Rhenowave®, die Inline-Prozesskontrolle für die Kautschukverarbeitung, sichert Ihre Qualität.
Ob Reifen oder technische Gummiwaren – In der industriellen Herstellung von Gummiprodukten setzt LANXESS mit der Inline-Prozesskontrolle Rhenowave® neue Maßstäbe. Der Grund: Herstellern ist es dank Rhenowave® möglich, ihre Kautschukmischungen bereits während der Erzeugung auf eventuelle Fehler zu überprüfen.
Im Interview erklären Dr. Benjamin Bechem, Marketing Manager New Technologies, und Dr. Dirk Kaempfer, Leiter der Anwendungstechnik, wie Rhenowave® funktioniert, welche Vorteile es mit sich bringt und warum Rhenowave® eine neue Ära in der Inline-Prozesskontrolle von Kautschukmischungen einläutet.
Herr Bechem, die von LANXESS entwickelte Rhenowave®-Technologie gilt in der Gummiindustrie als Revolution. Warum ist das so?
Dr. Benjamin Bechem
Bechem: Dank Rhenowave® erhalten Kunden schon während der Produktion inline, also ohne Zeitverzögerung, Informationen über die Güte ihrer Kautschukmischung. Also darüber, wie es um Homogenität und Zusammensetzung bestellt ist. Sonst war das immer erst im Anschluss der Produktion möglich. Deswegen kann man hier getrost von einem Meilenstein sprechen. Rhenowave® ist eine neuartige Inline-Prozesskontrolle bei der industriellen Kautschukverarbeitung .
Herr Kaempfer, Sie haben die Entwicklung von Rhenowave® begleitet. Wie funktioniert die Technologie?
Dr. Dirk Kaempfer
Kaempfer: Rhenowave® wird am Kopf des vorhandenen Extruders installiert. Die Messeinheit besteht aus zwei Ultraschallwandlern, einem Sender und einem Empfänger, zwischen denen die Kautschukmischung fließt. Der Sender erzeugt ein einheitliches Ultraschallsignal und wandert durch die Kautschukmischung zum Empfänger. Das kann man sich so vorstellen: Die Intensität des Schallsignals wird auf dem Weg vom Sender zum Empfänger gedämpft. Die reduzierte Signalstärke ist charakteristisch für die Zusammensetzung der verwendeten Kautschukmischung.
Wie äussert sich das konkret?
Kaempfer: Die Bestandteile einer Kautschukmischung dämpfen das Schallsignal unterschiedlich stark. Unterschiedliche Zusammensetzungen weisen demzufolge unterschiedliche Schallintensitäten auf. Aus diesem Grund benötigt man auch vor einem neuen Einsatzgebiet eine Referenzmischung zum Kalibrieren von Rhenowave®, um einen Standard zu definieren. Differenziert werden können dann Verunreinigungen oder Konzentrationsabweichungen von Mischungskomponenten. Die dadurch gewonnenen Daten kann der Kunde dann auf dem Bildschirm der Anlage nachvollziehen und ohne Zeitverzögerung in den Prozess eingreifen.
Das heißt, der Kunde kann den Produktionsprozess durchgehend kontrollieren?
Kaempfer: Exakt. Rhenowave® erzeugt das Signal mindestens zehn Mal pro Sekunde. Diese Vielzahl von Messdaten ermöglicht eine kontinuierliche Inline-Prozesskontrolle.
Beeinträchtigt dieser Prozess die Mischung in irgendeiner Form?
Bechem: Ganz und gar nicht. Das ist ein weiterer Vorteil von Rhenowave®. Es ist zerstörungsfrei. Bei herkömmlichen mechanischen Testmethoden wird ein kleiner Teil der Kautschukmischung für die Probe entnommen und vulkanisiert, also in Gummi umgewandelt. Das bedeutet, dass ich die Probe anschließend nicht mehr in eine andere Form bringen kann. Dadurch kann sie nach dem Test auch nicht mehr in die Produktion zurückgegeben werden. Die Analysenergebnisse werden dann von der Probe auf den weitaus größeren Anteil der Kautschukmischung übertragen.
Und die entnommene Probe ist nachher nicht mehr nutzbar?
Bechem: Genau. Was zur Folge hat, dass der Anteil, den ich mit herkömmlichen Methoden untersuchen kann, sehr gering sein muss, da ansonsten zu viel Verlust zu verbuchen wäre. Diese Problematik trifft auf Rhenowave® einfach nicht zu. Das Material wird bei der Messung nicht zerstört.
Gibt es außerdem noch Vorteile im Vergleich zu anderen Messmethoden?
Bechem: Ja. Etwa, dass die erhobenen Daten repräsentativ für eine Mischung sind. Das muss man sich so vorstellen: Wie schon erwähnt, wird für eine Probe meist nur ein kleiner Teil der Mischung herausgenommen und im Labor untersucht – aus 100 Kilogramm etwa 100 Gramm. Diese Informationen werden dann auf die Gesamtmischung übertragen. Fehlerhafte Bereiche werden dabei unter Umständen nicht entdeckt. Durch die zerstörungsfreie Technologie von Rhenowave® und die kontinuierliche Inline-Kontrolle erhält der Kunde nicht nur von einem kleinen Bruchteil der Mischung Informationen, sondern von mehreren Kilogramm bis hin zur gesamten Mischung. Und das nicht zehn Minuten oder Tage nach der Herstellung, sondern unmittelbar. So kann er bei Störungen direkt in den Prozess eingreifen und notwendige Korrekturmaßnahmen vornehmen.
Das heißt, es gibt auch weniger Ausschussware, die nicht weiterverkauft werden kann?
Bechem: Genau. Denn wenn ich erst mit großer Zeitverzögerung feststelle, dass meine Mischung nicht den Anforderungen entspricht, produziere ich eine große Menge Ausschuss. Wenn ich jedoch dank Rhenowave® in der Lage bin, nur den Teil der Mischung zu entfernen, der nachweislich schlecht ist, reduziere ich meinen Ausschuss und erhöhe so gleichzeitig den Output und die Kapazität meiner Anlage. Das bringt mir einen zeitlichen Vorteil und letztlich auch einen monetären.
Wo kann Rhenowave® überall eingesetzt werden?
Bechem: In erster Linie überall dort, wo Kautschuk prozessiert und Gummi produziert wird. Voraussetzung für den Einsatz von Rhenowave® ist der Fluss von Materie. Deshalb kann es außerdem im Labor eingesetzt werden, wo zum Beispiel Informationen über die Kautschukmischungen gesammelt und Optimierungen vorgenommen werden können.
Ist der Standort der Produktion entscheidend für den Einsatz von Rhenowave®?
Kaempfer: Nein. Auch das ist ein weiterer Vorteil. Denn dank Rhenowave® können unsere Kunden den Standort für ihre Produktion noch freier gestalten. Da das Knowhow der Kautschukmischung in einer zentralen Einheit gespeichert ist, kann die Produktion global und kundennah erfolgen, ohne dass Informationen über die Rezeptur preisgegeben werden müssen.
Gibt es Grenzen oder kann Rhenowave® alle Arten von Kautschukmischungen analysieren?
Kaempfer: Grundsätzlich können alle Arten von Kautschukmischungen oberhalb von 100 °C analysiert werden. Zudem kann der Abstand der zwei Schallwandler zueinander flexibel angepasst werden. Das bedeutet, Hersteller können viele verschiedene Arten von Kautschukmischungen analysieren – unterschiedlichster Masse und Volumina. Außerdem lassen sich auch schwarze Mischungen untersuchen. Das ist deswegen von Bedeutung, da die meisten Mischungen schwarz sind, weil sie Ruß enthalten. Optische Inline-Methoden, wie etwa die Infrarot- oder UV/VIS-Spektroskopie, sind hier keine Alternative.
Eine unmittelbare Prozessanalyse – Inwiefern hat Rhenowave® einen Einfluss auf die Qualität der hergestellten Produkte?
Bechem: Die Qualitätsanforderungen an Produkte werden immer höher. Ein Aspekt, der gleichermaßen für die Gummiindustrie gilt. Damit steigt außerdem das Bewusstsein für Qualität. Deswegen ist eine für die gesamte Mischung repräsentative Analytik, wie sie Rhenowave® bietet, für Produzenten heute unabdingbar. Dadurch schaffen wir einfach ein ganz neues Niveau der Prozesskontrolle.
Kaempfer: Denken wir das mal weiter: Auf ihre Mischungen bezogen, ermitteln Kunden bislang nicht den Variationskoeffizienten. Einen Messwert, der Aussagen über die Homogenität einer Mischung zulässt. Die Kunden der Kunden verlangen das bislang einfach nicht. Weil Rhenowave® aber repräsentativ misst, können wir diesen neuen Qualitätskontrollparameter einführen. Und dem Kunden damit ein Alleinstellungsmerkmal bieten.
Bei all den Vorteilen: Wie kommen Kunden an Rhenowave®?
Bechem: Interessierte Unternehmen können sich bei uns im Labor zunächst anschauen, wie das Gerät funktioniert und was es kann. Dafür nutzen wir gerne Mischungen des Kunden, damit er direkt sehen kann, ob Rhenowave® für seine Anwendung geeignet ist. Im zweiten Schritt kann er das Gerät erst einmal mieten.
Welches Feedback erhalten Sie?
Bechem: Die bisherigen Kunden sind begeistert. Zuletzt habe ich das Gerät an unserem Standort der Bladder-Produktion, das sind Heizbälge zur Herstellung von Reifen, in Brasilien vorgeführt und die Kunden waren vollends überrascht. Das Schema ist immer ähnlich: Wenn jemand sieht, dass er die Qualität einer Mischung am Monitor beobachten kann, macht es Klick. Weil das so bislang einfach nicht vorstellbar war.
Mal in die Zukunft geblickt: Welche Bedeutung hat Rhenowave® für die Gummiindustrie?
Kaempfer: Schon seit etwa 30 Jahren versucht die Gummiindustrie ihre Mischungen kontinuierlich und kostengünstiger herzustellen. Das Problem ist: Die kontinuierlichen Prozesse sind sehr viel störanfälliger, als das traditionelle, diskontinuierliche Mischen. Hier setzt Rhenowave® an. Denn durch die Inline-Kontrolle lassen sich diese Störfaktoren nun sofort erkennen und können unmittelbar beseitigt werden. So kann sichergestellt werden, dass das Produkt am Ende auch die richtige Zusammensetzung hat. Wir stellen also ein Werkzeug zur Verfügung, mit dem Produzenten kontinuierliche Mischprozesse nun tatsächlich umstellen können.
