K-Industrie in Mitteldeutschland

Kunststoffe als Träger der „Regionalen Innovationsstrategie“

Die gesamte Wertschöpfungskette in einer Region abbilden. Sachsen-Anhalt hat als Standort der Kunststoffproduktion eine lange Tradition, vor allem im „Chemiedreieck Leuna-Buna-Bitterfeld“. Aus diesen Wurzeln wurde in den vergangenen 25 Jahren ein hochmodernes Zentrum der Kunststoffbranche aufgebaut mit Ansiedlungen vom Mittelständler bis zum internationalen Konzern. Das nahezu die gesamte Wertschöpfungskette abbildet. Dieser Trend wird mit staatlicher Unterstützung, beispielsweise über die in Magdeburg ansässige Investitions- und Marketinggesellschaft Sachsen-Anhalt (IMG), konsequent fortgeführt.

Sachsen-Anhalt hat in seiner „Regionalen Innovationsstrategie“ das Ziel formuliert bis 2020 in einigen wenigen Spezialbereichen – dazu zählt die Kunststoffindustrie – zu den Innovationsführern in Europa aufzusteigen.

Sachsen-Anhalt hat in seiner „Regionalen Innovationsstrategie“ das Ziel formuliert bis 2020 in einigen wenigen Spezialbereichen der Leitmärkte zu den Innovationsführern in Europa aufsteigen zu wollen. Der Kunststoffbereich gehört dazu und die Voraussetzungen sind gut. Sachsen-Anhalts Stärken laut einer nach einer SWOT-Analyse sind vor allem:

  • Dichte Forschungslandschaft mit 15 Forschungsinstituten
  • Chemieverbundstruktur fördert Kaskadennutzung und Kuppelproduktion zur optimalen Wertschöpfung
  • Wertschöpfungskette zwischen chemischer Industrie und mitteldeutscher Kunststoffverarbeitung

enge Verflechtung zwischen Kunststoffverarbeitung und anderer Branchen

Dazu kommt eine intensive staatliche Unterstützung, um ansiedlungswilligen Unternehmen optimale Rahmenbedingungen zu schaffen. Neben Flächen aller Größenordnungen in der verkehrstechnisch sehr gut erschlossenen Region gehören dazu verschiedene Unterstützungsmaßnahmen bei Finanzierungen sowie der Suche nach qualifiziertem Personal bzw. der Fachkräftequalifizierung.

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Offensichtlich funktioniert dieses Konzept weiterhin. Speziell aus der Kunststoffbranche sind laut IMG überdurchschnittlich viele Anfragen und laufende Projekte zu verzeichnen. Innovativen Unternehmen nutzen die Region und ihre Angebote, erfolgreich im Markt zu agieren.

Drastische Gewichts- und Kosteneinsparungen sind mit den in einem Schritt produzierten Wabenkernen für Sandwichplatten zu erzielen. (www.thermhex.de)

Wabenzellen effizienter produzieren
In nur einem Schritt und innerhalb eins kontinuierlichen Prozesses fertigt das Unternehmen Thermhex in Halle an der Saale Kunststoffwabenkerne für Leichtbauplatten und -bauteile. Bisher waren für die Herstellung dieser Wabenelemente mehrere Schritte erforderlich. In dem international patentierten Thermhex-Verfahren wird eine Folienbahn aus Polypropylen extrudiert und direkt mit einer Vakuumwalze kontinuierlich thermisch verformt und sofort aufgefaltet. Dieser Prozess ermöglicht die Produktion von Wabenkernen zwischen 3 und 30 Millimeter Dicke und individuellen Längen bis 6 Meter mit einer Geschwindigkeit bis 10 Metern pro Minute.

Alle bei der Produktion anfallenden Reste werden sofort und vollständig wieder dem Produktionskreislauf zugeführt. Der Rohstoff Polypropylen wird aus dem nahegelegenen Chemiestandort Leuna bezogen, so dass der logistische Aufwand minimal ist.

Die Kunden verarbeiten die Wabenkerne je nach Anwendung und Anforderung mit entsprechenden Oberflächen zu Sandwichplatten. Von Aluminium oder Stahl über Holz, Acryl, Textil bis zu Karbonfasern – eine spezielle Vliesstoffoberfläche der Wabenkerne stellt sicher, dass alle Arten von Deckschichten halten. Die Einsatzmöglichkeiten sind breit gefächert: Verkleidungen für Lkw und Busse, Wände für Fertigbäder, verschiedenste Faserverbundbauteile sowie Interieur- und Strukturbauteile für Fahrzeuge oder Yachten. Selbst komplex geformte Bauteile wie Gondelverkleidungen von Windkraftanlagen sind möglich. Auf Grund der sehr dünnen Wabenkerne ab 3,5 Millimeter können auch dünne Faserverbundplatten und -bauteile durch Sandwichplatten ersetzt werden. Dies ermöglicht nach Unternehmensangaben eine Gewichtsreduktion um bis zu 50

Prozent gegenüber konventionellen homogenen Faserverbundplatten gleicher Steifigkeit und Belastbarkeit. In der automatisierten Fertigung ist auch die Qualitätsüberwachung automatisiert und lückenlos.

Thermhex-Geschäftsführer Jochen Pflug, Ingenieur für Luft- und Raumfahrttechnik, ist auch Geschäftsführer des belgischen Unternehmens Econcore, das sich ausschließlich mit Forschung und Entwicklung im Leichtbau beschäftigt. Thermex ist eine hundertprozentige Tochter des belgischen Unternehmens.

Da Faserverbundmaterialien und Leichtbau Schlüsseltechnologien in Sachsen-Anhalt sind, hat das Bundesland die Unternehmensansiedlung am Standort in Halle mit 50 Prozent der 1,4 Millionen Euro Investitionssumme gefördert. Auf rund 4000 Quadratmetern soll demnächst die zweite Produktionsanlage entstehen.

Für die Entwicklung der automatisierten Produktion der leichten, widerstandsfähigen und vergleichsweise preiswerten Wabenkernen wurde das Unternehmen 2014 mit dem Hugo-Junkers-Preis des Landes Sachsen-Anhalt ausgezeichnet. Hugo Junkers selbst hatte die Sandwichbauweise mit Wabenkern für seine Flugzeuge entwickelt und patentiert.

Dass sich das Unternehmen ausgerechnet in Halle an der Saale in Sachsen-Anhalt niedergelassen hat, ist kein Zufall. Im Jahr 1901 entwickelte die Papierwarenfabrik Heilbrun und Pinner das patentierte Verfahren für expandierende Papierwaben. Und so kehrt die Idee, die damals nur für dekorative Papierwaren gedacht war, auch an ihren Geburtsort zurück. Nur eben weiterentwickelt an die Anforderungen des modernen Leichtbaus.

Rund 20 Kilogramm Gewichtsersparnis pro Feder am Sprinter, Korrosionsfreiheit und erhöhte Sicherheit. Varianten für schwere Lkw sind in der Entwicklung. (www.ifc-composite.de)

Composites am Lkw in tragender Rolle
Sie wollen die schweren Jungs als Kunden gewinnen, oder, wie der Chef sagt: „Die knacken wir.“ Gemeint sind Lkw und deren Blattfedern aus Stahl. Denn das Unternehmen IFC Composite entwickelt am Standort Haldensleben für eine neue Lkw-Generation eine Blattfeder, die aus dutzenden Glasfaserschichten besteht, getränkt in einem Harz: Ein „Fliegengewicht“ soll den Schwergewichten Sicherheit und Komfort beibringen.

Neben leichteren Aufbauten rücken nun verstärkt komplexe technische Bauteile auch beim Lkw in den Fokus der Konstrukteure, um weiter Gewichtseinsparungen zu erzielen. Schließlich bedeutet jedes eingesparte Kilogramm am Fahrzeug einen geringen Treibstoffverbrauch oder die Möglichkeit erhöhter Zuladung ohne Mehrkosten. Das dürfte im hart umkämpften Speditionsgewerbe ein wichtiges Argument sein. Mit der Blattfeder aus Kunststoff hat sich IFC einer besonders anspruchsvollen Baugruppe gewidmet: Von ihr hängt nicht nur der Komfort, sondern ganz maßgeblich die Sicherheit des Fahrzeugs ab.

Bereits 1,5 Millionen Mercedes-Benz-Sprinter fahren, so die Unternehmensauskunft, mit Blattfedern aus Sachsen-Anhalt. Dabei habe es bis heute nicht eine einzige Reklamation gegeben. Die Feder ist etwa 20 Kilogramm leichter als ihr Vorgänger aus Stahl, das entspricht 80 Prozent Gewichtseinsparung. Die Gewichtseinsparung wirkt sich auch auf die Montagefreundlichkeit aus, das gilt ebenso wie für den geringeren Komplexitätsgrad der Kunststofffedern gegenüber der Stahlvariante: Statt Federn mit fünf Blättern wird nur eine benötigt, aus einem Sitz mit 80 Bauteilen wurden nur noch 14. Hinzu kommt als großer Vorteil, die Bruchsicherheit: Sollte das Material beschädigt werden, zerfasert nur die oberste Schicht. So kann man das Bauteil schon frühzeitig auswechseln. Stahl bricht typischerweise komplett. In kalten Regionen werde Stahl zudem spröde, glasfaserverstärkter Kunststoff nicht.

Die glas- und carbonfaserverstärkten Bauteile, dazu gehören beispielsweise auch Wellen, Stabilisatoren oder Kupplungsgelenkscheiben für Windräder, produzieren die Mitarbeiter der IFC überwiegend auf automatischen Anlagen. Bei sehr kleinen Stückzahlen oder Bauteilen für Tests fertigt man auch in Handarbeit.

Die Innovationen bescheren der IFC beeindruckende Wachstumsraten. Das im Jahr 2005 gegründete Unternehmen will den im Jahr 2013 erzielten Umsatz von etwa 5 Millionen Euro bis 2018 vervierfachen. Es gebe keine Standort-Debatte, versichert die Geschäftsleitung. Man sei in einer Region Sachsen-Anhalts angesiedelt, in der die Menschen „richtig was können“.

Thomas Köck, Geschäftsführer des Pulvermetallurgischen Kompetenz-Centrums Thale unterstützt Jürgen Deinert und Nicole Mahnke (v.l.) von der Seco Thale bei der Entwicklung neuer Recyclingtechnologien. (www.pmc-thale.de, www.seco-thale.de)

Abfall zu Regranulaten
So innovativ auch die Entwickler und Hersteller von Kunststoffbauteilen und -baugruppen in Sachsen-Anhalt sind – irgendwann erreichen die Produkte das Ende ihres Lebenszyklus. Zudem fällt in jeder Produktion ein mehr oder weniger hoher Anteil an Ausschuss an. Und auch hier sind innovative Ideen gefragt, um hochwertige Folgenutzungen zu ermöglichen. Der Harz ist nicht auf den ersten Blick als Zentrum moderner Recyclingtechnologien zu identifizieren. Trotzdem sitzen hier mit dem Pulvermetallurgischen Kompetenz-Centrum Thale (PMC) und dem Unternehmen Seco Thale zwei Innovationsträger zum Thema Recyceln von Kunststoff ohne Qualitätsverlust.

Monatlich zwei bis drei Container Kunststoffabfall bringt allein der Autohersteller Volkswagen nach Thale zum Pulvermetallurgischen Kompetenz-Centrum. Hier sind verschiedene junge Unternehmen unter einem Dach untergebracht, die die Räume und die moderne Infrastruktur der Einrichtung sowie verschiedene Beratungsangebote nutzen. Das Unternehmen Volkswagen ist einer der Partner bei Entwicklung der Aufbereitungstechnologie. In der „Experimentellen Fabrik“ des PMC werden Ideen in industrielle Verfahren überführt. In diesem Fall führen die zu einer Vielzahl von Säcken mit hochwertigem Mahlgut aus den Kunststoffabfällen. Das Besondere: Es kann ohne jeden Qualitätsverlust in neuen Kunststoffprodukten wieder verwertet werden.

Ein Team rund um den Erfinder Jörg Beckmann hatte am PMC neue Verarbeitungsverfahren entwickelt, mit denen es erstmals möglich ist, aufbereitete Kunststoffabfälle zu beinahe 100 Prozent neuen Frischmischungen beizufügen. 2015 wurde die inzwischen patentierte Erfindung mit dem Hugo Junkers Preis für Forschung und Innovation aus Sachsen-Anhalt ausgezeichnet. Involviert in das Projekt sind Nicole Mahnke und Jürgen Deinert. Die Chemie-Laborantin und der Chemie-Ingenieur gehören zur kürzlich gegründeten Seco Thale. Das Startup nutzt Labor, Produktionshalle und Büroräume im PMC. Die Versuche gehen inzwischen über den Labormaßstab hinaus, die eigens entwickelte Verarbeitungsstrecke in der „Experimentellen Fabrik“ dient als Technikum, um Prozesse und Endprodukte zu optimieren.

Das Herzstück der Erfindung, so Deinert, sei das Trennverfahren. Ob Armaturentafel, Einfassungen und Belüftungslamellen – es sind immer unterschiedliche Kunststoffe verarbeitet. Mit den neuen Technologien lassen sich Polypropylen, Polyurethan und Polyvinylchlorid voneinander trennen. Im Labor werden Messungen an Probestücken durchgeführt. Die erfolgreiche Einführung neuer Prüf- und Messsysteme war ebenfalls ein Resultat zurückliegender Forschung.

Der Chef des Kompetenz-Centrums hat derweil ein nächstes mittelfristiges Forschungsziel im Blick: Das Recycling kontaminierter Kunststoffabfälle – selbstredend ohne Verlust an Qualität – wird wieder einige intensive Entwicklungsjahre erfordern.

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