Kunststoff-Herstellung

Ein Forschungsinstitut entwickelt einen neuartigen Kunststoff aus nachwachsenden Rohstoffen für den Einsatz als Fensterrahmenmaterial. Verschiedene Anforderungen wie Wetterfestigkeit, geringste Bioabbaubarkeit, UV-Stabilität und Herstellkosten müssen gleichzeitig optimiert werden.

Die statistische Versuchsplanung (DoE) für Mischungen mit Mischungslücken in Kombination mit einer Zielgrößenoptimierung für mehrere Zielgrößen liefert die für diese Aufgabe notwendigen Werkzeuge.

Ein Unternehmen der Kunststoffindustrie stellt Kunstfasern aus einem Gemisch von 3 Polymeren her: Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol. Die bewährte Rezeptur wurde seit vielen Jahren konstant gehalten. Neue Anforderungen der Kunden bezüglich der Dehnungsfähigkeit erzwangen eine Überprüfung der Ursache-Wirkungs-Beziehung und die Festlegung des Optimums.

Mit Hilfe der Statistischen Versuchsplanung (DoE) für Mischungen konnte das Optimierungsproblem mit lediglich 7 Rezepturen gelöst werden. Gleichzeitig fand eine Reduktion der Kosten statt, da Polypropylen komplett durch Polyethylen ersetzt werden konnte: Reduktion der Komponenten, Vereinfachung der Prozessführung und bessere Einkaufsbedingungen.

Eingesetzte Werkzeuge: Wirkungsflächenversuchsplan, Varianzanalyse, Zielgrößenoptimierung für mehrere Zielgrößen, Konturdiagramme für 3 Komponenten