Erfolgreiche unternehmens- und branchenübergreifende Entwicklungsprojekte

Über die Grenzen gehen

Thermoplastische Auskleidungen
Ein großer Teil der Innovationen kommt aus mittelständischen Unternehmen. Da deren Entwicklungskapazitäten hinsichtlich Personaleinsatz und Know-how-Breite jedoch häufig begrenzt sind, bewähren sich Kooperationsprojekte mit mehreren Partnern, um Entwicklungen serienreif zu machen. Systematisch ausgebaut wurde das Modell unter dem Dach des Oberösterreichischen Kunststoff Clusters. Zwei Beispiele für erfolgreiche Kooperationen aus dem laufenden Jahr.

Thermoplastische Auskleidungen für Bauwerke und Becken, beispielsweise bei Trinkwasserbehältersanierungen, sind bei Neubauten, aber auch bei Sanierungen gefragt. Bestehende Systeme sind aber häufig mit einem sehr hohen Montageaufwand verbunden. Gemeinsam haben vier Unternehmen des österreichischen Kunststoff-Clusters nach einer einfacheren Systemlösung gesucht – und das System namens Liquisave entwickelt.

Flüssigkeitsbehälter schneller sanieren

Basis des Auskleidungssystems sind mehrere aufeinander abgestimmt, erprobte Systemkomponenten. Eingesetzt werden können Standard-Kunststoffplatten aus PE oder PP. Die notwendige Hinterlüftung, für die Ableitung von Kondenswasser, wurde mit Distanzhaltern so optimiert, dass das System den Hydraulischen Druck aufnimmt, ohne eine übermäßige Verformung oder Überbeanspruchung zuzulassen. Die Distanzhalter werden direkt an den Platten angeschweißt, die Platten bleiben aber rollbar. So sind die auf der Baustelle gut handhabbar. Eine Forderung bei der neuen Entwicklung war, dass ein großer Anteil des Systems in der Montagehalle vorgefertigt werden kann. Das sichert kurze Standzeiten bei Sanierungen. Das neue Produkt ist aber dennoch so flexibel, dass es bei Bauwerken durch Mannlöcher eingebracht werden kann.

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Besonders gelungen ist nach Auskunft der Projektpartner auch die neue Verbindungstechnik mit Hilfe eines Verbindungsprofils. So sei die Schweißnaht kleiner und das spare wertvolle Zeit auf der Baustelle. Für die Leckageüberwachung wird ein elektrisch leitfähiges Kunststoffmaterial in das Profil coextrudiert. Das erleichtert die Schweißnahtprüfung mit Hochspannung. Alternativ zu dieser Verbindungstechnik wurde auch eine Klebevariante für Sonderfälle erarbeitet.

Projektpartner waren die Unternehmen Florever Europe, Edlmair Kunststofftechnik, IAT und Zitta Kunststoffwerk.

Kleben statt Schweißen

Ebenfalls in den Bereich Behälterbau lief ein 18-monatiges Kooperationsprojekt des Kunststoff-Clusters zur Entwicklung einer Klebetechnik für Behälter aus Edelstahl. Eine besondere Herausforderung ist die hohe mechanische und chemische Beanspruchung der geklebten Bauteile. Der geklebte Prototyp eines Prozesswassertanks ist mittlerweile vorhanden.

Das Kleben von Metallen ist zwar Stand der Technik, jedoch nicht für Anwendungen, bei denen intensive chemische (sauer-basisch) und mechanische (Vibrationen) Beanspruchungen auftreten. Kleben statt Schweißen soll einerseits die Kosten in der Fertigung verringern, aber auch die Qualität der Bauteile durch weniger Verzug, wie er beim Schweißen oft auftritt, verbessert werden.

Um die bisherige Schweißtechnik durch Klebetechnik ersetzen zu können, waren an bestehenden Prozesswassertanks konstruktive Änderungen erforderlich. In Tests wurde die Güte der Klebungen untersucht. Die ersten Tests zeigten, dass 1-Komponenten-Klebstoffe die Anforderungen nicht erfüllen. Im Projekt wurde ein 2K-Hybridsystem auf Basis von Silikon entwickelt. Die Eigenschaften dieses Klebstoffsystems erfüllten laut Projektpartner alle wichtigen Anforderungen. Dazu gehört eine Aushärtezeit bis zur weiteren Verarbeitung von etwa 20 bis 30 Minuten, eine stahlähnliche Farbe, Temperaturbeständigkeit bis rund 150 °C und eine geeignete Viskosität.

Besonderes Augenmerk wurde bei der Klebstoffentwicklung auf die chemische Beständigkeit gelegt. Wie sich in Versuchen zeigte, führen besonders organische Substanzen wie Essigsäure im umgebenden Medium zu einer Veränderung des Klebstoffes – auch bei geringen Konzentrationen. Laborversuche bestätigten die Chemikalienbeständigkeit des entwickelten Klebstoffsystems. Langzeittests unter Betriebsbedingungen laufen im Technikum.

Die Fixierung der Bauteile für die Wassertanks war im Gegensatz zum bisherigen Schweißen eine Herausforderung. Die Prozessabläufe waren neu festzulegen. Die Stoß-auf-Stoß Verklebung der Blechteile mit Hilfe von Winkeln erwies sich als geeignet, um die mechanischen Kräfte des Wassertanks aufzunehmen. Ein Fixieren der Blechteile mit Schweißpunkten war jedoch notwendig, um den Bauteil für das Kleben in Position zu halten. DieAnbringung der Schweißpunkte – im Vergleich zur durchgehenden Verschweißung der Teile – ist jedoch ein erheblicher Fortschritt, da das aufwändige Nachbehandeln der Schweißnähte entfällt.

Mit dem zuletzt gefertigten Prototypen, einen Kalibriertisch, erzielte die Gruppe die besten Ergebnisse. Dieser Tank wurde bislang geschweißt. Mit dem Klebstoff wurden nun großflächige Blecheinbauten, aber auch Scharniere und stirnseitige Abschlüsse, erfolgreich geklebt. Neben diesem Tank sind weitere Anwendungen in Vorbereitung, die mit dem serienreifen Klebesystem realisiert werden sollen. Zusätzlich geplante Schraubverbindungen bei Tanks dienen der Fixierung der Bauteile bei der Fertigung, könnten aber alleine nicht für die mechanische Stabilität und Dichtheit sorgen.

Die Arbeitsabläufe bei der Fertigung der Tanks durch Schweißen sind nicht unmittelbar übertragbar auf die Klebe-Fertigung. Im Gegensatz zum Schweißen muss beim Kleben beispielsweise zwischen einzelnen Fertigungsschritten das Aushärten des Klebstoffs abgewartet werden. Weitere Möglichkeiten für eine Optimierung wurden hier aber klar erkannt. Als Produkt mit dem größten Potenzial für die neue Fertigung identifizierte die Projektgruppe den oben angeführten Kalibriertisch. Nun wird weiter daran gearbeitet. Die Chancen stehen gut, eine signifikante Reduktion der Fertigungskosten zu realisieren und mit dem innovativen Klebesystem gefertigte Produkte marktreif anbieten zu können.

Das beschriebene Projekt ist ein gutes Beispiel für die Chancen, die sich übergreifenden Aktivitäten ergeben: Sowohl branchenübergreifende (Kunststoff-Metall) wie unternehmensübergreifende Zusammenarbeit kann den Beteiligten interessante Perspektiven und Marktchancen eröffnen. Beteiligt am Projekt waren die Unternehmen PS-Eco Technology, Econ in Weißkirchen und Ramsauer aus Aigen-Voglhub.

Beteiligt am Projekt waren die Unternehmen PS-Eco Technology, Econ in Weißkirchen und Ramsauer aus Aigen-Voglhub.

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