Beim dem vom IKV auf der K 2022 gezeigten Advanced Dimension Additive Manufacturing (ADAM) können die einzelnen Schichten beliebig im dreidimensionalen Raum gekrümmt und angeordnet sein und müssen nicht mehr – wie bei konventionellen Verfahren – jeweils in einer Ebene parallel zur Bauplattform liegen.
Foto: IKV/Fröls
Beim dem vom IKV auf der K 2022 gezeigten Advanced Dimension Additive Manufacturing (ADAM) können die einzelnen Schichten beliebig im dreidimensionalen Raum gekrümmt und angeordnet sein und müssen nicht mehr – wie bei konventionellen Verfahren – jeweils in einer Ebene parallel zur Bauplattform liegen.

K 2022

Neueste Technologien auf der K 2022 live erleben

Das IKV zeigt auf der K 2022 mit drei Live-Prozessen den Einsatz neuester Technologien bei Rezyklatverarbeitung, Additiver Fertigung und Plasmabeschichtung.

Gleich drei laufende Prozesse wird das Institut für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen (IKV) live auf der K 2022 präsentieren: einen chargenschwankungstoleranten Spritzgießprozess zur Rezyklatverarbeitung, ein Verfahren zur Additiven Fertigung großer Bauteile mit lastpfadgerechter Auslegung und die Prototypanlage zur Plasmabeschichtung großvolumiger Hohlkörper des aus dem IKV hervorgegangenen Start-up Ionkraft.

Chargenschwankungstolerante Rezyklatverarbeitung

Die am IKV entwickelte intelligente Prozessführung Injectix kann im Spritzgießprozess auf Chargenschwankungen im Rezyklat reagieren. Im Gegensatz zu bisherigen Prozessführungen regelt Injectix die Einspritz- und Nachdruckphase über den Werkzeuginnendruck phasenübergreifend. Eine zyklisch arbeitende Inline-Qualitätsregelung gibt den Soll-Verlauf des Werkzeuginnendrucks vor und berücksichtigt dabei die im Qualitätsmodell hinterlegten Wirkzusammenhänge zwischen Material, Prozessgrößen und Bauteilqualität.

Mit der Produktion von Stapelboxen aus Recyclingmaterial demonstriert das IKV auf dem Messestand die Leistungsfähigkeit des Verfahrens. Produziert wird abwechselnd mit und ohne Injectix-Prozessregelung. Eine mit der Spritzgießmaschine kombinierte Messzelle zur Überprüfung der Bauteilqualität macht die Unterschiede sichtbar. Die produzierten Teile werden mit einer Lasermarkierung in Form eines QR-Codes versehen.

Industriepartner bei der Messepräsentation des Projekts chargenschwankungstolerantes Spritzgießen sind Datalogic (Beschriftung), der Grüne Punkt – Duales System Deutschland (PCR Material Systalen), Hasco (Normalien), Kistler (Sensorik und Vermessung), Kroma (Werkzeug), Lyondell Basell (PCR Farbmasterbatch) und Wittmann (Maschinenlieferant, Temperierung, Materialdosierung und –förderung).

Leistungsfähige Werkstoffcharakterisierung

Eine zielgerichtete Materialanalyse hilft dabei, Möglichkeiten und Grenzen des Rezyklateinsatzes anwendungsbezogen zu identifizieren. Das IKV-Zentrum für Kunststoffanalyse und -prüfung (KAP) zeigt deshalb auf der K 2022 mit der Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) ein Beispiel aus seinem Portfolio zur Werkstoffidentifizierung.

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Das IKV-Zentrum für Kunststoffanalyse und -prüfung (KAP) zeigt auf der K 2022 neueste Lösungen zur Charakterisierung und Identifizierung von Werkstoffen.
Foto: IKV/Fröls
Das IKV-Zentrum für Kunststoffanalyse und -prüfung (KAP) zeigt auf der K 2022 neueste Lösungen zur Charakterisierung und Identifizierung von Werkstoffen.

Mit der ATR-Methode (abgeschwächte Totalreflexion) kann die Anwesenheit dominierender, organischer oder teilorganischer Bestandteile, wie Füll- und Verstärkungsstoffe oder Kontaminationen erfasst werden. Im Fall von Rezyklaten lässt sich zum Beispiel Polypropylen in Polyethylen nachweisen und umgekehrt. Zu den Serviceleistungen des KAP gehören neben der Werkstoffidentifizierung auch Schadensanalysen, die Bewertung von Produktqualitäten und Produkterprobung. Am Messestand des IKV informieren Mitarbeitende das KAP über das Serviceportfolio, die zur Verfügung stehenden Prüf- und Analysemethoden und die Möglichkeiten zur individuellen Problemlösung.

Advanced Dimension Additive Manufacturing

Großvolumige Bauteile lassen sich effizient additiv fertigen, wenn man den Masseaustrag eines Schneckenextruders mit dem Bauraum eines Gelenkarmroboters kombiniert. Das am IKV entwickelte Advanced Dimension Additive Manufacturing (ADAM) erweitert den Anwendungsbereich plastifizierender additiver Fertigungsverfahren noch einmal deutlich. Beim ADAM können die einzelnen Schichten beliebig im dreidimensionalen Raum gekrümmt und angeordnet sein und müssen nicht mehr – wie bei konventionellen Verfahren – jeweils in einer Ebene parallel zur Bauplattform liegen.

Damit lassen sich die Bauteilanisotropien, die sich aus dem Schichtaufbau ergeben, gezielt nutzen und die einzelnen Schichten entsprechend der auftretenden Lasten ausrichten. Auf der K 2022 wird das IKV die Leistungsfähigkeit des ADAM vorführen und in einer vollintegrierten Fertigungszelle live Möbelstücke produzieren.

Die Messeprojektpartner beim Advanced Dimension Additive Manufacturing (ADAM): Motan-Colortronic (Materialtrocknung und -bereitstellung), Rehwald (Extruderschnecke), Rose+Krieger (Maschinenbett und Rahmen), Simona (Einhausung) und Stäubli (Gelenkarmroboter).

Plasmabeschichtung großvolumiger Hohlkörper

Das Deep Tech Start-up Ionkraft, das seine Wurzeln am IKV hat, wird auf dem Messestand des IKV seine Prototypanlage zur Plasmabeschichtung großvolumiger Hohlkörper erstmals der Öffentlichkeit vorstellen. Die aufgebrachte Barriereschicht verhindert dabei die Migration von Substanzen sowohl aus dem Füllgut nach Außen, als auch aus der Verpackung in das Füllgut.

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Mit der auf der K 2022 erstmals der Öffentlichkeit gezeigten Plasmabeschichtungsanlage von Ionkraft lassen sich großvolumiger Hohlkörper mit Barriereschichten versehen.
Foto: Ionkraft
Mit der auf der K 2022 erstmals der Öffentlichkeit gezeigten Plasmabeschichtungsanlage von Ionkraft lassen sich großvolumiger Hohlkörper mit Barriereschichten versehen.

Auf der Außenseite eines Behälters funktionier sie außerdem als Geruchsbarriere und eröffnet so neue Möglichkeiten für den Rezyklateinsatz. Während der K 2022 wird Ionkraft auf der Prototypanlage im Demonstrationsmodus Behälter beschichten und zeigen, wie die Anlage in eine reale Fertigungslinie zur Produktion großvolumiger Behälter integriert werden kann. gk