Spritzgießfertigung der Zukunft mit Künstlicher Intelligenz

In der Smart Factory OWL in Lemgo startet im Juli gemeinsam mit Arburg und Kuka eine datengetriebene Spritzgießfertigung mit Künstlicher Intelligenz.

Rund um das vom BMWi mit 2 Mio. EUR geförderte Künstliche Intelligenz (KI) Reallabor hat sich eine Kooperative aus zehn Partnern gebildet, welche in der Smart Factory OWL in Lemgo gemeinsam eine digitale und nachhaltige Spritzgießfertigung der Zukunft entwickeln. Dies erfolgt innerhalb des Spitzenclusters Intelligente Technische Systeme Ostwestfalen-Lippe (it‘s OWL).

Das Konsortium, an dem unter Arburg, Kuka und der Kunststoffverarbeiter Hadi-Plast beteiligt sind, geht der dabei Frage nach: Wie funktioniert die nachhaltige Produktion von morgen? Dass technische Innovation und Umweltschutz harmonieren können, zeigt das Produkt von Cuna. Das Start-up aus Mettmann stellt Mehrwegbecher aus CO₂-neutralem, biobasiertem Kunststoff her. Auch der von Cuna organisierte Recycling-Kreislauf ist nachhaltig: Hierzu entsteht über den Rückfluss von genutzten Bechern des Poolsystems ein Materialkreislauf, denn die ökologischen Mehrwegbecher kommen vor allem als Pfandsystem in der Gastronomie oder auf Festivals zum Einsatz.

Dieses Produkt hat auch das Fraunhofer IOSB-INA überzeugt, das im Rahmen des seit Anfang 2020 vom BMWi geförderten Projekts „KI Reallabor“ die industrielle Datenwirtschaft erforscht und umsetzt. In diesem Kontext suchte das Forschungsinstitut aus Lemgo Produktionspartner für den Aufbau einer Realproduktion in der Smart Factory OWL, einer gemeinsamen Initiative des Fraunhofer IOSB-INA und der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe. Grund der Suche nach einer realen Produktion war einerseits, datengetriebene Anwendungsfälle gemeinsam mit der Plattform „Industrie 4.0“ umzusetzen, andererseits, KI-Lösungsanbietern reale Industriedaten offen für die Forschung und Entwicklung industrieller, datenbasierter Lösungen zugänglich zu machen. Die Realproduktion wird auch für Besucher der Smart Factory OWL zugänglich sein.

Welches Potenzial Künstliche Intelligenz in der Kunststoffverarbeitung hat, haben Professor Martin Bastian und Professor Christian Bonten kürzlich gegenüber der K-ZEITUNG erläutert:

Der mittelständische Kunststoffverarbeiter Hadi-Plast mit Sitz in Hövehof wird die Produktionsleitung und den Betrieb der Fertigung in der Smart Factory OWL übernehmen und bringt hierbei Expertise aus jahrelanger Spritzgussfertigung ein. Die Gesamtkonzeption und Integration der Anlagentechnik übernimmt federführend Arburg. Der Spritzgießmaschinenhersteller aus Loßburg wird flankiert von weiteren Industriepartnern wie Kuka sowie den Automatisierungsspezialisten FPT Robotik und Barth Mechanik. Für die individualisierte Beschriftung der Cuna-Becher wird ein Lasersystem von Rea Elektronik zum Einsatz kommen. Digicolor organisiert die Materialversorgung, unter anderem mit Granulattrocknern und Farbsystemen.

„Wir produzieren in Deutschland und aus nachwachsenden Rohstoffen, reduzieren den CO₂-Ausstoß und recyclen selbst. Das sind alles schon jetzt wegweisende Features“, sagt Cuna-Gründer und -Geschäftsführer Rafael Dyll. „Wir wollen nun den nächsten Schritt gehen und freuen uns ungemein auf die Kooperation mit einer weltweit führenden Forschungsorganisation. Beim Fraunhofer-Institut in Lemgo zeigen wir außerdem, dass Deutschland Nachhaltigkeit und Digitalisierung kann. Und zwar im Einklang. Außerdem stehen uns mit Arburg und weiteren Partnern führende Maschinenbauer für die Kunststoffproduktion zur Seite. Diese Konstellation der Zusammenarbeit ist einzigartig für die Erforschung der zukünftigen Biokunststoffproduktion, da bin ich mir sicher."

Kunden können künftig online ihre Bestellung von Cuna-Bechern aufgeben, ihre Produkte individualisieren und live in der Smart Factory OWL die Produktion ihrer Becher verfolgen. Die vollumfänglich digitalisierte und transparente Produktion liefert kontinuierlich Daten für das KI Reallabor. Diese Daten werden Anwendern und Entwicklern von Technologien und Verfahren der künstlichen Intelligenz – beispielsweise dem ebenfalls an der Kooperative beteiligten Simulationsunternehmen Ianus Simulation – zur Verfügung gestellt und zur dauerhaften Optimierung der Produktionsprozesse genutzt.

Das automatisierte Spritzgießen auf Kundenwunsch hat Arburg in der Vergangenheit schon auf mehreren Messen gezeigt.

Mit dieser Infrastruktur wird die Zukunft der industriellen Datenwirtschaft, die die Plattform Industrie 4.0 gemeinsam mit dem Fraunhofer IOSB-INA im Rahmen des KI Reallabors durch Erforschung von Technologien mit offenen Daten, Simulationen und Algorithmen stärken möchte, kollaborativ vorangetrieben.

„Die über die Cuna-Produktion in der Smart Factory OWL außergewöhnlich repräsentative und offene Datenbasis wird für die deutsche Produktion, insbesondere für die Kunststoffindustrie, große Fortschritte bedeuten“, sagt Nissrin Perez aus der Geschäftsstelle der Smart Factory OWL. Sie betreut die Realproduktion vom Fraunhofer IOSB-INA.

sk