Digitale Rezepturentwickung für die Kunststoffproduktion

Bisher beruht die Rezepturentwicklung neuer Kunststoffkonzentrate auf jahrelang gesammelten Erfahrungen und breitgefächerten Versuchsreihen. Dafür benötigt ein Unternehmen bestens ausgebildetes Personal, ausreichend finanzielle Ressourcen und genügend Entwicklungszeit. Um Zeit und Kosten der Entwicklung zu reduzieren und somit das finanzielle Risiko der Neuentwicklung zu minimieren, soll in diesem Forschungsprojekt eine digitale Technologie entwickelt werden, welche den Entstehungsprozess des neuen Materials von Anfang an begleitet. Diese digitale Technologie soll dabei verschiedene Materialparameter und deren Einfluss auf den Werkstoff hin untersuchen und vielversprechende Materialmischungen identifizieren, die anschließend gefertigt und in Studien überprüft werden. Somit kann neben einer Reduktion des Risikos für das Unternehmen bei der Materialneuentwicklung auch ein breiteres Spektrum von Materialkombinationen und Mischungsverhältnissen untersucht werden, was der herkömmliche Materialentwicklungsprozess nicht abbilden kann. Neben diesen Vorteilen bietet die digitale Technologie auch die Möglichkeit den Verbrauch an Materialien zu reduzieren, wodurch der ökologische Fußabdruck des Unternehmens minimiert wird.

Granula Polymer GmbH ist ein kleines Familienunternehmen, welches sich auf die Entwicklung und den Vertrieb von kundenspezifischen Masterbatches und Reinigungsgranulate spezialisiert hat. Der Kern dieser Tätigkeit beruht auf der kundenspezifischen Rezepturentwicklung, ohne die keine kundenspezifischen Masterbatches entstehen können. Bei Masterbatches handelt es sich um Kunststoffkonzentrate, welche gezielt physikalische Eigenschaften, wie beispielsweise die Farbgebung, die Oberflächengüte oder die elektrische Leitfähigkeit des finalen Kunststoffteils, sowie wahlweise chemische Eigenschaften zur darauffolgenden Weiterverarbeitung, verursachen. Die Masterbatches werden beim Kunden mittels Methoden wie der Folien- oder Profil-Extrusion, dem Spritzguss, der Wasserring- oder Stranggranulierung oder der Kompaktierung weiterverarbeitet. Die Produkte finden in den Industriefeldern Automotive, Elektronik, Haushaltsgeräte und Konsumgüter breite Anwendung. Der Forschungspartner Hochschule Darmstadt stellt die Forschungsergebnisse zur Verfügung und erhält im Gegenzug das Recht die Forschungsergebnisse wissenschaftlich und zu Ausbildungszwecken zu verwerten. Granula Polymer GmbH wird die digitale Rezepturentwicklungen nutzen, um Kosten, Aufwand und Kunststoffabfälle in der Optimierung des Masterbatches zu minimieren. Die Anwendung der digitalen Technologie erlaubt es, deutlich mehr Produktentwicklungen voranzutreiben und umzusetzen. Außerdem soll ein marktfähiges Masterbatch zur Verfügung stehen, welches die Granula Polymer GmbH selbst produzieren und langfristig vermarkten möchte. Die Software zur digitalen Rezepturentwicklung soll stetig weiterentwickelt werden und die Granula Polymer GmbH wird die Software nutzen, um zusätzlich ihren Kunden aus der Kunststoffindustrie digitale Rezepturentwicklungen als Dienstleitung anzubieten. Die Granula Polymer GmbH bietet ihren Kunden bereits seit der Gründung technische Beratung, auch im Bereich der Rezepturentwicklung, an. Die Digitalisierung ermöglicht eine Erweiterung der bestehenden, beratenden Dienstleistung zur Rezepturentwicklung.

Die Granula Polymer GmbH ist seit ihrer Gründung spezialisiert auf thermoplastische Kunststoffe, hierbei bietet sie kundenspezifische Masterbatches auf Basis zahlreicher Polymere an. Um das Produktportfolio stetig zu erweitern und bestehende Verfahren neuen EU-Richtlinien anzupassen, ist die Granula Polymer GmbH eine erfolgreiche Kooperation mit der Hochschule Darmstadt eingegangen. Zur Implementierung neuer Methoden und Verfahren wurden Synergien mit dem Fachbereich Maschinenbau und Kunststofftechnik (FBMK) und dem Fachbereich Mathematik und Naturwissenschaften (FBMN) geschaffen. Hierbei komplementieren die Fähigkeiten des FBMK in Sachen Prüfkörperherstellung und Messung der relevanten Materialeigenschaften, und des FBMN in Sachen der nummerischen Methoden und Mikrostrukturoptimierung das Portfolio der Granula Polymer GmbH.