Optimierung der europäischen Kunststoffproduktion
Harzinjektion und Vakuuminfusion sind zwei Verarbeitungsmethoden, die bei der Herstellung von verstärkten Kunststoffen auf Basis flüssiger Polymer-Verbundwerkstoffe zum Einsatz kommen. Dabei werden die verstärkenden Werkstoffe in eine Form gegeben, in die Flüssigharz injiziert bzw. infundiert wird. Nach dem anschließenden Erwärmen und Aushärten des Systems wird die Form mit dem daraus resultieren Produkt entfernt. Trotz der vergleichsweise höheren Qualität der mit diesem Verfahren gefertigten Teile ist die Steuerung des Produktionszyklus kompliziert. Aus diesem Grund ist das Verfahren unter Herstellern bisher nicht weit verbreitet. Unter anderem im Rahmen des EU-finanzierten Projekts "Intelligent reactive polymer composites moulding" (IREMO) haben Wissenschaftler nun Lösungen für die automatische Prozessüberwachung und -steuerung des Spritzgießverfahrens mit Verbundwerkstoffen entwickelt. Das Prozessüberwachungssystem überwacht alle wichtigen Arten von reaktiven Polymeren bei gleichbleibend hoher Genauigkeit. Ermöglicht wird die In-situ-Prozesssteuerung durch Anpassen der Prozessvariablen (Leistung) abhängig von den erfassten Eingangssignalen über ein selbstlernendes System. Durch die drahtlose Kommunikation werden Kabel im Produktionsbereich minimiert. Darüber hinaus verfügt das System von IREMO über eine benutzerfreundliche Oberfläche. Das System von IREMO ermöglichte die richtige Imprägnierung der Fasern mit Harz sowie die optimale Aushärtung der Verbundteile bei einer gleichzeitigen Verringerung der Zykluszeit um mehr als 25 %. Die Technologie kommt in einer eigens dafür nachgerüsteten Zwei-Komponenten-Spritzgießmaschine zum Einsatz und ermöglicht die automatische Erfassung der Materialeigenschaften sowie die Kontrolle der Temperatur. Das Überwachungs- und Steuerungssystem wurde außerdem erfolgreich in ein Vakuuminfusionsverfahren und ein einfaches Harzinjektionsverfahren integriert. Die Kommerzialisierung des Systems wird aller Voraussicht nach Zeit- und Kosteneinsparungen für die Fertigungsindustrie bei gleichzeitiger Verbesserung der Produktqualität bewirken. Auch die Sicherheit am Arbeitsplatz kann von einer automatisierten Steuerung, die weit weniger Intervention und Kontakt zu potenziell reizenden Stoffen oder schweren Maschinen erfordert, profitieren. Integrierte schnelle und drahtlose Sensoren mit selbstlernenden neuronalen Netzen und einer selbstkalibrierenden Prozesssteuerung sollten das bislang wenig praktikable Herstellungsverfahren erheblich vereinfachen.
