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12.12.2022

Nachwuchspreis für KI-gestützte Produktionsüberwachung von Carbonfasern

  • Formel 1-Fahrzeuge werden in Zukunft günstiger

Carbon ist der Stoff, aus dem bei Formel 1-Fahrzeuge häufig die Karosserie hergestellt wird. Bislang ist Carbon teuer. Es kann günstiger und effizienter hergestellt werden, wenn künstliche Intelligenz die Produktionsprozesse überwacht. Ein Kamerasystem kombiniert mit künstlicher Intelligenz erkennt automatisch Fehler in der Herstellung von Carbonfasern. Damit wird eine teure manuelle Kontrolle der Carbonfasern hinfällig und der Herstellungspreis der Carbonfaser kann nachhaltig reduziert wenden.

Für diese Idee erhielt der Nachwuchsingenieur Deniz Sinan Yesilyurt am 6. Dezember den zweiten Preis des Nachwuchspreises „Digitalisierung im Maschinenbau“.

  • Formel 1-Fahrzeuge werden in Zukunft günstiger

Carbon ist der Stoff, aus dem bei Formel 1-Fahrzeuge häufig die Karosserie hergestellt wird. Bislang ist Carbon teuer. Es kann günstiger und effizienter hergestellt werden, wenn künstliche Intelligenz die Produktionsprozesse überwacht. Ein Kamerasystem kombiniert mit künstlicher Intelligenz erkennt automatisch Fehler in der Herstellung von Carbonfasern. Damit wird eine teure manuelle Kontrolle der Carbonfasern hinfällig und der Herstellungspreis der Carbonfaser kann nachhaltig reduziert wenden.

Für diese Idee erhielt der Nachwuchsingenieur Deniz Sinan Yesilyurt am 6. Dezember den zweiten Preis des Nachwuchspreises „Digitalisierung im Maschinenbau“.

Carbonfasern sind wegen ihrer guten Eigenschaften begehrt. Sie sind sehr leicht – sie wiegen bis zu 50 Prozent weniger als Aluminium. Die Kombination aus geringem Gewicht und guten mechanischen Eigenschaften bietet viele Vorteile. Gerade in Zeiten der Energiewende sind Leichtbaumaterialien wie Carbon so relevant wie nie zuvor. Gleichzeitig sind Carbonfasern so widerstandsfähig gegen äußere Belastungen wie Metalle. Diese guten Eigenschaften von Carbonfasern zu erreichen, ist aufwändig.

Bis zu 300 einzelne Faserstränge –Bündel von einzelnen Fasern - müssen während der Herstellung gleichzeitig überwacht werden. Wenn Carbonfasern reißen, kostet es Zeit und Geld, die beschädigten Fasern auszusortieren. Dies ist nur ein Beispiel für verschiedene Fehler, die bei den Fasern während der Produktion auftreten können.

Deshalb brachte Deniz Sinan Yesilyurt eine Kamera an der Carbonfaseranlage an, die Bilder verschiedener Faserfehler während der Produktion aufnimmt und in einer Datenbank sammelt. Die künstliche Intelligenz im Informationstechnologiesystem der Kamera wertet die Faserfehler aus, indem sie die Bildaufnahmen vorgegebenen Referenzfehlern zuordnet. Dabei erkennt sie verschiedene Faserfehler mit einer Zuordnungsgenauigkeit von 99 Prozent. Der Prozess kann auch für andere Bereiche eingesetzt werden, die chemische Fasern herstellen.

Deniz Sinan Yesilyurt erhielt den Preis vom Verband für Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) in Frankfurt am Main. Er ist Bachelorabsolvent am Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen. Der vollständige Titel seiner Bachelorarbeit: „Entwicklung einer Kl-gestützten Prozessüberwachung unter Verwendung von Machine Learning zur Erkennung von Faserbeschädigungen im Stabilisierungsprozess“.
Der VDMA zeichnete insgesamt vier Abschlussarbeiten unterschiedlicher Hochschulen mit dem Preis aus. Der Preis wird für herausragende Abschlussarbeiten verliehen und wurde in Deutschland, Österreich und der Schweiz ausgeschrieben.

Quelle:

ITA – Institut für Textiltechnik of RWTH Aachen Universit

12.09.2022

Baumwolle: Herausforderungen Traceability und Rohstoffqualität

  • Digitale Ökosysteme
  • Effektivität lokal vernetzter Wertschöpfungsketten
  • Aus welcher Baumwolle besteht mein T-Shirt?
  • Recycling und Faserqualität
  • 15 Jahre CSITC- Rundest: Ergebnisse und Nutzen

Die Bremer Baumwollbörse und das Faserinstitut Bremen e.V. laden gemeinsam am 29. und 30. September zur 36. International Cotton Conference Bremen ein. Unter dem Motto „Cotton Decoded“ wird den Tagungsteilnehmern sowohl in Bremen vor Ort als auch online über eine Tagungsplattform ein anspruchsvolles Programm mit aktuellen Vorträgen und lebhaften Diskussionsrunden geboten.

  • Digitale Ökosysteme
  • Effektivität lokal vernetzter Wertschöpfungsketten
  • Aus welcher Baumwolle besteht mein T-Shirt?
  • Recycling und Faserqualität
  • 15 Jahre CSITC- Rundest: Ergebnisse und Nutzen

Die Bremer Baumwollbörse und das Faserinstitut Bremen e.V. laden gemeinsam am 29. und 30. September zur 36. International Cotton Conference Bremen ein. Unter dem Motto „Cotton Decoded“ wird den Tagungsteilnehmern sowohl in Bremen vor Ort als auch online über eine Tagungsplattform ein anspruchsvolles Programm mit aktuellen Vorträgen und lebhaften Diskussionsrunden geboten.

Die Europäische Union nimmt Textilunternehmen mit ihrem geplanten Lieferkettengesetz in die Verantwortung. Dies erfordert ein Umdenken im Lieferkettenmanagement. Zusätzliche Herausforderungen entstehen durch Fast Fashion, kürzere Zykluszeiten der Textil- und Bekleidungsindustrie sowie Forderungen nach Transparenz und mehr Nachhaltigkeit. Hierbei spielen auch Fragen der für ein Produkt notwendigen Baumwollqualität eine wesentliche Rolle. Mit Methoden der Rückverfolgbarkeit und der Transparenz in Lieferketten sowie den Möglichkeiten zu Beurteilung von Baumwollqualität beschäftigt sich die Internationale Baumwolltagung in ihren Sessions ‚Traceability‘ und ‚Cotton Quality und Testing‘.

Digitale Ökosysteme – was in Zukunft möglich ist!
Gesine Köppe, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen lässt die Konferenzteilnehmer in das Modell eines komplett digital vernetzten Ökosystems eintauchen. Es bietet völlige Transparenz mit der Möglichkeit der Rückverfolgbarkeit innerhalb der gesamten textilen Produktions- und Lieferkette vom Baumwollfeld bis zum Textil- und Bekleidungseinzelhandel. Die Lösung liegt laut Gesine Köppe in der Anwendung einer ‚Distributed Ledger-Technologie‘ mit der Möglichkeit einer gezielten Dokumentation von ausgewählten Transaktionen, wie man sie in ähnlicher Form auch von Blockchains kennt. Jeder Teilnehmer der Supply Chain gibt für das gesamte Netzwerk sichtbar relevante Informationen in ein dezentral geführtes digitales ‚Hauptbuch‘, wie man es aus der Buchführung kennt, ein. Während des Projekts wird ein ständiges Dokumentations- und Informationssystem eingerichtet, um die vertikale und horizontale Integration der Technologien zu gewährleisten. Somit soll der Textil- und Bekleidungsindustrie ein Anreiz durch Kooperation geboten werden.

Baumwolle Usbekistan: Rückverfolgbarkeit von Feld bis zur Spinnerei
Dr. Rinat Gulyaev, Direktor beim Cotton Science-Innovation Center, Tashkent in Usbekistan, stellt in seinem Vortrag ein Projekt vor, das darauf abzielt, Baumwolle und Baumwollprodukte durch digitale Technologie zu identifizieren und zu kennzeichnen. Damit soll eine Rückverfolgbarkeit für die Teilnehmer der Lieferkette von der Baumwollfarm bis zur Textilfabrik geschaffen werden. Dabei kommen moderne internationale Standards und bewährte Verfahren zum Einsatz. Besonderer Wert wird hierbei auf das Zusammenspiel der Digitaltechnologie mit anderen Plattformen im Kontext der digitalen Transformation der usbekischen Wirtschaft gelegt.

Effektivität lokal vernetzter Wertschöpfungsketten
Miriam Paris, Bayer Crop Science, USA, stellt in ihrem Vortrag ein spezielles ‚Field to Closet‘ -Projekt vor, bei dem in Georgia angebaute Baumwolle in Produkten im Medizinbereich Verwendung fand. Die Besonderheit: Die Stoffe für die Berufsbekleidung sind mit dem PROTX2® AV-Schutz des US-Unternehmens Intelligent Fabric Technologies N.A. ausgerüstet. Es handelt sich hierbei um eine antimikrobielle Technologie, die das Wachstum von Bakterien hemmt. Ein Thema, das für den Medizinbereich von hoher Bedeutung ist.

Textil-Tracker: Aus welcher Baumwolle besteht mein T-Shirt?
Gesicherte Herkunftsnachweise sind in der textilen Kette von wesentlicher Bedeutung. Karin Ratovo, wissenschaftliche Mitarbeiterin der Hochschule Niederrhein, Mönchengladbach sowie Markus Bonner, Agroisolab GmbH, Jülich, werden zur Tagung die Untersuchungsergebnisse des Projektes "Textile-Tracker" vorstellen. Agroisolab ist eines der führenden europäischen Laboratorien im Bereich Isotopenanalytik. Im Rahmen der Forschungsarbeit am Projekt wurde analysiert, ob chemische Signaturen von Baumwollfasern in den üblichen Textilverarbeitungsschritten erhalten bleiben. Bei erfolgreicher Validierung besteht die Möglichkeit, eine georeferenzierte Herkunftsdatenbank für Baumwolle und Textilien aufzubauen.

15 Jahre CSITC-Rundtest: Ergebnisse und Nutzen
Seit 2007 organisiert das Faserinstitut Bremen e.V. in Kooperation mit dem International Cotton Advisory Committee (ICAC) und dem US-Landwirtschaftsministerium (USDA) Rundtests zur Standardisierung von Instrumenten-Tests für Baumwolle im Rahmen des Committee on Standardized Instrument Testing of Cotton (CSITC). Es geht um die Überprüfung und Harmonisierung von High Volume-Instrumenten (HVI). Die Ergebnisse von mit HVI-Technik durchgeführten Baumwolltests sind u. a. im Baumwollhandel oder bei Spinnereien gefragt. Deshalb sollte die Prüfung einer bestimmten Baumwollqualität in zertifizierten Laboren international annähernd gleiche Ergebnisse aufweisen. Axel Drieling, Senior Manager Cotton und Mitglied des Vorstands beim Faserinstitut, sowie der neue Leiter der CSITC Task Force und Chefberater für das australische Unternehmen Textile Technical Services, Geelong, Marinus van der Sluijs, stellen die erzielten Fortschritte bei den Tests der letzten 15 Jahre vor. Van der Sluijs strebt an, die Anzahl der Teilnehmer am Rundtest gerade auch auf Seiten der Baumwollverarbeiter zu erhöhen. Dazu werden die Vorteile der Harmonisierung und Überprüfung für die Baumwollproduktion, für den Handel und für die Spinnereien genannt und faktisch untermauert.

Recycling und Faserqualität
Stephan Baz, Leiter des Bereichs Stapelfaser-Technologie am Deutschen Institut für Textil- und Faserforschung, Denkendorf (DIFT) stellt zur Tagung Zwischenergebnisse eines Projekts vor, das Lösungen für die Bewertung von für Reyclingzwecke zerrissene Materialien aus Baumwolle oder synthetischen Fasern mittels bewährter Rohstoffklassifizierung bietet. Im Zuge der Nachhaltigkeitsdebatte ist die Wiederverwertung von Textilien im Rahmen einer Kreislaufwirtschaft inzwischen ein viel diskutiertes Thema. Ziel des Projektes ist es, durch die Optimierung notwendiger Reißprozesse ein für den Spinnprozess qualitativ brauchbares Garn mit möglichst geringem Eigenschaftsverlust herzustellen.

Faserqualität und Entkörnung
Marinus van der Sluijs wirft mit seinem zweiten Vortrag einen Blick auf die Effektivität verschiedener Entkörnungsverfahren bzw. einzelner Prozessstufen bei der Reinigung von Saatbaumwolle. Parallel dazu wurde überprüft, welche Auswirkungen diese konkret auf die Faserqualität haben.
Laut Studie beträgt der durchschnittliche Schmutzanteil von angelieferter Saatbaumwolle in der Regel weniger als 10 Prozent. Im Reinigungsprozess können 20 bis 40 Prozent der Verunreinigungen entfernt werden. Je nach Verfahren fallen aber wesentliche Qualitätsmerkmale wie Längengleichheit, Kurzfaseranteil, Nissenanteil, Dehnfähigkeit, Festigkeit, Feinheit und Reife durchaus unterschiedlich aus. Bei der Auswahl von Baumwolle lohnt es sich, einen Blick darauf zu werfen.

Quelle:

Bremer Baumwollbörse