IKV auf der K 2025 Künstliche Intelligenz für die Kunststoffindustrie

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Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der Rheinisch-Westf. TH Aachen

Wilhelm Büchner Hochschule - Träger: Hochschule für Berufstätige Darmstadt GmbH

HSB Normalien GmbH

K-Profile AG Innovationen in Kunststoff

Auf der K 2025 stellt das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) verschiedene Forschungsarbeiten vor. Dazu gehören KI-Methoden aber auch Methoden zur Qualitäts- und Produktionsverbesserung.

Digitalisierung und KI-Methoden bieten konkrete Lösungsansätze, um den zahlreichen Herausforderungen der Branche zukunftssicher zu begegnen. Mit seiner Expertise auf diesem Gebiet hat das IKV die Initiative KI4KI –Künstliche Intelligenz für die Kunststoffindustrie gestartet. Es will damit die systematische Nutzung von KI-Methoden entlang des gesamten Kunststoffproduktlebenszyklus fördern, indem es Unternehmen aus der Kunststoff- und Digitalwirtschaft für die praxisnahe Implementierung digitaler und KI-gestützter Lösungen vernetzt. 

Brancheninterview auf dem Weg zur K 2025

“KI bringt im Kunststoffrecycling großen Nutzen”

Unternehmen gewinnen durch ihre Teilnahme die Kompetenz, Potenziale der Digitalisierung und Künstlichen Intelligenz (KI) zu erkennen, systematisch zu bewerten und gezielt für ihre Produktentwicklungs- und Produktionsprozesse nutzbar zu machen, um sich nachhaltige Wettbewerbsvorteile zu erschließen. 

KI4KI bietet Workshops und Expertentalks, praxisnahe Technologiedemonstrationen, bilaterale Beratung für KI-Strategien und eine digitale Wissensplattform und Community und umfasst als systematischer Prozess die vier Phasen:

1. Analysieren: Status- und Potenzialanalyse auf Basis anonymer Interviews
2. Verstehen: Vermittlung praxisnahen Grundlagenwissens zu KI in der Kunststoffverarbeitung
3. Ermöglichen: Entwicklung der Kompetenzen zur Identifikation und Priorisierung konkreter Anwendungsfelder
4. Anwenden: Erarbeitung individueller Umsetzungsstrategien und Überführung von KI-Anwendungen in die betriebliche Praxis

Für wen ist das Projekt wichtig

Angesprochen sind alle Akteure entlang des Kunststoffproduktlebenszyklus: Materialhersteller, Maschinenbauer, Software-Entwickler, Produktdesigner, Kunststoffverarbeiter, Prüflabore, Messtechnikhersteller, IT- und Digitalisierungspartner sowie Rohstofflieferanten-

Einspritzen – leicht gemacht!

Wie das Einstellen eines geeigneten Einspritzprofils vereinfacht wird

Die Themen des Projekts

Ein besonderer Fokus liegt auf der KI-gestützten Optimierung des Produktentwicklungsprozesses, zum Beispiel durch virtuelle Auslegung, simulationsbasierte Methoden und datengetriebene Erweiterungen. Ein weiterer wichtiger Themenblock sind Effizienzsteigerung und Qualitätsverbesserung in der Produktion, unter anderem durch prädiktive Wartung, automatisierte Qualitätsüberwachung oder datenbasiertes Prozessmonitoring. Bei der Produktion der Handballenablage (Foam2Cycle) auf dem Messestand zeigt das IKV eine praktische Umsetzung dazu. Ergänzend beschäftigt sich KI4KI mit Querschnittsthemen wie Datenmanagement, regulatorischen Anforderungen, Datensouveränität und ethischen Aspekten und unterstützt damit auch die strategische Positionierung der beteiligten Unternehmen im digitalen Transformationsprozess.

"Detect before Defect" ebenfalls Teil der Messepräsentation

Zur Qualitäts- und Produktivitätsverbesserung in der Flachfolienextrusion hat das IKV ein optisches Inspektionssystem entwickelt, mit dem sich die Belagsbildung auf den Kalanderwalzen im laufenden Prozess verfolgen und bewerten lässt. Die frühzeitige Detektion der Belagsbildung ist entscheidend, weil Ablagerungen auf der Walze eine Minderung der Folienqualität verursachen, die bis zum Produktionsabbruch führen kann. Insbesondere bei der Verarbeitung von Rezyklaten lässt sich die Belagsbildung aufgrund der Chargenschwankungen nicht voraussagen. Ohne Überwachung werden kritische Werte erst erkannt, wenn bereits Ausschuss produziert wird und die Produktion zur Reinigung der Walze unterbrochen werden muss.

Wie und wo lässt sich das Inspektionssystem integrieren?

Das am IKV entwickelte Inspektionssystem kann einfach und kostengünstig in bestehende Anlagen integriert werden. Außerdem ist die Kopplung mit einem automatischen Walzenreinigungssystem möglich, das bei einer kritischen Belagsmenge ausgelöst wird. Grundlage des Inspektionssystems ist die optische Erfassung von Glanzveränderungen auf der Walzenoberfläche, die durch die Ablagerungen hervorgerufen werden. Über ein in die Anlage integriertes Kamerasystem wird für jede Walzenumdrehung ein Abbild der Walzenoberfläche erzeugt. Ein Bildverarbeitungsalgorithmus quantifiziert dann die Belagsbildung anhand der Grauwerte der Aufnahme, sodass die Belagsbildung über die Extrusionslänge verfolgt werden kann.

Effizienzsteigerung beim Spritzgießen

Kistler präsentiert kostensparende Lösungen auf der K

Insbesondere KMUs, die häufig auf einfache und robuste Produktionsprozesse angewiesen sind, erhalten mit dem Inspektionssystem erstmals eine praxistaugliche Möglichkeit, kritischen Walzenbelag rechtzeitig zu erkennen und darauf zu reagieren, bevor Ausschuss produziert wird und es zu Anlagenstillständen kommt. Dem IKV steht mit dem System nun ein Prüfstand zur Verfügung, um die Interaktionen zwischen Kunststoffen und Walzenoberflächen mit geringem Materialeinsatz systematisch zu erforschen und daraus Handlungsempfehlungen für die industrielle Produktion abzuleiten.

Inspektion wird live demonstriert

Für die Präsentation auf dem Messestand wird der Folienextrusionsprozess durch eine rotierende Kühlwalze nachgestellt, die mit dem Inspektionssystem ausgestattet ist. Die Walze ist zur Demonstration abschnittsweise mit verschiedenen Belägen präpariert. Wie im realen Prozess erstellt die integrierte Kamera immer neue Abbilder der Walzenoberfläche aus denen der Bildverarbeitungsalgorithmus anhand der Graustufen eine Live-Bewertung der Beläge erstellt.
Quelle: IKV

K 2025: Halle 14/Stand C16