In vielen Prozessen müssen hochviskose Werkstoffe geknetet werden – Kunststoffe, Farben, aber auch Reststoffe aus der Ölraffination, aus denen noch nutzbare Bestandteile zurückgewonnen werden. Die LIST Technology AG baut Knetreaktoren, die aufgrund ihres robusten Designs hohe Drehmomente erlauben und somit hochviskose Werkstoffe verarbeiten können. Dank des CAD-Systems Creo und der PLM-Lösung Windchill von PTC können die LIST-Konstrukteure die speziell für einen bestimmten Prozess optimierten Produkte effizient entwickeln.
Von Ralf Streck, Dipl.-Ing. Ralf Steck ist freier Fachjournalist für die Bereiche CAD/CAM, IT und Maschinenbau in Friedrichshafen.
Im Jahr 1966 gründete Heinz List die LIST AG, ein Familienunternehmen mit Sitz in Arisdorf nahe Basel der Schweiz. Heinz List war ein Pionier der industriellen Prozesstechnologie. Er forschte im Bereich Kneter, was zur Entwicklung des heutigen Co-Kneters führte. Er gründete die Firma mit der Vision, seine Forschung und Entwicklung im Bereich Knettechnologie weiterzuentwickeln. Seine Innovationen haben Heinz List in die Hall of Fame der Universität von Akron, OH, USA und in die Berühmtengalerie der Universität Stuttgart gebracht.
Seither entwickelt LIST kontinuierlich industrielle Verfahrenslösungen für die Polymerindustrie, Equipment für Hochviskos-Prozessaufgaben und Knet-Reaktoren. Eine Spezialität bilden Syntheseprozesse unter Vermeidung oder signifikanter Reduktion von Lösungsmitteln, wasserfreie Direktentgasungsprozesse, sowie die Herstellung temperatursensitiver und neuer, bisher kaum zu verarbeitender Produkte. Die Kunden finden sich in Chemie-, Faser-, Kunststoff- und Gummiindustrie, Lebensmittel-, Öl- und Gas-Industrie, Wiederverwertung und Aufbereitung, Lebensmittelindustrie, Landwirtschaft, Energie-, Farb- und Lackindustrie. Seit 2016 gehört die LIST Technology AG zur Jakob Müller Gruppe und beschäftigt in Arisdorf etwa 60 Mitarbeiter sowie 10 weitere in der in Biel gelegenen Fertigung.
Das Unternehmen arbeitet eng mit dem Kunden zusammen, um Prozesse vom Labor bis zur industriellen Fertigung weiterzuentwickeln. Diese Zusammenarbeit kann bis zu zehn Jahre lang dauern und den Bau mehrerer Anlagen umfassen, vom einen Liter fassenden Laborreaktor bis zur industriellen Endversion mit bis zu 16.000 Litern Inhalt. Die Laborreaktoren werden oft bei LIST in den eigenen Testcentern aufgebaut, Prozesse gemeinsam mit dem Kunden gefahren und anschliessend an diesen ausgeliehen, damit der Prozess in den eigenen Laboren optimiert werden kann.
In den Knetreaktor wird ein relativ niedrigviskoser Werkstoff eingebracht, aus dem durch das Kneten und zusätzlich zugeführte Hitze – also durch Zuführen mechanischer und thermischer Energie – kontinuierlich flüchtige Bestandteile ausgasen oder in dem eine chemische Reaktion hervorgerufen wird. Der Werkstoff wird dabei immer hochviskoser und verlässt den Reaktor in einem kontinuierlichen Prozess wieder. Die Knetreaktoren sind mit einer oder zwei nebeneinanderliegenden Knetwellen ausgestattet, nicht selten kommt in einem zweistufigen Prozess zunächst ein Einwellen-Reaktor und danach ein Zweiwellenreaktor zum Einsatz.
In Zweiwellenreaktoren können die Wellen gegen- oder gleichläufig und sogar mit unterschiedlicher Drehzahl laufen. Die Knetelemente sind genauestens auf die jeweiligen Verhältnisse ausgelegt, zwischen den Knetelementen der beiden Wellen bleiben beim Durchkämmen manchmal nur wenige Millimeter Platz. In Einwellenknetern werden teils auch feststehende Knetelemente eingebaut. Die Behälterwände der Kneter sind bis auf 350°C beheizbar, ebenso die Wellen oder sogar die Knetelemente selbst.
„Wir können so sehr viel Energie ins Material bringen“, sagt Konstruktionsleiter Denis Grether. „Zusammen mit dem sehr hohen Drehmoment, das unsere Knetreaktoren aufbringen können, sorgt das für einen effizienten Prozess.“ In den LIST-Reaktoren werden beispielsweise aus Ölrückständen, die beim Raffinieren von Erdöl übrigbleiben, letzte flüchtige Bestandteile zurückgewonnen oder aus Kunststoffen das Lösemittel entfernt – das dann wieder in den vorhergehenden Prozessschritt eingespeist werden kann.
Enge Systemanbindung hilft Fehler zu vermeiden
Mit PTC Creo arbeitet LIST schon seit vielen Jahren, beinahe ebenso lange kommt Windchill zur Datenverwaltung zum Einsatz. „Windchill ist heute unser Kernprogramm für die Projektverwaltung“, erläutert Grether. „Seit Kurzem haben wir zudem ein neues ERP-System, das wir mit Hilfe von Inneo an das PDM-System angebunden haben. Dabei ist bei uns Windchill das führende System, hier werden beispielsweise die Teilenummern festgelegt und am Ende der Konstruktion ins ERP-System übertragen. Diese enge Anbindung vermeidet viele Prozesse, in denen bisher immer wieder Fehler passiert sind.“
Bei der Anbindung des ERP-Systems an Windchill arbeitete Inneo eng mit PSI, dem Hersteller unseres ERP-Systems PSIpenta, zusammen. Es waren in Windchill einige Änderungen notwendig, die Inneo umsetzte. Grether erläutert: „Die Schnittstelle erleichtert die Arbeit sehr, so hatte die Fertigung in Biel bisher keinen Zugriff auf das ERP-System und wir mussten Daten bei Bedarf manuell bereitstellen. Heute können die Kollegen PDF-, DXF- oder STEP-Dateien direkt abrufen, diese werden in Windchill automatisch über das Genius Tools Publishing Bundle erzeugt und immer aktualisiert. Das erspart der Konstruktion Zeitaufwand und die Fertiger haben zu jeder Zeit und sofort Zugriff auf die Daten, die sie benötigen.“
Creo Simulation Live
Die LIST-Konstrukteure arbeiten gern mit Creo; Grether gibt ein Beispiel: „Seit einiger Zeit nutzen wir auf einem Arbeitsplatz Creo Simulation Live, das direkt im CAD-Modell integrierte Festigkeitssimulationen anzeigt. Das ist sehr praktisch, da wir direkt im Arbeitsfluss prüfen können, ob ein Bauteil richtig dimensioniert ist, statt auf Simulations- oder externe Berechnungsergebnisse zu warten. Die Bedienung ist sehr einfach, so dass das Tool sehr gern genutzt wird. Wir haben zwar nur eine von neun Creo-Lizenzen mit Simulation Live ausgestattet, aber das reicht uns – wer Simulation braucht, zieht sich die entsprechende Lizenz.“
„Wir sind früh in den 3D-Druck eingestiegen“, erinnert sich Grether, „und fertigen die Wellen vieler Laborreaktoren mit additiven Technologien. Das hat den grossen Vorteil, dass wir die Heizkanäle im Innern sehr frei planen und mit 3D-Druck problemlos umsetzen können. Dazu gibt es bei Inneo spezielle Schulung, in der die Möglichkeiten und Fallstricke des 3D-Drucks gezeigt werden. Solch eine Schulung wollen wir in der Zukunft besuchen.“
Die Start-up-Tools ergänzen Creo um Schrauben, Rahmenprofile und andere Normteile und Normalien. Zudem lassen sich mit dieser von Inneo entwickelten Werkzeugsammlung Stücklisten effizienter erstellen als in Creo selbst. Zudem bieten die Start-up-Tools die UDF-Tools, das eine Vielzahl von Geometriemakros für Creo mitbringt, beispielsweise Freistiche, Nuten oder Zahnräder nach Norm. Für Windchill bietet Inneo die Genius Tools, auch diese sind bei LIST im Einsatz.
Grether weiter: „Inneo hilft uns zum einen mit der Implementierung unserer Umgebung, zum anderen aber auch mit sehr guten Schulungen, die uns beispielsweise das Potenzial von Simulation Live gut gezeigt haben. Inneo hat ein breites Portfolio an Lösungen und wir sind sicher, dass da immer auch die Lösung dabei ist, die ein Problem bei uns löst, sobald es auftritt.“
„Ein grosser Vorteil ist auch das Komplettpaket aus CAD und PDM mit Creo und Windchill“, fasst Grether zusammen. „Die beiden Produkte sind bestens integriert und das erleichtert unter anderem das Änderungsmanagement und die Revisionsverwaltung erheblich. Zusammen mit der ERP-Anbindung haben wir heute eine runde Lösung. Inneo unterstützt hierbei bestens, wir haben seit vielen Jahren die gleichen Ansprechpartner. Die kennen uns und unsere Arbeitsweise sehr gut und empfehlen uns immer die passende Lösung.