Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Erhöhung der Prozesskontrolle in der Pultrusion mit hochreaktiven Matrixmaterialien zur Reduktion von Ausschuss und Ausfallzeiten mithilfe eines datenbasierten Prozessüberwachungssystems

Der Pultrusionsprozess, dessen Produkte in einer Vielzahl von Branchen Anwendung finden, stellt einen wichtigen Herstellungsprozess für Profile aus faserverstärkten Kunststoffen dar, bei dem die Fasern kontinuierlich mit reaktiven Harzen imprägniert, in Form gebracht und ausgehärtet werden. Für die internationale Wettbewerbsfähigkeit von Pultrudeuren in Deutschland sind kontinuierliche Innovationen notwendig, da immer strengere Richtlinien bezüglich Emissionen und Arbeitsschutz erfüllt werden müssen. Einen Ansatz stellt die Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit dar, die insbesondere durch den Einsatz von innovativen und hochreaktiven Materialien, wie PUR oder in-situ polymerisierenden Thermoplasten, realisiert werden kann. Die Verarbeitung dieser Materialien bedingt aufgrund der Verdichtung der nichtlinearen Wechselwirkungen zwischen reaktivem Material und Prozessparametern eine Verkleinerung des Prozessfensters, sodass die Prozessrobustheit abnimmt.

Es ist Ziel dieses Forschungsvorhabens, der Abnahme der Prozessrobustheit durch die Entwicklung eines anlagenseitigen, datenbasierten Prozessüberwachungstools zu begegnen und so durch frühzeitige Erkennung sowie geeignete Handlungsempfehlungen für den Bediener Ausschussraten und Stillstandszeiten zu minimieren. Dazu werden zunächst ein prozessspezifisches Informationsmodell und ein korrespondierendes Sensorpaket zur Erfassung des Prozesszustands basierend auf dem Regelverhalten der Anlage entwickelt und Soft-Sensoren zur Bewertung des quasi-stationären Prozesszustands abgeleitet. Das geplante iterative Vorgehen zur Funktionsentwicklung umfasst die Wiederholung von praktischen Versuchen sowie die Funktionsimplementierung und –kalibrierung mit immer höherem Abstraktionsgrad. Die entwickelten Methoden und Tools werden auf zwei industriellen Anlagen validiert und sollen abschließend kmU über einen Leitfaden direkt zugänglich gemacht werden.