{"id":2523,"date":"2022-02-24T09:24:00","date_gmt":"2022-02-24T08:24:00","guid":{"rendered":"https:\/\/sensxpert.com\/?post_type=blog&p=2523"},"modified":"2023-12-05T10:41:30","modified_gmt":"2023-12-05T09:41:30","slug":"duroplastverarbeitung-herausforderungen","status":"publish","type":"blog","link":"https:\/\/sensxpert.com\/de\/blog\/duroplastverarbeitung-herausforderungen\/","title":{"rendered":"Herausforderungen bei der Duroplastverarbeitung erfolgeich meistern"},"content":{"rendered":"\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Die Kunststoffindustrie hat in den letzten Jahren einschneidende Ver\u00e4nderung erlebt \u2013 sowohl auf Makro- als auch auf Mikroebene. Wir haben die aktuellen Branchentrends in zwei Webinaren genauer betrachtet und die Herausforderungen bei der Verarbeitung duroplastischer Werkstoffe n\u00e4her erl\u00e4utert. Die vielf\u00e4ltigen M\u00f6glichkeiten der Digitalisierung und Zusammenarbeit erm\u00f6glichen die Umwandlung der heutigen statischen Fertigungsabl\u00e4ufe in hocheffiziente Prozesse.<\/p>\n\n\n\n

In diesem Zusammenhang spielen k\u00fcnstliche Intelligenz und Cloud-Anwendungen eine entscheidende Rolle und verhelfen den Unternehmen zu vollst\u00e4ndiger Transparenz in ihren Prozessen. Lernen Sie das KI-Konzept von sensXPERT\u00ae kennen und erfahren Sie, warum Labormessungen zur Prozessoptimierung nur an der Oberfl\u00e4che der tats\u00e4chlichen M\u00f6glichkeiten kratzen.<\/p>\n\n\n\n

1. Die Auswirkung globaler Trends auf die Kunststoffindustrie<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Wir leben in einer Zeit beispielloser Ver\u00e4nderungen. Das h\u00f6rt sich vielleicht nach einem Klischee an, aber es ist tats\u00e4chlich so. Wir befinden uns mitten in der sogenannten 4. industriellen Revolution mit verschiedensten Entwicklungen und Einfl\u00fcssen in unterschiedlichen Bereichen, einschlie\u00dflich neuer Technologien. Unternehmen in der Kunststoffindustrie stehen dadurch zunehmend unter Druck, ihre Gesch\u00e4ftsabl\u00e4ufe an die globalen Trends anzupassen:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Nachhaltigkeit durch Reduzierung von Ausschuss, Verwendung von Recyclingmaterialien und Initiativen zur Reduzierung bzw. Eliminierung von Abf\u00e4llen<\/li>\n\n\n\n
  • Bioharze und umweltfreundliche Additive in der Entwicklung, d. h. biologisch abbaubare Kunststoffe<\/li>\n\n\n\n
  • Additive Fertigung f\u00fcr den Prototypenbau, Kleinserienfertigung sowie neue Designkonzepte<\/li>\n\n\n\n
  • Prozessoptimierung durch Automatisierung und Industrie 4.0<\/li>\n\n\n\n
  • Schlankere, leichtere Bauteile und Werkzeuge zur Erf\u00fcllung der neuen Anforderungen der E-Mobilit\u00e4t<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Leichtere Bauteile und Komponenten mit verst\u00e4rkten Kunststoffen gewinnen zunehmend an Bedeutung und haben deutliche Vorteile gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Materialien. Abgesehen von der gestalterischen Flexibilit\u00e4t k\u00f6nnen verst\u00e4rkte Kunststoffe eine hohe Best\u00e4ndigkeit gegen\u00fcber mechanischen Einwirkungen wie Korrosion, Zersetzung, Erm\u00fcdung und hohen Temperaturen erzielen.<\/p>\n\n\n\n

    Um die positiven Effekte solcher Verbundwerkstoffe, die Fasern mit duroplastischen Materialien verbinden, zu nutzen, muss zun\u00e4chst ein geeigneter Kontrollmechanismus entwickelt werden, um die Verarbeitungsh\u00fcrden zu bew\u00e4ltigen.<\/p>\n\n\n\n

    2. Herausforderungen von Duroplasten<\/strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n

    Vom Rohmaterial bis zum fertigen Produkt sind duroplastische Werkstoffe durch Lagerung, Transport und Umweltbedingungen st\u00e4ndig Feuchtigkeit ausgesetzt, was sich ganz erheblich auf die Fertigungsstabilit\u00e4t und somit die Qualit\u00e4t des fertigen Teils auswirkt. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen der Transport und die Lagerung wie auch andere Umwelteinfl\u00fcsse zu Feuchtigkeit im Material selbst f\u00fchren, was dessen Verarbeitungsf\u00e4higkeit stark beeintr\u00e4chtigt.<\/p>\n\n\n\n

    Was sind Duroplaste?<\/em><\/h5>\n\n\n\n

    In der Materialwissenschaft ist ein w\u00e4rmeh\u00e4rtendes Polymer, oft auch Duroplast genannt, ein Kunststoff, der durch irreversible H\u00e4rtung eines weichen festen oder viskosen fl\u00fcssigen Vorpolymers (Harz) gewonnen wird. Duroplaste sind aufgrund ihres dreidimensionalen Netzwerks an Bindungen (Vernetzung) in der Regel st\u00e4rker als thermoplastische Werkstoffe. In Verbindung mit Fasern bilden duroplastische Harze faserverst\u00e4rkte Polymerverbundwerkstoffe.<\/em><\/em><\/p>\n\n\n\n

    Die Herausforderungen h\u00e4ngen nicht nur mit den Bedingungen vor der Fertigung zusammen. Mehrere Faktoren wie Temperatur und W\u00e4rmed\u00e4mmung der Produktionseinrichtung \u2013 des Werkzeugs \u2013 m\u00fcssen kontinuierlich \u00fcberwacht werden, um eine stabile Produktion sicherzustellen.<\/p>\n\n\n\n

    Zu guter Letzt ist auch der Materialfluss ein weiterer wichtiger Punkt. Insbesondere bei gef\u00fclltem Rohmaterial ist die Bestimmung der vorgesehenen Faserorientierung von entscheidender Bedeutung, da das Bauteil nur durch Ausrichtung der Fasern in der gew\u00fcnschten Richtung den angestrebten mechanischen Einwirkungen widersteht.<\/p>\n\n\n\n

    Duroplaste sind bei der Verarbeitung h\u00f6chst instabil, weshalb Unternehmen bisher einen statischen Fertigungsansatz verfolgen, der bei Umstellung fortgeschrittene F\u00e4higkeiten sowie die Unterst\u00fctzung von Experten erfordert. Angesichts des zunehmenden Mangels an Fachkr\u00e4ften und eines begrenzten Verst\u00e4ndnisses der Chemie von Duroplasten ist dies jedoch immer schwieriger zu erreichen. Die Zukunft erfordert eine grundlegende Ver\u00e4nderung unserer bisherigen Ans\u00e4tze und neue Technologien helfen dabei, diese Herausforderungen zu bew\u00e4ltigen.<\/p>\n\n\n\n

    3. Chancen durch Prozessdigitalisierung und Zusammenarbeit<\/strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n

    \u201eWir m\u00fcssen den f\u00fcr den Fertigungsprozess verantwortlichen Mitarbeitern ein Tool an die Hand geben, das Prozessabweichungen bestimmen kann \u2013 nicht nur, wenn diese unmittelbar auftreten sondern auch in Form von vorausschauende Aussagen f\u00fcr die restlichen Teile einer Charge\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Alexander Chaloupka, technischer Direktor von sensXPERT\u00ae.<\/p>\n\n\n\n

    Um dies zu erreichen und die Umwandlung der Branche voranzutreiben, ist eine enge Zusammenarbeit entlang der Liefer- und Wertsch\u00f6pfungskette entscheidend, wie bei der Zusammenarbeit zwischen sensXPERT\u00ae und der Schwarz Plastic Solutions GmbH.<\/p>\n\n\n\n

    \u201eDigitalisierung ist eines der kommenden gro\u00dfen Themen in der Prozessautomatisierung, um Sicherheit und Kontrolle, aber auch einen finanziellen Mehrwert f\u00fcr die Fertigungsindustrie zu gew\u00e4hrleisten. Und das ist nicht ganz einfach zu erreichen, es funktioniert nur, wenn verschiedene Technologien, Unternehmen und Experten zusammenarbeiten\u201c, unterstreicht Ingo Schwarz, Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer der Schwarz Plastic Solutions GmbH.<\/p>\n\n\n\n

    Wir haben die Grenze der Digitalisierung einzelner Prozesse und Produkte erreicht! Jetzt m\u00fcssen wir zusammenarbeiten, um ihr volles Potenzial zu entfalten. Wir m\u00fcssen verstehen, wie unsere Technologien und Produkte miteinander interagieren und Synergieeffekte erzielt werden k\u00f6nnen, um ganzheitliche Konzepte f\u00fcr eine echte Digitalisierung zu entwickeln und umzusetzen \u2013 d. h. mit k\u00fcnstlicher Intelligenz (KI) und Cloud-Anwendungen.  <\/p>\n\n\n\n

    4. K\u00fcnstliche Intelligenz und die Cloud in der Fertigungsumgebung<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

    Bei der Herstellung von Duroplastteilen passieren viele Dinge in einem kurzen Zeitraum. Sensoren erfassen Daten, fungieren als Fenster in einen Prozess und schaffen Transparenz, um die richtigen Entscheidungen zur Anpassung von Parametern in den Zyklen treffen zu k\u00f6nnen. K\u00fcnstliche Intelligenz hat sich in vielen Bereichen bei der Optimierung von Prozessen bew\u00e4hrt. Jetzt findet sie auch ihren Weg in die Kunststoffproduktion.<\/p>\n\n\n\n

    Was ist KI?<\/em><\/h5>\n\n\n\n

    K\u00fcnstliche Intelligenz simuliert menschliche Denkprozesse durch Maschinen, insbesondere Computersysteme. <\/em>Zu den spezifischen Anwendungen von KI geh\u00f6ren Expertensysteme, Verarbeitung nat\u00fcrlicher Sprache, Spracherkennung und maschinelles Sehen. Deep Learning und maschinelles Lernen sind beides Teilbereiche der k\u00fcnstlichen Intelligenz.<\/em><\/em><\/p>\n\n\n\n

    KI bei sensXPERT<\/em><\/h5>\n\n\n\n

    In-situ-Sensoren erfassen Materialdaten w\u00e4hrend des Fertigungsprozesses. Kombiniert mit unseren materialwissenschaftlichen Erkenntnissen aus Labormessungen k\u00f6nnen wir Hunderttausende Datens\u00e4tze simulieren, um zu pr\u00fcfen, wie sich das Material bei unterschiedlichen Temperaturen und Feuchtigkeitsgraden verh\u00e4lt. Des Weiteren werden Sensordaten erzeugt, die mit diesen Abweichungen in Verbindung stehen. Mit diesen Daten trainieren und testen wir unsere Algorithmen f\u00fcr maschinelles Lernen. Ein Edge-Ger\u00e4t f\u00fchrt die Algorithmen w\u00e4hrend des laufenden Prozesses dann aus, um das erwartete Materialverhalten in Echtzeit zu prognostizieren. Durch Verst\u00e4rkung der Algorithmen mit Daten aus der Produktionsumgebung sowie Daten der einzelnen Fertigungszyklen wird die Zuverl\u00e4ssigkeit der sensXPERT\u00ae-KI kontinuierlich verbessert.<\/em><\/em><\/p>\n\n\n\n

    sensXPERT\u00ae-Sensoren erfassen das Materialverhalten w\u00e4hrend des Fertigungsprozesses in Echtzeit. Das maschinelle Lernen wird auf einem Edge-Ger\u00e4t ausgef\u00fchrt, das relevante Informationen zum aktuellen Materialzustand an den Kunden oder die Fertigungsanlage zur\u00fcckgibt und dadurch Transparenz schafft und Prozessanpassungen erm\u00f6glicht. Alle Daten sind in der Cloud-Umgebung verf\u00fcgbar, die als zentrale Dashboard-Schnittstelle fungiert.<\/p>\n\n\n\n

    \n

    \u201eKI ist kein Tool, das Menschen direkt ersetzen kann. Es ist ein Tool, das ihnen hilft, ihr Leistungsniveau zu erh\u00f6hen und die Produktionseffizienz zu steigern.\u201c<\/p>\nDr. Alexander Chaloupka zur Fertigungsoptimierung mit KI.<\/em><\/cite><\/blockquote>\n\n\n\n

    Die Verwendung einer Cloud ist unerl\u00e4sslich f\u00fcr eine nahtlose Interaktion zwischen der tats\u00e4chlichen Produktionsumgebung und den KI-Modellen \u2013 nat\u00fcrlich mit modernsten Sicherungsebenen f\u00fcr h\u00f6chstm\u00f6gliche Datensicherheit.<\/p>\n\n\n\n

    5. Warum das reale Materialverhalten w\u00e4hrend der Produktion f\u00fcr eine vollst\u00e4ndige Prozesskontrolle unerl\u00e4sslich ist<\/strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n

    Die Verbesserung der Kunststoffverarbeitung durch k\u00fcnstliche Intelligenz ist nur mit einer soliden materialwissenschaftlichen Grundlage m\u00f6glich \u2013 im diesem Fall: Zentrale Qualit\u00e4tsparameter wie Aush\u00e4rtungsgrad und Glas\u00fcbergangstemperatur.<\/p>\n\n\n\n

    Die Produktion von heute st\u00fctzt sich auf Labormessungen. Eine Simulationsumgebung prognostiziert mittels Temperaturver\u00e4nderungen, wie ein Material auf ver\u00e4nderte Prozesseinstellungen reagiert. Dies wird auch als Reaktionskinetik bezeichnet. Diese kinetische Modelle liefern zwar die Basisinformationen, lassen allerdings verschiedene Einfl\u00fcsse auf das Material wie etwa die Lagerungsumgebung oder die thermische Vorgeschichte unber\u00fccksichtigt. Diese Art von Information ist nur im Werkzeug w\u00e4hrend des eigentlichen Fertigungsprozesses verf\u00fcgbar.<\/p>\n\n\n\n

    Die L\u00f6sung von sensXPERT\u00ae kombiniert beides \u2013 die Reaktionskinetik basierend auf grundlegenden materialwissenschaftlichen Erkenntnissen und das tats\u00e4chliche Materialverhalten \u2013 um ein klares Bild vom Zustand des Materials w\u00e4hrend des Fertigungsprozesses zu erhalten.<\/p>\n\n\n\n

    Die sensXPERT\u00ae-Technologie wird bereits von zahlreichen Kunden in der Automobil- und Luftfahrtindustrie eingesetzt. Hier erfasst die Technologie Prozesseinstellungen wie Filmanguss, Einspritzgeschwindigkeit und Werkzeugtemperatur, die zu Materialver\u00e4nderungen f\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n

    Einen tieferen Einblick in die M\u00f6glichkeiten der L\u00f6sung von sensXPERT\u00ae erhalten Sie in unseren beiden Webinaren:<\/p>\n\n\n\n

    Die Kunststoffindustrie: Trends, Materialien und der Bedarf an intelligenten Fertigungsl\u00f6sungen<\/strong><\/a><\/p>\n\n\n\n

    Bew\u00e4ltigung von Fertigungsherausforderungen in Echtzeit mit der sensXPERT\u00ae-Technologie von NETZSCH<\/strong><\/a><\/p>\n\n\n\n

    Unsere Experten, Dr. Alexander Chaloupka und Ingo Schwarz, freuen sich, von Ihnen zu h\u00f6ren! Werden Sie Teil unserer Community und heben Sie Ihre Produktionsprozesse auf ein neues Niveau!<\/p>\n\n\n\n

    Schreiben Sie uns unter info@bbao58u.myrdbx.io<\/strong><\/a><\/p>\n\n\n\n

    \u200d<\/p>\n\n\n\n

    Quellen<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

    Duroplaste \u2013 Wikipedia<\/strong><\/a><\/p>\n\n\n\n

    Was ist k\u00fcnstliche Intelligenz (KI)? | IBM<\/strong><\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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