AutoKasch – Vollautomatische Anlage zur Kaschierung von PVC Profilen komplexer Geometrie mit PVC-Folien

Kurzbeschreibung

Die Schüco PWS Kaschierungs KG (Schüco PWS) ist Tochter der Schüco Polymer Technologies KG, welche Teil der international tätigen Schüco-Gruppe mit Hauptsitz in Bielefeld (Deutschland) ist. Am Standort Weißenfels fertigt sie zusammen mit den weiteren Unternehmen der Schüco-Gruppe insbesondere PVC-Kunststoffprofile, welche beispielsweise in der Fenster- und Türenherstellung zum Einsatz kommen. Mit circa 200 Beschäftigten stellt sie rund 500 verschiedene PVC-Profilsorten mit unterschiedlicher Farbgebung im Extrusionsverfahren her.

Die Profile werden zu einem Großteil mit Dekorfolien veredelt (sog. Kaschierung). Dieser Prozessschritt der Kaschierung erfolgt branchenweit in der Kunststoffindustrie im Wesentlichen ausschließlich manuell bzw. lediglich teilautomatisiert. Hierdurch entstehen regelmäßig Materialausschüsse, welche grundsätzlich durch eine Automatisierung in Teilen vermeidbar wären. Aufgrund der Komplexität des Prozesses fand bislang jedoch keine Automatisierung statt, sodass der Prozess in Hand-/Manufakturarbeit den Stand der Technik darstellt.

Im Rahmen des vorliegenden Projektes sollte nunmehr erstmalig ein vollautomatisierter Kaschierungsprozess mittels eines Robotersystem mit insgesamt zwölf Armen umgesetzt werden, welches aufgrund der vielen Freiheitsgrade der Roboterarme flexibel an nahezu jedes PVC-Profil angepasst werden kann. Im Sinne einer systemischen Optimierung des gesamten Kaschierprozesses wurden neben der Automatisierung des Folienauftrags auch die vorgelagerten Prozesse der Profilvorbehandlung sowie der Folienzuführung automatisiert. Insbesondere die Einbindung eines automatischen Folienwechslers weist weitere Ressourceneffizienzpotenziale auf, da bei jedem Profil- oder Folienwechsel im Ausgangszustand Kaschierfolie für die Einstellung der Prozessparameter notwendig waren und somit für die Produktion verloren gegangen sind.

Bei Durchführung des Vorhabens traten verschiedentliche Herausforderungen und Schwierigkeiten auf, welche aus den technischen Risiken bei der erstmaligen großtechnischen Implementierung einer Automatisierung des Kaschierprozesses resultierten und der Steigerung von 8 Roboterarmen des Prototyps der vorangegangen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf 12 Roboterarme in der großtechnischen Umsetzung geschuldet sind.
Ungeachtet dessen, konnte jedoch eine automatisierte Lösung erfolgreich in Betrieb genommen und der positive Einfluss auf die Vermeidung von Ausschüssen gezeigt werden. Überdies trägt das Vorhaben ganz maßgeblich zur Erweiterung des Standes der Technik in der Branche bei und zeigt auf, wie Automatisierung zur Einsparung von Ressourcen und zur Erzielung von CO₂-Einsparungen beitragen kann.

Bei einer perspektivischen Auslastung des Systems von 80 Prozent ist damit zukünftig eine CO₂-Einsparung durch das ressourcen- und energieeffiziente Kaschieren von PVC-Profilen von bis zu 191,4 Tonnen CO₂ pro Jahr zu erwarten.
Durch die erfolgreiche Demonstration der Technologie im vorliegenden Projekt entfaltet sich nunmehr insbesondere ein Potenzial die Automatisierung auch auf weitere Produktionslinien am Standort Weißenfels der Schüco PWS zu übertragen.
Auf Grundlage der oben dargestellten Werte würde sich dann bei der avisierten Auslastung der Anlagen eine insgesamte CO₂-Reduktion von bis zu 2.292 Tonnen CO₂ pro Jahr ergeben.

Die Technik kann grundsätzlich auch in anderen Unternehmen der Branche oder in anderen Unternehmen mit äquivalenten Anwendungsszenarien zum Einsatz kommen.