Digitalisierung ist Top-Thema auf dem 32. Internationalen Kolloquium Kunststofftechik, das von 28. bis 29. Februar in Aachen stattfindet. Doch auch Nachhaltigkeit, Leichtbau oder die Herausforderungen der Wasserstoffwirtschaft an Druckbehälter und Rohre dürften auf lebhaftes Interesse der Industrie treffen. Und den Austausch in Schwung bringen. So jedenfalls plant das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen das Event: Gemäß dem Anspruch, „Forschung für die Praxis“ zu betreiben, zielen die Resultate direkt auf Perspektiven und Anforderungen der Industrie.
Das Herzstück des Kolloquiums bilden die insgesamt 15 Vortragssessions, in denen die Forschungsthemen des IKV präsentiert werden. Darunter finden sich Reizworte wie KI, Post-Consumer-Recyceled (PCR) und Nachhaltige Verpackungen ebenso wie die Thematik des prozessgeregelten Spritzgießens, der Assistenzsysteme und intelligenter Tools zur Design- und Prozessverbesserung. Im Detail findet sich das Programm im Web: www.ikv-kolloquium.de
Der Fokus: Forschung für die Industrie
Den Industriebezug stellt das IKV auch dadurch sicher, dass jede Session mit dem Impulsvortrag eines erfahrenen Industrievertreters beginnt. Er führt hin zu den wissenschaftlichen Beiträgen und stellt den Zusammenhang mit der industriellen Praxis her. Zu den Moderatoren gehören leitende Ingenieure und Führungspersönlichkeiten wie von Porsche, Bosch, Freudenberg oder auch Engel Austria und Arburg – auch sie sind gelistet auf der Website zusammen mit dem gesamten Programm der zwei Tage.
Besonderes hat das IKV auch im Blick auf Zahlen, auf Networking und technische Möglichkeiten zu bieten, gerade jetzt. Mit dem „Plastics Innovation Center 4.0“ (PIC 4.0) konnte das Institut 2023 ein neues Technikum mit moderner F+E-Infrastruktur eröffnen, gefördert mit EU-Mitteln. Es lässt sich am ersten Veranstaltungstag im Rahmen von „IKV 360°“ besichtigen: Mehr als 80 Versuchsstationen demonstrieren die Arbeiten am IKV, das sich in der Kunststofftechnik als führendes Forschungs- und Ausbildungsinstitut in Europa sieht.
Rund 50 Unternehmen auf begleitender Industrieausstellung
Die begleitende Industrieausstellung mit rund 50 Unternehmen schafft eine weitere Brücke zu innovativen Unternehmen. Sie bietet sich zum Networking an, beginnend schon am Vorabend auf der feierlichen Ausstellungseröffnung mit Get-together. Weiter bringt das „Recruiting Speed-Dating“ die Kunststoffindustrie mit jungen Talenten zusammen. Ein Novum: Es können sich nun alle Unternehmen der Branche beteiligen, die Nachwuchstalente kontaktieren wollen. Sie müssen dazu nicht mehr Mitglieder der IKV-Fördervereinigung sein – ein bewusster Schritt gegen den Fachkräftemangel.
KI für technische Fortschritte
Kern der Veranstaltung sind und bleiben die Sessions. Künstliche Intelligenz wird allgegenwärtig sein – so wie in den Forschungsprojekten. „Ohne Digitalisierung und KI werden die Nachhaltigkeitsziele nicht zu erfüllen sein“, sagt Institutsleiter Prof. Christian Hopmann im Vorfeld des Kolloquiums. „Deswegen rollen wir die Digitalisierung über alles aus, woran wir forschen und arbeiten.“ Ein Grundbaustein ist das neue Technikum PIC 4.0 des RWTH-Instituts. Es biete eine „völlig neue digitale Infrastruktur“, über die Daten-Konstrukte und -Tools auch über das Ende von Projekten hinaus bereit gehalten werden könnten für zukünftige Anwendungen – selbst wenn diese heute noch nicht bekannt seien.
Beispiel Nachhaltige Kunststoffverpackungen: Das IKV ist Konsortialführer des Innovationslabors KIOptiPack. Rund 40 Projektpartner entwickeln dort KI-gestützte Werkzeuge, um Verpackungen mit hohem Rezyklatanteil so zu gestalten, dass sie sich prozesssicher produzieren lassen. Diese Tools zielen direkt auf den Praxiseinsatz. Sie sollen Teil einer Netzwerkplattform für das Engineering entlang der gesamten Wertschöpfungskette werden.
Compoundierung: KI schlägt klassisches Prozessmodell
Hopmann greift im Vorfeld ein Detail heraus. Für den Compoundier-Prozess sollte die Rezeptur eines Polypropylen-Blends mit Rezyklatanteil gefunden werden. Welche Zugabe eines Peroxid-Materbatches braucht es, um eine gewünschte Viskosität zu erzielen? Nur 13 Punkte standen als Datenraum zur Verfügung. Das am IKV entwickelte KI-Modell schaffte eine „nahezu perfekte Wiedergabe der Viskosität“ mit einer Abbildungsgüte R² von 0,97. Das konventionelle Modell hingegen kam auf ein R² von nur 0,60. Es war zu sehr fehlerbehaftet. „Das ist ein schönes Beispiel dafür, welchen Mehrwert die Digitalisierung bietet“, meint Prof. Hopmann.
Beispiel Spritzgießprozess: Zurzeit befindet sich das IKV-Startup „Industrif.ai“ in Gründung, das auf einem vielversprechenden KI-Modell aufbaut. Es entwickelt ein Assistenzsystem, das den Rüst- und Einrichtprozess beim Spritzgießen beschleunigen soll. Hopmann nennt eine Zeitersparnis von 73 % und zusätzlich optimierte Prozesseinstellungen.
Leichtbau: Tapes verstärken Spritzguss
Beispiel Leichtbau: Das Projekt T³-Hub verfolgt mit fünf Konsortialpartnern des IKV eine clevere Idee: An die Stelle teurer Composite-Bauteile sollen Spritzgussteile treten, die zu diesem Zweck nur geringfügig mit Tapes verstärkt werden. Ziel: Wandstärken reduzieren, Material einsparen und Kosten begrenzen – vor allem in Großserien. Um die Spritzgussteile zu redesignen, hat das IKV bereits einen Algorithmus entwickelt.
Das BMWK-geförderte Transferprojekt läuft nun seit zwei Jahren und kann griffige Ergebnisse aufweisen: Bei der Seitenwand einer Logistik-Klappbox ist es gelungen, die Biegesteifigkeit um 50 % zu erhöhen und gleichzeitig den Verzug zu minimieren. Dazu genügten 4 g eines Tapes aus PP-GF30 – was etwa 1 % des Gesamtgewichts ausmacht.
