Digitalisierungsschub für thermoplastische Faserverbunde

Die Neue Materialien Fürth GmbH weitet ihre Digitalisierungsstrategie auf den Bereich der thermoplastischen Faserverbunde aus und integriert die Visualisierungs- und Analyseplattform Grafana® im Bereich der CCM-Technologie zur Echtzeit-Datenanalyse auf Basis einer geschlossenen Serverplattform.

Eine Person bedient ein Bedienfeld vor einer großen Industriemaschine mit der Aufschrift Neue Materialien Fürth EMMA. Ein Bildschirm auf der rechten Seite zeigt Datengrafiken an, und der Bereich ist sauber und gut beleuchtet.
Um die Herstellung endlosfaserverstärkter thermoplastischer Halbzeuge mittels CCM-Technologie (Continuous Compression Moulding) nachhaltig zu optimieren, wurde im Fachbereich Kunststofftechnik die digitale Maschinenvernetzung ausgebaut und so der Grundstein für eine 100%-qualitätsgesteuerte Produktion gelegt.

Thermoplastische Faserverbunde – Leichtbaupotenzial mit Zukunft

Das enorme Leichtbaupotenzial thermoplastischer Faserverbunde zeigt sich erneut in verschiedenen innovativen Anwendungen in unterschiedlichsten Branchen. Um diese Materialien wirtschaftlich, energieeffizient und mit gleichbleibend hoher Qualität produzieren zu können, sind robuste und automatisierte Fertigungsprozesse unerlässlich. Dank jahrelanger Expertise und eines hochmodernen Maschinenparks gehört die Neue Materialien Fürth GmbH im Bereich der CCM-Technologie zu den führenden Forschungseinrichtungen weltweit. Besonders hervorzuheben sind die beiden Intervall-Heißpressen mit 25-Zoll und 50-Zoll Fertigungsbreite, die durch Schmelze-Direkt-Verarbeitung und lokale Druckadaption ein extrem breites Einsatzspektrum für vielseitige Forschungs- und Entwicklungsaufgaben bieten (vgl. Abbildung 1).

Digitalisierung emma
Abbildung 1: 25-Zoll CCM-Anlage mit Schmelze-Direkt-Plastifizierung (links) und 50-Zoll CCM-Anlage mit lokalem Druckadaptionssystem (rechts) zur Entwicklung und Herstellung thermoplastischer Laminate

Digitale Vernetzung für höchste Prozesssicherheit

Ein zentrales Element des NMF-Digitalisierungsschubs ist die digitale Vernetzung aller Produktionsanlagen. Über eine standardisierte OPC-UA-Schnittstelle kommunizieren alle Anlagen direkt mit einer sehr leistungsfähigen, in sich geschlossenen NMF-Serverplattform. Dadurch können Prozessdaten in Echtzeit datenschutzkonform gesammelt, ausgewertet und unmittelbar in den laufenden Produktionsprozess zurückgespielt werden – ein wesentlicher Baustein für Prozessstabilität und Reproduzierbarkeit. In enger Zusammenarbeit mit unseren Entwicklungspartnern wurde außerdem die flexible Visualisierungs- und Analyseplattform Grafana® integriert, mit welcher sich qualitätsrelevante Prozessparameter wie Hydraulikdrücke, Presstemperaturen und/oder Produktionsgeschwindigkeiten ebenso in Echtzeit unabhängig der Maschinensteuerung gezielt visualisieren lassen. Ein 86-Zoll Monitor ermöglicht zeitgleich zur Produktion sowohl die Live-Anzeige des Dashboards mit statistischer Auswertung zur Trenderkennung, als auch die Projektion der Maschinensteuerung zur Prozesseinstellung (vgl. Abbildung 2).

Digitalisierungskonzept 50 Zoll
Abbildung 2: Digitalisierungskonzept der 50-Zoll Pilotanlage „EMMA“ (links) und Echtzeit-Datenschnittstelle mit geschlossener NMF-Serverplattform und Grafana® Visualisierungsplattform

Ausblick: Vollautomatische Prozessberichtserstellung

Der nächste große Schritt steht bereits in den Startlöchern: die automatisierte Generierung individueller Prozessberichte sowie die kontinuierliche 100%-Qualitätserfassung mittels digitaler Dickenmessung und Bilddokumentation für jeden produzierten Laminatmeter. Dies schafft eine lückenlose Dokumentation, stärkt die Qualitätssicherung und ermöglicht eine neue Form der digitalen Nachverfolgbarkeit. Zukünftig setzt die NMF ihre digitale Entwicklungsstrategie fort und schafft die Grundlagen für eine noch effizientere und datengetriebene Produktionsregelung in der Kunststofftechnik (vgl. Abbildung 3).

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Abbildung 3: Echtzeit-Datenauswertung der lokalen CCM-Druckverteilung via Analyseplattform Grafana®

Ansprechpartner:
M.Eng. Christoph Pemsel
Neue Materialien Fürth GmbH
Dr.-Mack-Straße 81
90762 Fürth
kunststoffe@nmfgmbh.de

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