Aus der Branche

Professor Dr. Michael Doser, stellvertretendes Vorstandsmitglied und Prokurist der Deutschen Institute für Textil-  und Faserforschung Denkendorf (DITF), ging Ende Mai 2022 in den Ruhestand. Fast 32 Jahre war er an den DITF tätig. Er war für alle Forschungsstellen ein wichtiger Kommunikator und Impulsgeber und engagierte sich als Wissenschaftler insbesondere für den Auf- und Ausbau des Forschungsbereichs Biomedizintechnik an den DITF.

Michael Doser begann 1990 seinen Weg an den DITF – zunächst am damaligen Institut für Textil- und Verfahrenstechnik Denkendorf (ITV) unter Professor Heinrich Planck. Als promovierter Biologe der Universität Hohenheim und mit ersten Erfahrungen als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Genetik in Hohenheim brachte er das Rüstzeug mit, um die Textilforschung in Richtung Medizintechnik neu zu denken. Er forschte zu Pankreas und Leber im Bereich Biohybride Organe und führte zahlreiche Projekte in der Regenerationsmedizin durch mit Entwicklungen für die Haut, für Blutgefäße, Nerven, Knorpel und Knochen. Doser baute den Forschungsbereich Biomedizintechnik an den DITF rasch zu einem wichtigen Geschäftsfeld auf und übernahm bereits 1998 dessen Leitung. Mit dieser Expertise wurde die Fördergemeinschaft Körperverträgliche Textilien e.V. (FKT) gegründet, die ein Prüfsiegel für die Bewertung und Kennzeichnung körperverträglicher Textilien entwickelte. Markenhersteller wie Mey, Falke, Mattes und Ammann oder Lenzing nutzen bis heute das Qualitätssiegel.

Für seine wissenschaftliche Arbeit und sein Engagement in der Biomedizintechnik erhielt Michael Doser zahlreiche Ehrungen und Auszeichnungen, zum Beispiel den EU EUREKA Innovation Award in der Kategorie „Erfinder von morgen” für die Entwicklung eines textilbasierten Verschlusses für einen Riss in der Bandscheibe.

Über diese Projekte der Biomedizintechnik engagierte sich Doser gleichzeitig schon früh als interdisziplinärer Ideengeber und kooperativer „Verbindungsmann” für andere Forschungsbereiche in Denkendorf. Seit 2001 nahm Doser diese Aufgaben als stellvertretender Institutsleiter des damaligen ITV und später als stellvertretender Vorstand der DITF wahr und prägte damit ganz wesentlich die Geschicke der DITF.

Erfolgreiche Gremienarbeit
Neben seiner wissenschaftlichen Arbeit engagierte sich Doser in zahlreichen nationalen und internationalen Gremien sowie Normenausschüssen und nahm über viele Jahre Gutachtertätigkeit wahr, unter anderem für die Forschungsdirektion der Europäischen Union. Besonders am Herzen lag ihm seine Mitgliedschaft in der European Society of Biomaterials, in der er einige Jahre im Vorstand aktiv war und 2018 zum ESB Honorary Member ernannt wurde.

Einige DIN-, ISO- und ASTM-Normen im Bereich biologischer und medizinischer Prüfungen tragen Dosers Handschrift. Von 2006 bis 2018 war er Leiter der ISO Arbeitsgruppe 5 zum Thema Cytotoxicity und brachte in dieser Funktion einen Standard zur Prüfung der Unbedenklichkeit von Medizintextilien auf den Weg, der heute noch für die Testung aller Medizinprodukte weltweit zur Anwendung kommt.

Engagement in der Lehre
Seit 1994 gab Michael Doser sein umfangreiches Wissen an Studierende weiter, zunächst mit Vorlesungen an der Universität Stuttgart, später auch mit Lehraufträgen an den Universitäten Ulm und Tübingen. In Würdigung seines Engagements in der Ausbildung auf dem Gebiet der Medizinischen Verfahrenstechnik und Medizintechnik wurde Doser zum Honorarprofessor der Universität Stuttgart ernannt.

Nach Aussagen des Bundeswirtschaftsministeriums gegenüber der Fachzeitschrift „TextilWirtschaft“ hat der stationäre Textil-, Schuh- und Lederwarenhandel bislang rund 2,42 Mrd. Euro an Corona-Hilfen (ohne Kurzarbeitergeld) erhalten, der weitaus überwiegende Teil davon im Rahmen der sog. Überbrückungshilfe III. „Auf den ersten Blick ist das viel, deckt aber tatsächlich nur einen Bruchteil der entstandenen Verluste“, berichtet BTE-Hauptgeschäftsführer Rolf Pangels.
 
So hat der gesamte stationäre Outfithandel nach Berechnungen des BTE als Folge der verordneten Geschäftsschließungen und weiterer Beschränkungen (z.B. 2G) seit März 2020 insgesamt rund 15 Mrd. Euro an Umsatz verloren. Die staatlichen Unterstützungszahlen kompensieren also nur 16 Prozent der Umsatzausfälle, 84 Prozent der Verluste tragen die Unternehmen. Pangels: „Eine von einzelnen Politikern und Wirtschaftswissenschaftlern vermutete Überkompensation der entstandenen Schäden ist daher absolut haltlos!“
 
Ganz im Gegenteil würden die staatlichen Hilfen für den stationären Modehandel bei weitem nicht ausreichend sein. Die konkrete Ausgestaltung der Überbrückungshilfen habe dazu geführt, dass viele Kosten nicht angesetzt werden konnten. „Es ist daher kein Wunder, dass nach einer BTE-Erhebung im letzten Jahr rund die Hälfte aller Mode-, Schuh- und Lederwarenhändler in den roten Zahlen gelandet sind“, weiß Pangels. „Tausende stationäre Unternehmen haben nur überlebt, weil die Inhaber ihre Rücklagen und Altersversorgungen aufgelöst haben.“
 
Die verordneten Verkaufsbeschränkungen mit den nachfolgenden Umsatzverlusten könnten von der Politik auch keinesfalls als normales unternehmerisches Risiko bewertet werden. Schließlich gebe es auch zwei Jahre nach Beginn der Pandemie keinerlei Belege, dass es im Nonfood-Handel ein erhöhtes Infektionsrisiko gegeben hat. Die Schließung von Textil-, Schuh- und Lederwarengeschäften sei also epidemiologisch sinnlos und im Vergleich z.B. zu den - trotz immer wieder bekannt gewordenen Corona-Ausbrüchen - weiterhin geöffneten Industriebetrieben absolut willkürlich gewesen. „Es ist daher nur fair und gerecht, den betroffenen Händlern ihre Verluste in angemessenem Maße zu ersetzen und sie nicht mit Almosen abzuspeisen“, fordert Pangels. So müsse z.B. unbedingt die 30-Prozent-Grenze für die Beantragung von Überbrückungshilfen gesenkt werden. „Wie würden wohl die verantwortlichen Politiker reagieren, wenn sie mit einer haltlosen Begründung zwei Jahre unbezahlt blieben und von ihrem Ersparten leben müssten?“, fragt Pangels.

Am 27. November 2021 wurde der Wissenschaftspreis für International Sustainable Aviation and Energy Society (SARES Award) an Professor Dr. Thomas Gries vom Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University verliehen. Die Verleihung fand während der Abschlussveranstaltung des International Symposiums on Sustainable Aviation (ISSA) im Rahmen eines hybriden Formats online und gleichzeitig an der Kasetsart Universität, Bangkok, Thailand statt.

Mit dem Preis würdigte das Komitee den kontinuierlichen Beitrag von Professor Gries und dem Institut für Textiltechnik zur Digitalisierung und Bio-transformation des Textilsektors sowie das Institut als Ort der Innovation für nachhaltige Luftfahrt.

Beispiele hierfür sind unter anderem die Entwicklung von 3D-geflochtenen Keramikmatrix-Verbundbauteilen für Flugzeugtriebwerke, die gemeinsam mit Partnern in einem Horizon 2020-Projekt (EU-Projekt AllOxITD) erforscht wurden. Das laufende Forschungsprojekt Chrysomallos als weiteres Beispiel, das im Rahmen des nationalen Luftfahrtforschungsprogramms in Deutschland gefördert wird, zielt auf die Entwicklung eines völlig neuen und nachhaltigen Hochleistungsisolators für Flugzeugkabinen auf der Basis von Aerogelen. Diese haben bei gleicher Isolierleistung ein deutlich geringeres Gewicht als die bisher verwendeten Glasfasermatten und lösen das Problem der bisher hohen Herstellungskosten von Aerogelen. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Dämmstoffs mit reduzierter Dichte (Reduktion über 20 Prozent). Dazu soll ein neuartiger Dämmstoff auf Basis von Aerogel entwickelt werden. Als Grundlage dient ein Aerogel-Vlies (0,06 W/mK bei 28 kg/m³), das bereits im Rahmen einer Dissertation am Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen entwickelt wurde (Mroszczok, J.: 2019).

Die Luftfahrtindustrie ist eine der am schnellsten wachsenden Branchen der Welt. Aufgrund dieser Tatsache und ihrer Bedeutung für die Gesellschaft und die Weltwirtschaft muss sie besondere Anstrengungen in Richtung Nachhaltigkeit unternehmen. Die ISSA, ein internationales, multidisziplinäres Symposium, zielt darauf ab, aktuelle Themen im Bereich der Luftfahrt anzusprechen, wie z. B. die Verbesserung der Treibstoffeffizienz von Flugzeugen, die Förderung des Einsatzes von Biokraftstoffen, die Minimierung der Umweltauswirkungen, die Minderung von Treibhausgasemissionen und die Reduzierung von Triebwerks- und Flugzeuglärm.

Durch die Verleihung ehrt SARES Wissenschaftler und Forscher, die mit ihren Arbeiten zu Fragen der nachhaltigen Luftfahrt einen wichtigen Beitrag auf internationaler Ebene geleistet haben. Die Auswahl basiert auf den wissenschaftlichen Veröffentlichungen des Bewerbers oder Nominierten, dem h-Index, d.h., der Kennzahl für die weltweite Wahrnehmung eines Wissenschaftlers in Fachkreisen, den Projektthemen und den Projektergebnissen.

Das interdisziplinär aufgestellte Forscherteam von der TU Dresden, bestehend aus Dr.-Ing. Dilbar Aibibu und Dipl.-Ing. Lukas Benecke vom Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden sowie Prof. Dr. med. Marcus Neudert und Dr.-Ing. Zhaoyu Chen von der Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde (HNO) der Medizinischen Fakultät der TU Dresden, wurde für die Entwicklung eines biomimetischen Trommelfellimplantats, die maßgeblich in dem IGF-Forschungsvorhaben 20533 BR umgesetzt worden ist, für den diesjährigen Otto von Guericke-Preis der AiF nominiert.

Prof. Chokri Cherif, Institutsdirektor des ITM freut sich mit seinem Team sehr über die kontinuierlichen interdisziplinären Forschungserfolge auf dem stetig wachsenden Forschungsfeld der faserbasierten Biomedizintechnik, die am ITM in enger Kooperation mit Medizinern und Anwendern stetig erzielt werden. „Bereits im letzten Jahr wurden wir mit der Entwicklung neuartiger textiler Herzklappenprothesen als eines der drei Finalistenteams des Otto von Guericke-Preises 2020 geehrt. Die Nominierung für diesen hochkarätigen Preis ist eine erneute Bestätigung für den Bedarf an unserer praxisorientierten Forschung und eine besondere Würdigung, aber gleichzeitig auch weiterer Ansporn.

Über 30 Millionen Menschen leiden jährlich an den Folgen eines defekten Trommelfells. Ohne fachmedizinische Behandlung kann dies zu dauerhaften Schäden und schwerem Hörverlust führen. Zur Rekonstruktion des Trommelfells, der sogenannten Myringoplastik, werden heute körpereigene Knorpelhaut, Faszie oder synthetische Materialien eingesetzt. Da deren Materialeigenschaften nicht denen des natürlichen Trommelfells entsprechen, ist eine vollständige Rehabilitation des Gehörs damit nicht möglich.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom ITM und HNO-Klinik der TU Dresden entwickelten im Rahmen des IGF-Vorhabens „Simulationsgestützte Entwicklung einer flexiblen Technologie zur Umsetzung biomimetischer, langzeitresorbierbarer funktionaler und stabiler Trommelfellimplantate MyringoSeal)“ ein biomimetisch aufgebautes künstliches Trommelfellimplantat, das die körpereigenen Schwingungseigenschaften exakt wiedergibt. Die neuartige Membran ermöglicht eine vollständige Wiederherstellung der Schwingungseigenschaften des Trommelfells. Die Herstellung solcher Implantate ist mithilfe der Elektrospinntechnologie aus den Biomaterialien Seidenfibroin und Polycaprolacton möglich.

Jedes Jahr unterstützt der Förderverein des Fraunhofer UMSICHT zwei Projekte mit einer Anschubfinanzierung. Die finanzielle Starthilfe ebnet den Weg, um vielversprechende Forschungsvorhaben zeitnah zu realisieren. Sein Engagement um den wissenschaftlichen Nachwuchs unterstreicht der Verein mit der Prämierung herausragender Bachelor- und Masterarbeiten. Die diesjährigen Auszeichnungen erfolgten im Rahmen der gestrigen Mitgliederversammlung, auf der evo-Vorstand Christian Basler als neuer Vorstandsvorsitzender des Fördervereins gewählt wurde.

Der UMSICHT-Förderverein ist ein wichtiger Partner des Oberhausener Forschungsinstituts und verfügt über ein großes Netzwerk aus Politik, Wirtschaft und Industrie. Neben der Verleihung des UMSICHT-Wissenschaftspreis ist die gezielte Nachwuchs- und Projektförderung ein zentrales Anliegen des mittlerweile über 30 Jahre bestehenden Vereins. So werden auf der jährlichen Mitgliederversammlung Menschen ausgezeichnet, die innovative Projekte bearbeiten und besondere Arbeit geleistet haben. In diesem Jahr erhielten die UMSICHT-Forschenden Laura Huwald und Tobias Rieger eine finanzielle Zuwendung von je 10 000 Euro für ihre Forschungsvorhaben. Die beiden Studentinnen Sonja Frerich und Hannah Brenner freuten sich über insgesamt 750 Euro Preisgeld für ihre herausragenden Bachelor- und Masterarbeiten.

Neuartige Brennstoffzellen
Laura Huwald, Abteilung Elektrochemische Energiespeicher, untersucht die »Entwicklung und Charakterisierung kohlenstoffbasierter poröser Transportlagen für Brennstoffzellen«. Dank der Substitution durch kohlenstoffbasierte Materialien kann das neuartige Zellkonzept mittels kostengünstiger und langzeitstabiler Komponenten realisiert werden. Ihre Arbeit bietet die Grundlage zur Initiierung eines Nachfolgeprojekts mit Industriebeteiligung, in dem ein Prototyp des neuartigen Brennstoffzellenkonzepts mit den am Fraunhofer UMSICHT entwickelten Bipolarplatten realisiert werden soll.

Innovative Recyclingverfahren für Kunststoffabfälle
Tobias Rieger überprüft im Projekt SubForceH2 das »Chemische Recycling von Kunststoffabfällen zur Substitution fossiler Rohstoffe in der chemischen Industrie und der Erzeugung von Wasserstoff«. Dadurch können z. B. CO2-Emissionen eingespart werden, da der in Kunststoffabfällen gebundene Kohlenstoff nicht durch konventionelle Müllverbrennung freigesetzt, sondern durch die Umsetzung zu chemischen Grundstoffen im Kreislauf gehalten wird. Als Nebenprodukt entsteht zudem Wasserstoff, welcher in zahlreichen industriellen Anwendung benötigt und zur Speicherung von Energie zunehmend an Bedeutung gewinnt.

Masterarbeit: Kunststoffe in Böden
Im Rahmen ihrer Masterarbeit »Entwicklung, Validierung und Anwendung einer Methode zur Untersuchung von Kunststoffemissionen auf landwirtschaftlichen Nutzflächen« entwickelte Hannah Brenner eine praxisorientierte Methode, mit der Bodenproben nach ihrer Entnahme auf dem Feld aufbereitet und hinsichtlich ihres Mikroplastikgehalts analysiert werden können. Ziel ist die Einschätzung der Belastung von Feldflächen durch Kunststoffemissionen und der anschließende Vergleich mit anderen Habitaten. Dadurch soll eine schnellstmögliche Reduzierung des Mikroplastikeintrags in terrestrische Ökosysteme erreicht werden.

Herausragende Bachelorarbeit
Hauptbestandteil von Sonja Frerichs Bachelorarbeit war es, die mechanische Eignung eines neuartigen, am Fraunhofer UMSICHT entwickelten Materials für den Einsatz in Brennstoffzellen zu untersuchen. Im Fokus stand die Umformbarkeit von thermoplastbasiertem Folien-BPP (BPP: Blasextrudiertes Polypropylen), um Gasverteilungsstrukturen für Wasserstoff und Sauerstoff einprägen zu können. Die Vermessung der eingeprägten Strukturen wurde unter anwendungsnahen Bedingungen durchgeführt.

Die Verleihung der Förder- und Kreativitätspreise 2021 der Walter Reiners-Stiftung des VDMA, Fachverband Textilmaschinen an Studierende und Nachwuchswissenschaftler:innen deutscher Universitäten für Spitzenleistungen in Studium und Promotion fand am 09. November 2021 im Rahmen der Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference 2021 statt. Die bundesweit ausgeschriebenen Förder- und Kreativitätspreise wurden erneut online durch Herrn Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, verliehen.

Dr.-Ing. Martin Hengstermann wurde mit dem mit 5.000 EUR dotierten Förderpreis beste Dissertation des Deutschen Textilmaschinenbaues 2021 für seine am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden erarbeiteten Dissertation „Entwicklung von Hybridgarnen aus recycelten Carbonfasern und Polyamid 6-Fasern für thermoplastische Verbundbauteile mit hohem Leistungsvermögen“ geehrt.

Gegenstand der Dissertation ist die Entwicklung und Umsetzung von neuartigen Hybridgarnen aus recycelten Carbonfasern (rCF) und Polyamid (PA) 6-Fasern für thermoplastische Verbundbauteile. Diese Hybridgarne können die hervorragenden mechanischen Eigenschaften der rCF im Gegensatz zu bisherigen Lösungen in hohem Maße ausnutzen. Bedingt durch deren spezielle Fasereigenschaften (insbesondere hohe Querkraftempfindlichkeit, Sprödigkeit und fehlende Kräuselung) wurde dafür die Prozesskette der konventionellen Stapelfasergarnherstellung, bestehend aus Krempel, Strecke und Flyer, umfangreich analysiert und technologisch-konstruktiv weiterentwickelt, wodurch erstmalig eine schonende und gleichmäßige Herstellung der Hybridgarne ermöglicht werden konnte.

• Mit Wirkung zum 1. Oktober 2021 übernimmt Ivonne Seifert die Leitung der Marketingkommunikation im Bereich Textiles & Textile Technologies der Messe Frankfurt.

Damit verantwortet Ivonne Seifert künftig die Marketingkommunikation der internationalen Leitmessen Heimtextil, Techtextil und Texprocess, der Modemessen Neonyt und Val:ue sowie die kommunikative Begleitung des internationalen Brandmanagements mit weltweit rund 60 Veranstaltungen in der gesamten Wertschöpfungskette der Textil- und Modeindustrie. Sie löst damit Thimo Schwenzfeier ab, der nach mehr als acht Jahren bei der Messe Frankfurt das Unternehmen verlässt, um sich beruflich neu zu orientieren.

Zu ihren Aufgaben zählen die Kommunikation rund um den erfolgreichen Neustart der Messen im Textilbereich und die Etablierung der Fashion Brands der Messe Frankfurt im Rahmen der Frankfurt Fashion Week. Darüber hinaus wird sie das Smart-Data-Driven-Marketing für die Textilmessen weiter ausbauen und die Kommunikation des weltweiten Texpertise Networks weiterentwickeln.

Ivonne Seifert ist bereits seit zehn Jahren für die Messe Frankfurt tätig und nahm dabei verschiedene Aufgaben im Marketing wahr. Sowohl im B2B- als auch im B2C-Umfeld verfügt sie über umfassendes Marketing-Know-how. In den vergangenen sieben Jahren hat die Wahl-Offenbacherin das internationale Top-Besuchermarketing intensiv weiterentwickelt und ihre Expertise im Konsumgüter- und Textilsegment ausgebaut. Dabei arbeitete sie insbesondere an der Kundenbindung der nationalen und internationalen Key-Accounts, u.a. an die Messen Heimtextil, Ambiente, ISH und Christmasworld. Außerdem hat sie maßgeblich an der Etablierung von Smart Data bei der Neukundengewinnung im Top-Besuchersegment mitgewirkt.

Vor ihrer Zeit bei der Messe Frankfurt war die 42-jährige Politik- und Medienwissenschaftlerin als Marketing Managerin bei Lagardère Travel Retail Deutschland in Wiesbaden tätig. Hier verantwortete sie die Marketing- und Kommunikationsmaßnahmen für den Standort Deutschland mit starkem Fokus auf POS Marketing sowie Key Account Management und Pressearbeit.

Die Leidenschaft für das Messegeschäft entwickelte die passionierte Globetrotterin bereits während ihrer Tätigkeit im Marketing der Spielwarenmesse in Nürnberg, wo sie Aufgaben im Ausstellermarketing, Event- und Key Accountmanagement übernahm. 

Felix Blumenauer, Geschäftsführer des Workwear-Produzenten Weitblick, wurde zum stellvertretenden Vorsitzenden des MaxTex-Verbandes gewählt, einem Netzwerk für nachhaltige Lösungen in der Textilwirtschaft. Weitblick verfolgt bereits seit einigen Jahren eine konsequente Nachhaltigkeitsstrategie und forciert auch durch die Verbandsarbeit die Intensität des eigenen Engagements.

MaxTex ist eine 2014 gegründete internationale Vereinigung von Textilherstellern, Konfektionären, Rohstoff-Produzenten, Textil-Dienstleistern, wissenschaftlicher Institutionen und jungen Start-ups. Sie verbindet das Ziel, nachhaltiges Handeln über die gesamte textile Wertschöpfungskette sicherzustellen. Dabei steht unternehmerische Verantwortung in sozialer, ökologischer und ökonomischer Hinsicht gleichermaßen im Mittelpunkt.

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.

Das letzte Jahr und insbesondere die mediale Aufmerksamkeit rund um die Corona-Pandemie zeigen, wie wichtig eine verständliche und zielgruppenorientierte Kommunikation wissenschaftlicher Themen ist und welchen hohen Stellenwert die Wissenschaft einnimmt. Den Dialog zwischen Wissenschaft und Gesellschaft zu fördern, ist das Ziel des UMSICHT-Wissenschaftspreises, der 2021 zum zwölften Mal vom UMSICHT-Förderverein verliehen wird. Erfahren Sie im Rahmen der Preisverleihung mehr über die spannenden Beiträge der Preisträgerinnen und Preisträger in den Kategorien Wissenschaft und Journalismus.

Die diesjährige Bekanntgabe der Preisträger*innen und Preisverleihung findet am Donnerstag, den 24. Juni 2021 aufgrund der aktuellen Situation virtuell statt. Auf der Veranstaltung kann man sich über aktuelle Themen und Trends in der Wissenschaft und Wissenschaftskommunikation informieren. Nähere Informationen und auch bereits den Link zur Veranstaltung finden sie hier.