Pilotfabrik pusht Digitalisierung der Kunststoffbranche

Die Recyclinganlage in der LIT Factory in Linz stammt von Erema. Die Pilotfabrik will helfen, die digitale Transformation entlang der Kunststoff-Wertschöpfungskette zu beschleunigen. Foto: LIT Factory/Erema

In der Linzer Pilotfabrik LIT Factory, die die digitale Transformation entlang der Kunststoff-Wertschöpfungskette angeht, startet im Herbst der Vollbetrieb.

„Die LIT Factory des Linz Institute of Technology (LIT) ist schon heute eine Erfolgsstory“, sagt Univ.-Prof. DI Dr. Georg Steinbichler, Leiter der LIT Factory an der Johannes Kepler Universität (JKU) in Linz – einer Pilotfabrik, welche die Digitalisierung und das Smart Polymer Processing in der Kunststoffbranche vorantreiben will.

Die Gründung und der Aufbau der LIT Factory erfolgte auf Basis eines Calls der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) und unter Mitfinanzierung des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie sowie dem Land Oberösterreich, der Stadt Linz und der Industrie. Die Pilotfabrik und das angeschlossene Open Innovation Center, in dem Partner ansässig sind, bündeln die Kompetenzen von Wissenschaft und Wirtschaft an einem Ort und schaffen auf 8000 m2 ein Ökosystem für Innovationen. Aktuell beschäftigt die LIT Factory 35 Mitarbeiter. Sie belegt am der JKU drei Hallen – jeweils eine für Extrusion, Spritzgießen und Recycling.

Hilfestellung für kleine und mittlere Unternehmen

Prof. Dr. Georg Steinbichler: "Wir wollen wir nicht zuletzt kleinen und mittleren Unternehmen in der Branche zeigen, welchen Nutzen die Digitalsierung für sie haben kann und was machbar ist.“ Foto: Engel

Ziel der LIT Factory ist das Heben der Potenziale durch Digitalisierung entlang der gesamten Kunststoff-Wertschöpfungskette. Die Schwerpunkte reichen vom Werkstoff bis zur ökologischen Wiederverwertung von Kunststoffen im Sinne einer Kreislaufwirtschaft. „Dabei wollen wir nicht zuletzt kleinen und mittleren Unternehmen in der Branche zeigen, welchen Nutzen die Digitalsierung für sie haben kann und was machbar ist“, so Steinbichler. Vor allem bei der Simulation und dem digitalen Zwilling müsse man noch Überzeugungsarbeit leisten. „Hier gibt es immer die Vorbehalte, dass die Technik Arbeitsplätze vernichtet, doch geht es vielmehr darum, den Mitarbeiter an der Maschine zu unterstützen – etwa beim Werkzeugeinrichten.“

„Im Polymer Processing – der Verarbeitung und Wiederaufbereitung von Kunststoffen – sind mit Digitalisierung und digitaler Transformation weitere technologische Innovationen zur Steigerung der Produktivität, Sicherung der Qualität mittels intelligenter Prozessmodelle, Entwicklung neuer Produkte, Prozesse und Geschäftsmodelle ableitbar“, betont Steinbichler. „Langfristig soll die LIT Factory ein international sichtbares Flaggschiff für Polymer Processing und Digitalisierung werden.“

Pilotfabrik ist auch offen für deutsche Kunststoffverarbeiter

Die Pilotfabrik ist offen sowohl für neue Partner als auch für Kunststoffverarbeiter – und dies auf internationaler Ebene. „Es sind auch kleine und mittlere Kunststoffverarbeiter aus Deutschland willkommen, auch sie können Fördergelder aus Deutschland erhalten“, sagte Steinbichler. „Auf der Partnerseite sind wir bereits sehr gut unterwegs, an der ein oder anderen Stelle gibt es nur noch kleine Lücken. So ist beispielsweise der Werkzeugbau noch etwas schwach vertreten.“ Haidlmair ist bislang der einzige Werkzeugbauer an Bord.

Digitalisierung soll bis ins Spritzgießwerkzeug gehen

Gerade im Bereich Spritzgießwerkzeuge sieht Steinbichler großen Bedarf hinsichtlich Digitalisierung: „Standardisierte Schnittstellen, die Basis für die Kommunikation in der Produktion, gibt es in unserer Branche bereits viele. Nur eine Datenschnittstelle zum Spritzgießwerkzeug fehlt dabei bislang. Doch wir müssen dahin kommen, dass wir einen voreinstellbaren Datensatz des Werkzeugs in die Spritzgießmaschine laden können.“ Er sieht die Aufgabe der LIT Factory an diesem Punkt darin, die Modellbildung und Simulation voranzutreiben, um Verbesserungspotenziale im Zusammenspiel von Spritzgießmaschine und -werkzeug identifizieren zu können. Zudem befasst sich die LIT Factory mit dem Thema Werkzeugsensorik.

Ein Schwerpunkt: ein durchgängiges Leichtbau-Produktionssystem

Diese UD-Tape Produktionsanlage für die Herstellung endlosfaserverstärkter Kunststoffbänder zur Fertigung rezyklierbarer Leichtbauteile nutzt die LIT Factory. Foto: LIT Factory/JKU Linz

Ein Schwerpunkt der Arbeiten an der LIT Factory ist ein durchgängiges Leichtbau-Produktionssystem für die Fertigung rezyklierbarer thermoplastischer endlosfaserverstärkter Leichtbauteile. Die Produktionsanlage dafür besteht aus einer Tape-Produktionsanlage, einer Tape-Legezelle, einer Konsolidierpresse und einer automatisierten Spritzgießfertigungszelle. Der werkstoffliche Fokus in der Umsetzung liegt auf dem Einsatz thermoplastischer Matrixkunststoffe und Tapes mit unidirektionaler Faserausrichtung, da diese hinsichtlich Rezyklierbarkeit, Wirtschaftlichkeit in der Fertigung, Verschweißbarkeit und in Verbindung mit der Spritzgießtechnik eine hohe Funktionsintegration ermöglichen. Die lastpfadgerechte Auslegung der Bauteile und Überprüfung der Umformbarkeit erfolgt mit Simulationstools.

Auch Engel, Partner der LIT Factory, entwickelt automatisierte Produktionsprozesse und -verfahren zur Verarbeitung von UD-Tapes, und zwar unter dem Namen Organomelt. Diese hat das Unternehmen mittlerweile großserienreif gemacht. Das heißt, das Legen von Tapes und das Konsolidieren der Gelege laufen im Takt des Spritzgießprozesses.

Weiterer Fokus: mechanisches Recycling von Kunststoffen

In einem weiteren Hallenschiff liegt der Schwerpunkt auf dem Gebiet des mechanischen Recyclings von Kunststoffen. Dabei wird die Prozesskette (Shreddern, Vorsortierung, Waschen, Feinsortierung und Extrusion mit Schmelzefilterung und Entgasung) mit Anlagen im Pilotfabrik-Maßstab und im industriellen Maßstab untersucht. Im sogenannten Smart Quality Lab für Recycling steht umfangreiches Messequipment (Chromatographie, Spektroskopie, thermische und optische Analysesysteme sowie Fehlerdetektionssysteme) zur Charakterisierung der Materialeingangsströme auch als Dienstleistungsangebot zur Verfügung. Compoundier-Prozesse werden für das Upcycling zur Steigerung der Materialeigenschaften etwa durch Nach-Additivierung der Kunststoff-Wertstoffe eingesetzt.

„Der Kunststoffstandort und Oberösterreich engagieren sich für die Etablierung einer Modellregion für Sustainable Plastics Solutions“, so DI Manfred Hackl, CEO von Erema, einer der Partner der LIT Factory. „Zur Zielerreichung der Recyclingvorgaben sind ein Zusammenwirken mit Politik, Unternehmen und die Übersetzung aus der Forschung in die Praxis notwendig. Der Open Innovation Ansatz, die Nutzung fachübergreifender Synergien auf dem Gebiet der Digitalen Transformation in der Kunststofftechnik und Lösungen für die Kreislaufwirtschaft sind am Standort Oberösterreich etablierte Erfolgsrezepte.“

LIT Factory Symposium am 12. November 2021

Die Pilotfabrik öffnet ihre Tore im Herbst auch für interessierte Fachbesucher. Der Blick hinter die Kulissen ist beim LIT Factory Symposium am 12. November 2021 möglich. Für das Rahmenprogramm Referenten aus österreichischen Industrieunternehmen. Auch Forschungsergebnisse von Projekten der LIT Factory werden präsentiert.

In Deutschland entsteht derzeit am IKV in Aachen eine neue vollvernetzte Smart Factory, genannt „Plastics Innovation Center 4.0“. Sie soll 2022 gestartet werden.

Sabine Koll