Verarbeitung nachwachsender Rohstoffe in der Industrie - am Beispiel der Automobilindustrie. Herstellung von Naturfaser - Vliesstoffen
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- Hilko Beltz
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1 Verarbeitung nachwachsender Rohstoffe in der Industrie - am Beispiel der Automobilindustrie Herstellung von Naturfaser - Vliesstoffen Frank Reitmann, Isowood GmbH, Rudolstadt, 09. Oktober 2014
2 Gliederung 1. Unternehmensvorstellung 2. Herstellungsprozess von Nadelvliesen 3. FENAFA erste Erfahrungen mit TechnoFlachs 4. Zusammenfassung und Ausblick Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
3 Unternehmensvorstellung Der Produktionsstandort der Isowood GmbH befindet sich in stratgisch günstiger geografischer Lage in der Mitte Deutschlands 100 in Rudolstadt Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
4 Unternehmensvorstellung Industrie- Standort Rudolstadt- Schwarza Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
5 Unternehmensvorstellung Industrie- Standort Rudolstadt- Schwarza Geschäftsführer: Magister Nikolaus Ernest 30 Beschäftigte Umsatz 2013: ca. 8 Mio Kapazitat ca t/a Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
6 Unternehmensvorstellung Jahr / Datum Meilensteine / Ereignisse Gründung der Gesellschaft als Funder Isowood GmbH Oktober 1997 Baubeginn, Sanierung der Gebäude Montagebeginn der Produktionsanlagen Februar 1998 Mai Oktober 2013 Beginn Probebetrieb, Herstellung der ersten Fasermatten Inbetriebnahme der Stanzanlage Verkauf des Unternehmens an Nikolaus Ernest, Umfirmierung zur Isowood GmbH Inbetriebnahme eines Kaschierkalanders 2014 Gründung der Isowood Special Products in Crimmitschau Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
7 Unternehmensvorstellung Flachs Hanf Kenaf vom Rohstoff Flachs-Hanf- PP multicolour Sisal Reißbaumwolle- PP Kenaf-PP Flachs-PP mit Jute-Verstärkungsgewebe Reißbaumwolle Flachs-Hanf Flachs-PP, schwarz gefärbt Flachsstroh, gehäckselt zum Produkt Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
8 Unternehmensvorstellung Natur- und Synthesefasern werden im prozessfähigen Zustand in Ballen angeliefert. Hauptsächlich verarbeitete Naturfasern: - Flachs - Hanf - Kenaf - Jute - Reißbaumwolle Synthesefasern: - Polypropylen - Polyester - PLA und andere biobasierte Polymere Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
9 Unternehmensvorstellung Technische Parameter: Airlay - Vlieslegung Produktionsmenge: bis zu kg/bh Anlagenbreite: max mm Rollenware: Breite: max mm Rollendurchmesser: max mm max. Einzelformatgröße: Länge: mm Breite: mm Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
10 Unternehmensvorstellung Konfektionieren und Abstapeln: Aufteilen der Warenbahn längs & quer Abstapelung mit Steilbändern und Guillotine Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
11 Unternehmensvorstellung oder auf Kundenwunsch als Stanzteil Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
12 Unternehmensvorstellung Heiz- und Formpresse Presskraft: 150 t max. Format: Länge: mm Breite: mm Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
13 Unternehmensvorstellung Labor für Standardtests, PPAP/EMPB gepresste Probemuster Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
14 Unternehmensvorstellung Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
15 Unternehmensvorstellung Beispiel für die Anwendung thermoplastischer Naturfasermatten im Automobil Türverkleidung 3er BMW (Vorderseite) Türverkleidung 3er BMW (Rückseite) Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
16 Unternehmensvorstellung Armlehne mit Stanzzungen für die Türmontage Aktenkoffer Kenaf-PP, natur, Oberfläche mit PA- Folie, Velourauskleidung innen Rückenlehnenschale Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
17 Unternehmensvorstellung Isowood Special Products GmbH, Crimmitschau Glasfaser-Nadelvliesanlage Krempel / Kreuzleger Anlagenbreite: max mm Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
18 FENAFA Mattentechnologie Gliederung 1. Unternehmensvorstellung 2. Herstellungsprozess von Nadelvliesen 3. FENAFA erste Erfahrungen mit TechnoFlachs 4. Zusammenfassung und Ausblick Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
19 Herstellungsprozess Anlagenschema Faservorbereitung Vliesanlage Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
20 Herstellungsprozess Natur- und Synthesefasern werden im prozessfähigen Zustand in Ballen angeliefert. Hauptsächlich verarbeitete Naturfasern: - Flachs - Hanf - Kenaf - Jute - Reißbaumwolle Synthesefasern: - Polypropylen - Polyester - PLA und andere biobasierte Polymere Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
21 Herstellungsprozess Öffnen der Faserballen, Vereinzeln der Fasern 3 Ballenöffner zum Dosieren der Einzelkomponenten Quelle: Temafa, Isowood Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
22 Herstellungsprozess Öffnen der Faserballen, Verwiegen der Komponenten, Zusammenführen der Komponenten zur Fasermischung und weitere Öffnung der Mischung Ballenöffner mit automatischem Wiegesystem und anschließendem Mischband Herstellung der Fasermischung über Prozeßleitsystem mit Rezeptverwaltung Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
23 Herstellungsprozess 2 Lin Öffner zur Öffnung der Fasermischung Tambour mit Ganzstahlgarnitur Muldeneinzug Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
24 Herstellungsprozess Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
25 Herstellungsprozess Mixmaster zur Homogenisierung der Fasermischung Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
26 Herstellungsprozess Befüllung der Anlage auf Arbeitsbreite, weitere Öffnungsschritte zum Homogenisieren der Fasermischung, Legen eines Vorvlieses, Flächengewicht Vliesanlage mit Rüttelschachtspeiser, Hechel, K12, (Airlay-System) Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
27 Herstellungsprozess Vliesanlage mit Nadelmaschine: Mechanischer Verfestigungsprozess durch Vernadeln Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
28 Herstellungsprozess Nadelmaschine Verfestigungsnadel 90,7 mm 0,1 mm TechnoFlachs-Vlies nach K12 Fertige Vliesstoffrolle Quellen: SLK TU Chemnitz, Isowood Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober mm
29 Herstellungsprozess Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
30 Herstellungsprozess Warenausgangslager gepresste Verpackungseinheiten mit Mehrweg- Verpackung (Palette & Deckel) Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
31 Gliederung 1. Unternehmensvorstellung 2. Herstellungsprozess von Nadelvliesen 3. FENAFA erste Erfahrungen mit TechnoFlachs 4. Zusammenfassung und Ausblick Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
32 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Duroplastmatrix Fasermatte aus 100% TechnoFlachs + Harzmatrix Thermoplastmatrix Fasermatte aus TechnoFlachs und Polypropylen TechnoFlachs = keine stationäre Aufbereitung ( vom Feld auf die Industrieanlage, ganzheitliche Nutzung der Faserpflanze) Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
33 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Duroplastmatrix Fasermatte aus 100% TechnoFlachs hoher Materialverlust an Bandübergängen Materialverklemmungen auf Grund der Schüttdichte Bildung von Faserwickeln Flächengewichtschwankungen Matte und erste Bauteile konnten hergestellt werden durch Projektpartnerwechsel Augenmerk auf Thermoplastmatrix Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
34 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Thermoplastmatrix TechnoFlachs / Polypropylen Herstellen des Mischungsverhältnisses Dosieren und Mischen unterschiedlich grober Fasern Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
35 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Thermoplastmatrix TechnoFlachs / Polypropylen Herstellen des Mischungsverhältnisses Dosieren und Mischen unterschiedlich grober Fasern Serien Flachs TechnoFlachs PP Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
36 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Thermoplastmatrix TechnoFlachs / Polypropylen Herstellen des Mischungsverhältnisses Dosieren und Mischen unterschiedlich grober Fasern PP fungiert als Trägermatrix und transportiert den TechnoFlachs geringerer Materialverlust Geraufte Fasern haben eine rauere Oberfläche Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
37 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Problem: Überlängen im Rohstoff Überlänge = Faserlänge > 250 mm Mengenanteil > 5% Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
38 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
39 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
40 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Problem: Überlängen im Rohstoff Wickelbildung um Rückstreif- und Abschlagwalzen Zopfbildung & Verklemmungen im Füllschacht Transportprobleme am Nadelband keine Prozesssicherheit Verringerung des Durchsatzes der Gesamtanlage Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
41 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Prozesssicherheit im Bereich der Materialaufgabe Lösungsansatz: Rohstofflieferant setzt angetriebene statt passive Messer ein gleichmäßige Schnittlängen geringer Anteil Überlängen TechnoFlachs lässt sich im Bereich der Materialaufgabe nahezu wie Serienflachs verarbeiten Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
42 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Fremdkörper (Steine) im Rohstoff Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
43 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
44 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Fremdkörper (Steine) im Rohstoff Anlagenschäden an Öffnerwalzen Hinweis an den Lieferanten Letzten Versuche ohne Fremdkörper Schwerteilabscheider nicht zum Einsatz gekommen Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
45 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Ermitteln von Prozessparametern der Vliesanlage Zusammensetzung: 60% TechnoFlachs + 20% Synthesefasern Vernadelungsparameter: 100 E/cm², grobe Nadeltype Verstellung der Prallwalze Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
46 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Ermitteln von Prozessparametern der Vliesanlage Zusammensetzung: Ausgleich von Materialverlusten Vernadelungsparameter / Einsatz einer grobe Nadeltype Verstellung der Prallwalze / Anpassung der Vlieslegeparameter Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
47 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Ermitteln von Prozessparametern der Vliesanlage Zusammensetzung: Ausgleich von Materialverlusten Vernadelungsparameter / Einsatz einer grobe Nadeltype Verstellung der Prallwalze / Anpassung der Vlieslegeparameter Parameter konnten in Folgeversuchen bestätigt werden Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
48 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Verbesserung der Mattenstruktur laut JCI Unruhe der kaschierten Oberflächen 1. Dicke Deckvliese auf der Dekorseite Ziel: Abdecken von Unebenheiten 2. Einbringen von feinen Naturfasern (Kenaf) Ziel: Ausfüllen von Grobfaserzwischenräumen 3. stärkere Öffnung des Technoflachses Ziel: feinere Faserstruktur Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
49 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Verbesserung der Mattenstruktur Dicke Deckvliese auf der Dekorseite Einbringen von feinen Naturfasern (Kenaf) - mit den ermittelten Prozessparametern darstellbar - keine Auffälligkeiten oder Störungen bei der Herstellung der Halbzeuge Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
50 FENAF erste Erfahrungen mit TechnoFlachs Verbesserung der Mattenstruktur durch stärkere Öffnung des TechnoFlachses mit einem zusätzlichen Öffner Aggregat prozesstechnisch abbildbar hoher Verlust an Schäben bei jeder Öffnung harte Wurzelbereiche werden kaum geöffnet Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
51 Gliederung 1. Unternehmensvorstellung 2. Herstellungsprozess von Nadelvliesen 3. FENAFA erste Erfahrungen mit TechnoFlachs 4. Zusammenfassung und Ausblick Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
52 Zusammenfassung und Ausblick Prozesssicherheit Materialaufgabe homogene Faserlänge, geringer Anteil Überlängen Fremdkörper (Steine) im Rohstoff möglichst nicht in Rohstoff enthalten Lösungsansatz mit Schwerteilabscheider vorhanden Ermitteln von Prozessparametern der Vliesanlage elementare Parameter konnten ermittelt und bestätigt werden, Reproduzierbarkeit ist gegeben Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
53 Zusammenfassung und Ausblick Verbesserung der Mattenstruktur dicke Deckvliese auf der Dekorseite Einbringen von feinen Naturfasern (Kenaf) stärkere Öffnung des Technoflachses hohe Verluste an Schäben Wurzelstücke bleiben erhalten Nadelbruch Verlagerung der Faseröffnung vom Faseraufbereiter zum Halbzeughersteller Mattenstruktur bleibt problematisch bei sensiblen Bauteilen Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
54 Zusammenfassung und Ausblick TechnoFlachs + stationärer Aufschluss Serienmaterial (Flachs, Hanf, PP) TechnoFlachs, Kenaf, PP Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
55 Zusammenfassung und Ausblick TechnoFlachs + stationärer Aufschluss ersten Produktionsversuch durchgeführt keine nennenswerten Probleme in der Mischungsherstellung normaler Materialtransport normale Vlieslegung / Flächengewichtsverteilung geringe Separierung der schweren Faserbestandteile höherer Nadelbruch als in Serie Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
56 Zusammenfassung und Ausblick Auswertung / Labor mechanischen Kennwerte vergleichbar mit Serie (Hanf, Kenaf, PP) mehr Grobanteile Problem bei sensiblen Oberflächen / Geometrie Pressen und Bewerten von Kundenbauteilen Bewertung des Auszugverhalten / Verformbarkeit sind unauffällig Noch ausstehend: Emissionsprüfungen / Klimawechseltest Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
57 Zusammenfassung und Ausblick Voraussetzungen für industriellen Einsatz Verfügbarkeit über die Laufzeit eines Projektes (ca. 5-7 Jahre) gleichbleibende Qualität (Einhalten von Spezifikationen) Schäben- & Staubanteil Faserauflösung Faserlänge / Faserlängenverteilung Fremdkörper Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
58 Zusammenfassung und Ausblick Vorteile von TechnoFlachs schnelle / kurzfristige Verfügbarkeit (kurze Transportwege), regionaler Anbau geringere Lagerhaltung (Platzbedarf, Kapitalbindung) Kostenvorteil / stabile Preise Stärkung der regionalen Wirtschaft / Landwirtschaft Potential / Einsatzmöglichkeit des TechnoFlachs ist da!! Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
59 Zusammenfassung und Ausblick Vorteile von TechnoFlachs schnelle / kurzfristige Verfügbarkeit (kurze Transportwege), regionaler Anbau geringere Lagerhaltung (Platzbedarf, Kapitalbindung) Kostenvorteil / stabile Preise Stärkung der regionalen Wirtschaft / Landwirtschaft Potential / Einsatzmöglichkeit des TechnoFlachs ist da!! ES MUß SICH NUR JEMAND TRAUEN. Frank Reitmann, Isowood GmbH, 09. Oktober
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