht die Möglichkeit, die Herstellung integrativer Preforms zu automatisieren. Damit ist der Preform mit integriertem Metallinsert interessant für die Zielgruppe Automotive und Luft- und Raumfahrt.