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Produktionsforschung und digitale Transformation.

Für die Analyse der Prozesse werden verschiedene Datenplattenformen von den nationalen und internationalen Forschungs- und Firmenpartnern genutzt. Die Kunststoffverarbeitungsmaschinen und Anlagen sind mit intelligenten Robotsystemen und Peripheriegeräten ausgerüstet. Die Kommunikation erfolgt über neueste herstellerunabhängige und standardisierte Informationsmodelle (OPC-UA – Open Platform Communication Unified Architecture). Zur Vertiefung des Prozesswissens liefern Sensoren in Echtzeit mittels Edge Computing Informationen für die Analyse und den Abgleich mit digitalen Zwillingen (Digital Twins) und Prozesssimulationen.

Weiters werden diese Daten für die Entwicklung von Algorithmen für selbstlernende Maschinen oder Assistenzsysteme für komplexe Verfahrensprozesse mittels Methoden wie Transfer Learning oder dem Einsatz neuronaler Netzwerke genutzt. Einzelne Anlagen sind als Zwischenglied auch mit einem Manufacturing Execution System (MES) für die Maschinen- und Betriebsdatenerfassung zur Steuerung, Lenkung und Kontrolle der Produktion verbunden. Die Datendurchgängigkeit von der Bauteil- und Werkzeugkonstruktion (CAD), über die Prozesssimulation (CAE) und dem Einsatz virtueller Maschinen bzw. digitaler Zwillinge bis hin zur Programmierung von Robotern und der Einstellung von Verarbeitungsmaschinen wird mit dem Einsatz von Product-Lifecycle-Management (PLM) optimiert.

Linz Institute of Technology

LIT Factory

Adresse

Johannes Kepler Universität Linz
Altenberger Straße 69
4040 Linz

Smarte Prozesse

In der LIT-Factory wird der komplette Produktlebenszyklus von endlosfaserverstärkten thermoplastischen Compositebauteilen aus Sicht der Kunststoffverarbeitung dargestellt.

Dies beginnt mit smarten Lösungen für das gesamte Rohstoffhandling von thermoplastischen Kunststoffen und Endlosfasern (Glas-, Carbon-, Naturfasern, etc.). Dabei wird unter anderem geprüft, ob das geforderte Rohmaterial zur Verfügung steht und wie dieses vorbehandelt (z.B. getrocknet) werden muss. Durch intelligente Fördersystem wird dann sichergestellt, dass die Verabeitungsmaschinen zum idealen Zeitpunkt das richtige Material erhalten.

In der Smart Extrusion Halle werden aus den Rohstoffen unidirektional faserverstärkte Tapes hergestellt. Die Forschungsthemen auf dieser Anlage umfassen die Optimierung des Fertigungsprozesses hinsichtlich Energieeffizienz und Tapequalität, sowie die In-Line Inspektion des Endproduktes um fehlerhafte Produkte frühzeitig aus dem Prozess auszuscheiden.

Auf Basis dieser Tapes produziert in der Smart Injection Halle eine Fertigungsanlage mit mehreren Robotern auf Basis dieser Tapes carbonfaserverstärkte thermoplastische Leichtbauteile. Auf dieser Anlage werden Grundlagenentwicklungen für die Fertigung endlosfaserverstärkte Composite-Bauteile mit maßgeschneidertem Eigenschaftsprofil für energiesparende Anwendungen in der Automobil- und Flugzeugindustrie vorangetrieben. Damit können z.B. Leichtbauteile für selbstfliegende Luftfahrzeuge mit E-Antrieb für die Urban Air Mobility produziert werden.

Sobald diese Leichtbauteile das Ende ihres Produktlebenszyklus erreicht haben, ist es erforderlich, die wertvollen Rohstoffen daraus zu extrahieren. Wachsender weltweiter Bedarf und immer strengere Abfallgesetze erfordern im Sinne einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft ein effizientes, technologisch ausgereiftes Recycling von Wertstoffen im Besonderen von Kunststoffen. Zur Lösung dieser Aufgaben ist das Expertenwissen von Absolventinnen und Absolventen der JKU und der gesamten Kunststofftechnik erforderlich. Dazu werden in der Smart Recycling Halle auf einer neuartigen Anlage für Kunststoff-Recycling Grundlagenentwicklungen unter anderem zur Verbesserung der Entgasungswirkung unter Nutzung modellbasierter Ansätze durchgeführt.