Innovationsfelder: Möchten Sie innovative Anwendungen mit Kunststoff entwickeln?

Zusammen mit den Schweizer Forschungsinstituten haben wir die folgenden Innovationsfelder als die Bereiche identifiziert, die in den kommenden Jahren am meisten Potential für Innovation bieten.

Folgen Sie interessanten Innovationsfeldern und erhalten Sie jede Woche «Neuigkeiten aus Ihren Innovationsfeldern», Ihren persönlichen Newsletter mit reale Anwendungsbeispielen, so genannte Showcases. Diese dienen als Inspiration für Ihre eigenen innovativen Anwendungen.


Additive Manufacturing

Additive Manufacturing / 3D-Druck steht für eine Reihe von Technologien, welche Bauteile Schicht für Schicht direkt ab digitalen 3D-Modellen herstellen. Die Technologien haben zwei fundamentale Unterschiede zur traditionellen Fertigung. Zum ersten haben sie keine Skaleneffekte, d.h. die Stückkosten sind nicht von der Stückzahl abhängig und es können kleine Stückzahlen bis hin zum Unikat produziert werden. Zum zweiten ist die Geometrie kaum beschränkt und es können viel komplexere Bauteile als je zuvor realisiert werden.


Bigdata

Als Teilaspekt der Industrie 4.0 und Internet of Things, bezieht sich Bigdata auf das Generieren, Sammeln und Auswerten von Informationen (Daten) zum Zweck einer späteren Verwendung zur Optimierung von Produkten und Prozessen.


Bio-Kunststoffe

Bio-Kunststoffe sind Werkstoffe, deren Moleküle bei pflanzlichen Rohstoffen (nachwachsend) gewonnen werden und dann zu einem Polymer verarbeitet werden. Bio-Kunststoffe sind aber auch polymere Werkstoffe, die - unabhängig von ihrer Ausgangsbasis - biologisch (industriell) abbaubar sind.


Effizienz

Effizienz umfasst die gesamte Produktionseinrichtung in der Kunststoffverarbeitung mit einer gezielten Optimierung der Abläufe sowie der Anlagen hinsichtlich minimalen Ressourcenverbrauchs (elektrische Energie, Wasser, Luft etc.)


Faserverbundtechnologie

Ein Faserverbundwerkstoff besteht aus einer (meist) polymeren Basis und einer eingebetteten Faser. Diese Fasern können aus verschiedenen Materialien sein, wie beispielsweise Glas, Kohle, Metall, Holz. Je nach Fasernart werden unterschiedliche Bezeichnungen verwendet: Bei Kohle wird von Kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen oder Carbon Composites und bei Glas von Glasfaserverstärkten Kunststoffen.


Funktionsintegration

Funktionsintegration hat zum Zweck, möglichst viele Funktionen in einem Kunststoff-Bauteil zu integrieren (z.B. Schnapphacken, Gewinde, dünne flexible Deckschichten, Licht(-leitende) Elemente usw.). Um dies zu erreichen, werden verschiedene Mittel (z.B. konstruktive Techniken) und Technologien (z.B. Mehrkomponenten-Technologie) genutzt.


Hybridtechnik

Unter Hybridtechnik wird der Verbund von Kunststoffen mit Metallen bezeichnet. Teilweise werden aber auch andere Materialien als Metalle mit Kunststoff kombiniert. Ziel ist es, die Vorteile der verschiedenen Materialien optimal zu nutzen und/oder Montageschritte zu vermeiden. Hierzu wird beispielsweise das Umspritzen von Einlegeteilen genutzt.


Intelligente Fertigung

Intelligente Fertigung ist ein Teilaspekt der Industrie 4.0 und IoT (Internet of Things). Die Kunststoffverarbeitung soll hierbei durch folgende Elemente verbessert werden: vernetzte Produktionseinrichtungen, autonome Produktion, Echtzeitüberwachung, selbstlernende Produktionssteuerung usw.


Künstliche Intelligenz

Als Teilaspekt der Industrie 4.0 bezieht sich die künstliche Intelligenz auf Prozesse und Geschäftsfelder, die sich selber optimieren. So wird Ressourcen schonend ein optimales und hoch qualitatives Kunststoffprodukt hergestellt.


Leichtbau

Leichtbauweise möchte durch geschickte Konstruktion Gewicht bei Kunststoffteilen einsparen. Hierbei werden verschiedene Ziele verfolgt: Kostenreduktion, Gewichtseinsparung und/oder ansprechenderes Design. Anders als beim Metallersatz geht es nicht darum, Gewichteinsparungen durch den Ersatz von Metallteilen zu realisieren, sondern die Konstruktion dahingehend anzupassen, dass die gleiche Funktion durch leichtere Kunststoffteile realisiert werden kann.


Life Cycle Management

Lebenszyklusbetrachtungen entsprechen einer Philosophie, die ein Produkt ganzheitlich betrachtet. Hierbei werden die Produktion, Distribution, Nutzung und Entsorgung / Wiederverwendung miteinbezogen. Ziel ist es, das Produkt über den gesamten Lebenszyklus zu optimieren und nicht bloss in einem seiner Stadien. So können beispielsweise höhere Produktionskosten gerechtfertigt werden, wenn sich dadurch während der Nutzung des Produkts grössere Einsparungen erzielen lassen.


Mehrkomponenten-Technologie

Mehrkomponenten-Technologie bezeichnet die Verwendung von mehreren polymeren Werkstoffen an einem Bauteil in demselben Werkzeug. Je nach Anzahl verschiedener Materialien werden die Fachbegriffe 2K, 3K etc. verwendet.


Metallersatz

Beim Metallersatz werden metallene Konstruktionen durch Kunststoff ersetzt. Ziele sind u.a. Gewichtsreduktion, Funktionsintegration, Veränderung von Eigenschaften oder Kosteneinsparungen. Um typische Anforderungen an Metallbauteile zu erfüllen, werden für solche Anwendungen meist (Lang-)Faserverstärkte-Kunststoffe eingesetzt.


Mikro-& Nanotechnologie

Mikro- & Nanotechnologien befassen sich mit Körper im Bereich von 0.1 – 1‘000 mm (Mikrotechnologie) und unter 100 Nanometer (Nanotechnologie). Durch die Nutzung dieser Technologien, können die Eigenschaften von Kunststoffteilen grundlegend veränder / verbessert werden.


Oberflächentechnik

Verschiedene Technologien können genutzt werden, um die Charakteristiken von Kunststoff-Oberflächen entscheidend zu verändern. Die Veränderung kann z.B. hinsichtlich thermischer, hydrologischer, tribologischer, Licht emittierender oder mechanischer Eigenschaften erfolgen.


Polymerengineering

Polymerengineering befasst sich mit der Entwicklung von neuen, respektive von veränderten polymeren Werkstoffen. Meist werden Moleküle hinsichtlich einer Eigenschaft verändert. Es kann aber auch mittels Compoundierung  Polymerengineering betrieben werden. Typische Ziele sind einerseits die Verbesserung oder Veränderung von Eigenschaften und andererseits Kosteneinsparungen.


Prozessintegration

Bei der Prozessintegration sollen vor- und nachgelagerte Prozessschritte direkt während der Kunststoffverarbeitung erfolgen. Z.b. können Montageschritte durch ein cleveres Werkzeugkonzept direkt beim Auswerfen aus dem Spritzgusswerkzeug durchgeführt werden, oder durch die Nutzung von Robotern können Schritte automatisiert werden.


Qualität und Leanoperations

Qualität und schlanke (Lean-) Prozesse entsprechen einer Geschäftsphilosophie, die Verschwendungen aller Art reduziert und dabei den höchsten Ansprüchen an die Produkte genügt. Ziel hierbei sind unter anderem die Sicherstellung der Produktqualität, Reduktion von Ausschuss und Kosteneinsparungen.


Recycling

Beim Recycling geht es darum, möglichst Ressourcen schonend ein Produkt am Ende des Lebenszyklus einer Wiederverwendung zuzuführen. Hierbei kann entweder das Produkt wiederverwendet werden oder die darin enthaltenen Rohstoffe zurückgewonnen werden. Dabei geht es nicht nur um Nachhaltigkeitsüberlegungen, sondern häufig um substantielle Kosteneinsparungspotentiale.


Vernetzende Kunststoffe

Vernetzende Kunststoffe sind Werkstoffe, deren innere Struktur durch eine thermisch stabile, nicht reversible Verbindung charakterisiert ist. Vernetzende Kunststoffe sind z.B. Duroplaste, Harze oder Gummi. Zunehmend werden auch Thermoplaste mittels Polymerengineering vernetzt. Da vernetzende Kunststoffe nicht durch einen thermischen, sondern durch einen chemischen Prozess hergestellt werden, können sie für andere Anwendungen eingesetzt werden.


Virtuelle Entwicklung und Simulation

Als Teilaspekt der Industrie 4.0 kommt der virtuellen Produktentwicklung und Simulation eine grosse Bedeutung zu. Um Ressourcen zu schonen werden Gegebenheiten am Computer lange vor dem ersten Prototypen ausgiebig einem Realitäts-Check unterzogen.


Zusammenarbeit im Netzwerk

Die Komplexität und Dynamik heutiger Märkte erfordert ein immer schnelleres und individuell angepasstes Vorgehen bei der Entwicklung von Produkt- und Prozesslösungen. Dem gegenüber stehen beschränkte Ressourcen im eigenen Betrieb, denen durch eine enge und vernetzte Kooperation über Firmengrenzen hinaus begegnet wird.

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