Aus der Branche

• Prozessbänder für Imprägnierung und Trocknung aus einer Hand

In der Glasvliesproduktion setzen Trocknerbänder der GKD Gruppe weltweit Maßstäbe. Nahezu alle Hersteller vertrauen auf die Ebenheit und Querstabilität dieser Metallbänder. Mit der Erweiterung des Portfolios um Imprägnierbänder liefert GKD jetzt aus einer Hand Bänder für Kernprozesse in der Glasvliesfertigung.

Imprägnierbänder haben entscheidenden Einfluss auf die Effizienz des Produktionsprozesses und die Qualität des Endprodukts. Parameter wie Größe der Maschenöffnung, Anzahl der Auflagepunkte und Art der Gewebebindung tragen maßgeblich zum Prozesserfolg bei. Auf Basis von Marktumfragen entwickelte GKD für Imprägnierprozesse drei verschiedene Bandtypen. Mit ihren unterschiedlich großen Maschenöffnungen decken sie das gesamte Anforderungsspektrum ab: Type 1780 (8/6,1 Fäden pro Zentimeter), Type 1830 (9,2/7,5 Fäden pro Zentimeter) und Type 1865 (11/9 Fäden pro Zentimeter). In Abhängigkeit von der Kundenspezifikation bezüglich Länge und Stärke der eingesetzten Glasfasern, individueller Binderzusammensetzung, Prozess und Endprodukt wählt GKD aus diesem Spektrum gemeinsam mit dem Kunden das optimale Band aus.

Als geschätzter Lieferant von zuverlässigen Produkten und Services sowie kompetenter Ansprechpartner in Fragen der Anlagentechnik kennt GKD die Prozesse, Anlagen und Produkte nahezu aller Hersteller von Glasvliesen. Das hierdurch über Jahre gewachsene Vertrauensverhältnis paart der Weltmarktführer für technische Gewebe für Industrie und Architektur mit jahrzehntelang bewiesener Kompetenz im Bereich Kunststoff-Prozessbänder. Insbesondere in der anspruchsvollen Nonwovens-Fertigung gelten Kunststoffbänder von GKD als Garant für Effizienz und Produktqualität. Die neuen Imprägnierbänder von GKD für die Glasvliesherstellung aus prozessspezifisch modifiziertem Linear-Screen - auch als Leinenbindung bekannt - zeichnen sich durch exakt auf die jeweilige Anwendung abgestimmte Porengrößen und Luftdurchlässigkeit sowie durch eine stabile Kantenstruktur für eine sichere Randabtastung aus. Dank spezieller, prozessabhängiger thermischer Veredelung überzeugt ihre Gewebekonstruktion durch exzellente Laufeigenschaften. Die glatte Oberfläche gewährleistet überdies eine ebenso leichte wie schonende Produktablösung.

Lieferbar in allen gängigen Breitenklassen für Glasvliesanlagen mit Produktionsgeschwindigkeiten bis zu 450 Metern/Minute sind sie eine attraktive Alternative zu herkömmlich eingesetzten Bändern. Da GKD die Prozesse, Anlagen und Produkte der meisten Hersteller seit Jahren kennt und durch das Tochterunternehmen GKD USA auch auf dem Kernmarkt für Glasvliese in den USA kurze Lieferzeiten sicherstellt, haben Glasvlieshersteller weltweit nun eine attraktive Option: Bezug der erfolgskritischen Prozessbänder für Imprägnierung und Trocknung aus einer jahrelang bewährten Hand.
 

Das Thema Nachhaltigkeit ist immer wieder Bestandteil der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten am Sächsischen Textilforschungsinstitut. In der aktuellen Ausgabe der STFI-Webtalks wird der Schwerpunkt auf nachhaltige und innovative Neuentwicklungen, im Speziellen mit dem Rohstoff Hanf gelegt.

Hanf ist abseits von Cannabis- und Seilherstellung vielseitig einsetzbar. Wie aus den Naturfasern neuartige Produkte entstehen können, wird Inhalt der Vorträge der Wissenschaftlerinnen Elke Thiele und Ina Sigmund sein. Beide präsentieren Ergebnisse von Projekten, deren Grundlage der Rohstoff Hanf bildete:

Der erste Teil der webTalks beschäftigt sich mit Biogenen Heavy Tows. Mit dem Ziel, Hochleistungsfaserverbunde aus Hanfbast zu entwickeln, wurde das Projekt gemeinsam mit den Forschungspartnern Invent GmbH Braunschweig, Technitex Sachsen GmbH, Hohenstein-Ernstthal und Hanffaser Uckermark eG, Prenzlau bearbeitet. In der Präsentation werden Möglichkeiten der Bastfaseraufbereitung zu endlosen Fasersträngen dargestellt und Varianten der Halbzeugherstellung präsentiert. Die Kennwerte der neuartigen Naturfaserverbunde bewegen sich im Bereich von Glasfaserverbunden.

Anschließend werden im zweiten Teil innovative Maschenwaren aus biologisch angebautem Hanf vorgestellt, die sogenannten Lyohemp-Strickwaren. Hanf aus regionalem Anbau ist aufgrund seines Eigenschaftsprofils nur bedingt für die Textilproduktion geeignet. Stand der Technik sind Vliesstoffe als textile Halbzeuge für die Produktion von Naturfaserverstärkten Kunststoffen (NFK) für die Automobilindustrie oder Dämmstoffe. Hanfreststoffe bzw. ungenügende Faserqualitäten wurden daher als Ausgangsmaterial für die Zellstoffgewinnung herangezogen. Aus Hanfzellstoff wurde nach dem Lyocell-Verfahren eine Celluloseregeneratfaser entwickelt (Lyohemp), die sich zu feinen Garnen ausspinnen lässt.

Nächste Ausgabe der STFI webTalks am 12. August 2021 von 10:00 bis 10:45Uhr.
Die Teilnahme ist kostenlos und ohne Anmeldung über den Link möglich.

• Volle Auslastung der Produktionskapazitäten am Standort möglich
• Neue EU-Umweltauflagen ab 2024 werden zeitgerecht und vollständig erfüllt

Die Lenzing Gruppe, weltweiter Anbieter von holzbasierten Spezialfasern für die Textil- und Vliesstoffindustrie, investiert GBP 20 Mio. (umgerechnet EUR 23,3 Mio.) in die Errichtung einer neuen, hochmodernen Abwasseraufbereitungsanlage am Standort Grimsby, Großbritannien. Das Unternehmen setzt damit eine geplante Maßnahme zur Reduzierung der Abwasseremissionen bis 2022 um.

Lenzing verfügt mit der Implementierung dieses Projekts an allen Produktionsstandorten über biologische Abwasseraufbereitungsanlagen nach dem Qualitätsstandard der besten verfügbaren Technik (BVT, engl. best available techniques = BAT). Das Anlagendesign mit neuer Technologie, die im Rahmen eines Forschungsprojekts entwickelt wurde, erfüllt alle Vorgaben der britischen Regulierung und wird von den lokalen Behörden unterstützt.

Die derzeitige Abwassersituation am Standort entspricht der EU-Wasser-Rahmenrichtlinie sowie sämtlichen lokalen Gesetzen und Vorschriften. Die Genehmigung der Investition durch den Aufsichtsrat stellt sicher, dass noch in diesem Jahr mit dem Bau begonnen und die Inbetriebnahme rechtzeitig vor Inkrafttreten der von Großbritannien ratifizierten EU-Richtlinie1 erfolgen kann. Das Investment ist das größte seit der Inbetriebnahme dieses Lyocellstandortes, der insbesondere Premiumprodukte für technische und innovative Marktsegmente erzeugt.

Neben der Modernisierung der Abwasseraufbereitungsanlage am Standort Purwakarta (Indonesien) stellt die Implementierung der neuen Anlage in Grimsby eine weitere wichtige Maßnahme zur Reduzierung der gruppenweiten Abwasseremissionen um 20 Prozent bis 2022 (Ausgangsbasis 2014) dar. Der verantwortungsbewusste Umgang mit Wasser ist einer der Kernbereiche der Lenzing Nachhaltigkeitsstrategie „Naturally positive“. Wesentliche Themen dafür sind die effiziente Wassernutzung bei der Produktion und der Einsatz modernster Wasseraufbereitungstechnologien.

• Erweiterte Forschungskompetenzen mit neuen Technika für Prüfung und Textilrecycling

Am 22. Juli 2021 legte das Sächsische Textilforschungsinstitut e. V. (STFI) auf einem rund 9.000 m² großen Baugelände in Chemnitz den Grundstein für einen neuen Gebäudekomplex. Die Vergrößerung des Forschungsinstitutes schafft Platz für neue Anlagen und erweitert die Kompetenzen im Bereich Textilrecycling und Prüfung. Der Bau des neuen Zentrums für Nachhaltigkeit wird vom Freistaat Sachsen anteilig gefördert und soll im kommenden Jahr fertiggestellt werden.

Dem Begriff der Nachhaltigkeit soll in vielerlei Hinsicht Rechnung getragen werden: Hauptschwerpunkte der zukünftigen Arbeiten im neuen Zentrum für Nachhaltigkeit am STFI werden das faserbasierte mechanische Recycling von textilen Flächen und Garnen und nachfolgende Forschungsarbeiten zu deren Wiederverwendbarkeit sein. Die Technika werden mit modernsten Filteranlagen sowie einer Fotovoltaik-Anlage ausgerüstet. Weiterhin werden im Gebäude Prüfstände für Laserschutzkleidung, Atemschutzmasken und weiterer medizinischer Schutzausrüstung aufgebaut. Mit diesen Investitionen will man den Anforderungen an ein leistungsstarkes Prüfinstitut gerecht werden.

Mit der Einbindung eines modernen Showrooms in den Gebäudekomplex, der sowohl als Beratungs- als auch Kreativraum genutzt werden kann, wird die Möglichkeit geschaffen, Ergebnisse von Forschungsarbeiten in Szene zu setzen und in entspannter Atmosphäre mit Partnern über zukünftige Forschungsinhalte zu diskutieren.

Ein zusätzliches Highlight sind 10 nicht öffentliche Ladestationen für batterieelektrische Fahrzeuge, damit Gäste und Mitarbeiter ihre PKW mit Energie versorgen können.

Die Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference wird in diesem Jahr vom 9. bis zum 10. November digital durchgeführt.

Programm und Themen:
 
Quo vadis Textilmaschinenkonzepte?

• Flexibilisierung auf dem Weg zur Losgröße 1
• Industrie 4.0
• Neue Produkte durch Maschineninnovationen
• Ressourcen- und Energieeffizienz

Chancen mit neuen Werkstoffen: Hochleistungsfasern und Faserverbundwerkstoffe

• Carbonfasern, Keramikfasern, bio-basierte Fasern
• Fasermodifizierung, Sekundärspinnen, Rezyklierstrategien, Prozesstechnologien
• Formangepasste Faserverbünde, polymere Matrixmaterialien
• Blick in neuartige Werkstoffe – Simulation und Prüfsysteme

Wettbewerbsvorteile und Nachhaltigkeit: Funktionalisierung, neue Ausrüstungen

• Nachhaltige Beschichtungs- und Ausrüstungschemikalien
• Beschichten, Laminieren
• Umweltfreundliche Prozesse
• Textildruck

Neue Herausforderungen: Medizintextilien / Medizintechnik

• Sensorische und aktorische Medizinprodukte
• Personalisierte Medizin
• Neue Biomaterialien, drug delivery
• Resorbierbare polymere Implantate zur Unterstützung regenerativer Prozesse

Neue Anwendungen, neue Märkte

• Textiles Bauen, Architektur
• Mobilität
• Energie
• Umwelt

Transfersession „Von der Idee bis zur Praxis“

• Präsentation von Innovationen (z. B. Produkte, Technologien, Verfahren), die aus Forschungskooperationen, insbesondere über IGF/ZIM, erfolgreich in die Industrie transferiert werden

• Technologische Souveränität und Marktpotenziale

Im Wettbewerb um Technologien und Zukunftsmärkte spielen Normen und Standards eine entscheidende Rolle. Für Unternehmen sind sie ein Instrument, um Forschungsergebnisse und Know-how in erfolgreiche Produkte zu verwandeln. Doch viele Unternehmen lassen das enorme Potenzial bisher ungenutzt. Die politischen Entscheider sind sich der Tragweite des Themas teilweise noch nicht vollends bewusst. Jetzt präsentiert die Fraunhofer-Gesellschaft ein Positionspapier, um Politik und Wirtschaft für dieses Thema zu sensibilisieren. Es soll auch das Bewusstsein für die strategische Bedeutung von Standards schärfen – und gibt konkrete Handlungsempfehlungen für die Politik.

Sehr zögerlich agieren deutsche Unternehmen, wenn es darum geht, sich an Prozessen zur Standardisierung und Normung innovativer Technologien zu beteiligen. Angesichts der zentralen Bedeutung von Standards für ein global erfolgreiches Wirtschaftssystem ist das eine alarmierende Entwicklung. Denn Standards und Normen sorgen in allen Branchen für den Transfer von Forschungsergebnissen und Technologie-Know-how in qualitativ hochwertige, sichere und marktfähige Produkte. Sie gewährleisten zudem, dass Produkte miteinander kompatibel sind. Das wiederum erleichtert es Unternehmen, ihre Technologien schneller auf dem internationalen Markt zu platzieren. Da verwundert es, dass Unternehmen dieses Potenzial weitgehend ungenutzt lassen. Und auch die Politik unterschätzt das Thema bislang. Die Fraunhofer-Gesellschaft hat deshalb ein Positionspapier für den Deutschen Bundestag erstellt. Es soll bei den politisch Verantwortlichen das Bewusstsein für die enorme Bedeutung von Standards für Wirtschaft und Gesellschaft schärfen. Zudem enthält es konkrete Handlungsempfehlungen für politische Maßnahmen.

Prof. Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft, erklärt: »Technologische Exzellenz, Innovationskraft und die effiziente Umsetzung von Forschungsergebnissen in überzeugende Produkte – das sind Markenzeichen der deutschen Wirtschaft. Doch um sich im globalen Wettbewerb weiter an der Spitze zu behaupten und nachhaltig Wertschöpfung gestalten zu können, ist die Mitarbeit an Standardisierungsprozessen und in den entsprechenden Gremien eine entscheidende Voraussetzung. Nur so lassen sich Technologien strategisch auf den Märkten etablieren. Hier ist Deutschland seit einiger Zeit nicht mehr optimal aufgestellt. Wir erleben, wie Unternehmen, beispielsweise aus China oder den USA, offensiv Standards setzen, etwa bei Halbleitern, in der Telekommunikation, bei Internet-Technologien und Künstlicher Intelligenz. Wenn wir in Deutschland und Europa nicht in Abhängigkeiten geraten und technologische Souveränität verlieren wollen, müssen wir jetzt unsere Bemühungen hinsichtlich dieser Standardisierungsprozesse deutlich intensivieren.«

Christoph Winterhalter, Vorstandsvorsitzender des DIN(Deutsches Institut für Normung), ergänzt: »Ideen oder Forschungsergebnisse allein generieren noch keinen Markt. Es braucht Unternehmen und Akteure, die diese aufgreifen, nutzen und verbreiten. Normen und Standards spielen dabei eine wichtige Rolle. Sie sorgen für Vertrauen und Akzeptanz bei den Marktteilnehmern und erhöhen so die Erfolgschancen innovativer Lösungen. DIN unterstützt den Vorstoß der Fraunhofer-Gesellschaft aktiv, die wichtige Rolle der Normung zu verdeutlichen und entsprechende Handlungsoptionen aufzuzeigen.«

Handlungsempfehlungen für die Politik
Das Positionspapier der Fraunhofer-Gesellschaft präsentiert zwölf konkrete Handlungs-empfehlungen für die politischen Akteure. So soll beispielsweise in Zukunft das Thema Normung in Förderprogrammen für nachhaltige Technologien explizit berücksichtigt werden. Die Mitarbeit von Wissenschaftlern und Mitarbeitenden in Unternehmen in Standardisierungsgremien sollte ebenfalls stärker unterstützt werden. Dadurch entstehende Kosten sind als förderfähige Forschungs- und Entwicklungskosten zu qualifizieren. Auch in der Bildung besteht Handlungsbedarf: In wirtschafts- sowie techniknahen Studiengängen sollte die Standardisierung in die Lehrpläne eingebaut werden. Raoul Schönhof aus dem Vorstandsbereich Technologiemarketing und Geschäftsmodelle erklärt: »Gerade bei Mega-Trends wie Quantencomputer, Wasserstoff, Mobilität und Künstliche Intelligenz verfügt Deutschland über eine Fülle vielversprechender Forschungsaktivitäten und überragendes Technologie-Know-how. Für Politik und Wirtschaft bietet sich hier die einzigartige Chance, anstehende Standardisierungsprozesse proaktiv mitzugestalten und damit eine Führungsposition in Technologie-Feldern einzunehmen, die in Zukunft für unsere ganze Gesellschaft relevant sein werden. Diese Chance müssen wir jetzt ergreifen. Das Fraunhofer-Positionspapier versucht an dieser Stelle praktisch gangbare Lösungswege für die Politik aufzuzeigen.«

Fraunhofer-Studie zu Normen und Standards
Erstellt wurde das Positionspapier vom Competence Center »Normen und Standards« der Fraunhofer-Gesellschaft. Es baut auf einer Studie zum Thema Normen und Standards auf, die von Fraunhofer-Forschenden im Herbst 2020 erstellt wurde. Diese Studie geht der Frage nach, warum Unternehmen, Institutionen und Forschungseinrichtungen in Deutschland sich bisher noch zu wenig bei diesem Thema engagieren. Zudem präsentiert die Studie Handlungsempfehlungen für konkrete Strategien, mit denen Unter-nehmen sich erfolgreich in Standardisierungsprozesse einbringen können.

Zum Download des Positionspapiers

Mit dem organIQ BLEACH System war die CHT Gruppe der erste Textilchemieanbieter, der eine ökologische Alternative zu Kaliumpermanganat als Bleichmittel für Denim anbot. Heute gehen die organIQ-Produkte von CHT über Normengrenzen hinaus und sind Stand der Technik in der ökologischen Jeansproduktion.

In den letzten Jahren hat die CHT das organIQ-System auf höchstem ökologischem Niveau weiterentwickelt, um Erweiterungen zu finden, die das System unter ökologischen Gesichtspunkten optimieren und gleichzeitig variablere und breitere Einsatzmöglichkeiten bieten. Die verschiedenen Bleichmittel sind rein organisch und vollständig biologisch abbaubar.

Die jetzt eingeführte organIQ EMS Jeans-Generation ist ein Baukastensystem – daher der Name: wie Ecological Modular System für die Jeans-Behandlung. Jedes Modul entspricht einem Behandlungsschritt. Diese Schritte können auf verschiedene Weise und in flexibler Reihenfolge miteinander kombiniert werden, um eine Vielzahl von Looks und Effekten zu erzielen.

Die neue EMS Jeans Familie unterstützt die meisten modernen Denim-Finishing-Prozesse. Durch den Einsatz ausgewählter organIQ-Produkte zusammen mit wassersparenden Vernebelungstechnologien kann ein extrem niedriger Wasserverbrauch erreicht werden.

Aufgrund der fortschrittlichen organIQ-Technologie können alle relevanten Behandlungen bei Raumtemperatur durchgeführt werden, was eine große Möglichkeit zur Energieeinsparung darstellt. Zudem kann die Belastung des Abwassers mit toxischen Stoffen im Vergleich zu herkömmlichen, bisher angewandten Denim-Behandlungen drastisch reduziert werden.

• Bio-Baumwoll-Projekt mit gedeihlichen Aussichten

Dibella beteiligt sich an einem Gemeinschaftsprojekt zur Förderung des Bio-Baumwoll-Anbaus in Indien. Das Vorhaben will durch gezielte Schulungsmaßnahmen und durch Zahlung von Prämien an Kleinbauern den ökologischen Anbau protegieren, die Umstellung von konventioneller auf ökologische Baumwolle unterstützen, eine Steigerung der Ernteerträge und gleichzeitig eine bessere Faser-Qualität erreichen.

Der Bedarf an ökologisch angebauter Bio-Baumwolle steigt rasant, aber die Ernteerträge bleiben deutlich hinter der globalen Nachfrage zurück. Das von Entwicklungsminister Dr. Gerd Müller initiierte Bündnis für Nachhaltige Textilien (Berlin) will daher mit praxisnahen Lösungen die Bio-Baumwoll-Volumen für seine Mitgliedsunternehmen steigern. In Kooperation mit der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) fördert es nun ein zukunftsweisendes Projekt, zu dem Dibella den Anstoß gegeben hat.

„In Indien sind vor allem Kleinstfarmen und dörfliche Kooperativen im biologischen Baumwoll-Anbau tätig. Durch Umstellung zusätzlicher Flächen und eine nachhaltige Bewirtschaftung könnten die Erträge und die Faserqualität von organischer Baumwolle gesteigert werden. Die Initiative Chetna Organic, mit der wir seit vielen Jahren erfolgreich zusammenarbeiten, berät die Farmer bei diesen Prozessen. Sie unterstützt die Bauern und Dorfgemeinschaften mit gezielten Schulungen, Trainings und praktische Hilfestellungen im ökologischen Landbau und bereitet damit den Boden für bessere Einkommens- und Lebensbedingungen in den Familien“, sagt Ralf Hellmann, Geschäftsführer von Dibella.

Mehrere Bündnispartner - Dibella, Fairtrade Germany, GIZ, Organic Cotton Accelerator (OCA) sowie Tchibo – haben die vorbildliche Initiative zum Anlass genommen, den An- und Ausbau von Bio-Baumwolle in Indien voranzubringen. In Zusammenarbeit mit Chetna Organic fördern sie im Rahmen des „Pilotprojekts Organic Cotton“ schwerpunktmäßig indische Frauen-Kooperativen, Bäuerinnen sowie Familien bei der Gewinnung von Bio-Baumwolle. Tchibo und Fairtrade bezuschussen Kleinstfarmen während der Umnutzungsphase der Felder (erst vier Jahre nach der Umstellung werden die Fasern als Bio-Baumwolle anerkannt) und beteiligen sich an der Bereitstellung von der in Indien zur Mangelware gewordenen gentechnikfreiem Saatgut. Gemeinsam mit Dibella finanzieren sie Schulungen, die eine optimale Nutzung natürlicher Regenfälle sowie effiziente, ökologische Anbau-Methoden lehren und in Folge zu einer verbesserten Faserqualität führen. Zudem verpflichten sie sich zu einer langjährigen Abnahme der Fairtrade Bio-Baumwolle.

Ralf Hellmann: „Das Pilotprojekt ermöglicht uns den Ausbau unserer Dibella+ Kollektion, denn es garantiert uns den langfristigen Zugang zu fair gehandelter Bio-Baumwolle. Gleichzeitig verbessert es die Lebensbedingungen der Kleinstbauern und ihrer Familien. Daher hoffen wir, dass „Organic Cotton“ auch in anderen Baumwoll-Anbauregionen Schule macht und den ökologischen Landbau in Indien nach vorne bringt.“

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.

• Preisverleihung des Digital Pioneer Awards in der digitalCHURCH
• Die ITA Academy GmbH durfte am 09. Juni 2021 auf dem Digital Summit Event in Aachen den Digital Pioneer Award entgegennehmen.

Der Digital Pioneer Award wird an Unternehmen vergeben, die die Digitalisierung mit digitalen Geschäftsmodellen, Prozessen oder digitalen Produkten vorantreiben. Die ITA Academy GmbH wurde aufgrund des Digital Capability Centers (DCC) Aachen und dessen Unterstützung der Unternehmen bei der digitalen Transformation ausgezeichnet.

Mittels neuester didaktischer Methoden, anspruchsvollen Lösungskonzepten und modernsten Technologien werden Menschen vom DCC Aachen dabei unterstützt, in der digitalen Zukunft mitzuhalten und Vorreiter bei der digitalen Transformation zu werden. Damit innovative Lösungen, wie KI und digitale Assistenzsysteme, begreifbar werden, hat die ITA Academy 2017 das Digital Capability Center (DCC) Aachen zusammen mit McKinsey & Company gegründet. Das DCC ist eine Modellfabrik 4.0, in der digitale Applikationen am Beispiel einer realitätsgetreuen Fabrik demonstriert und gelehrt werden. Somit bietet das DCC eine Lernumgebung für Unternehmen, in der die Teilnehmenden in Form von praxisnahen Workshops beim Kompetenzaufbau zum Thema digitale Transformation unterstützt werden.

Die digitalen Pioniere sollen als Best-Practice-Beispiele bekannt gemacht werden, um regionale KMU für das Thema Digitalisierung zu sensibilisieren. Rund um die Auszeichnung der digitalen Pioniere rollt der digitalHUB Aachen e.V. ein wirkkräftiges Marketing aus. Die Pioniere erreichen durch die verschiedenen geplanten Kampagnen und Werbemöglichkeiten eine hohe Sichtbarkeit.