Mit der Erweiterung und Modernisierung des Labors setzt MGG Polymers einen wichtigen Schritt bei der Weiterentwicklung der Qualitätssicherung. Für Philipp Felber, Qualitätsmanager der MGG Polymers GmbH, ist das Labor weit mehr als nur ein Ort für Messungen und Prüfungen. Es ist eine zentrale Schnittstelle zwischen Wareneingang, Produktion, Produktentwicklung und Kunden.
Philipp Felber ist Qualitätsmanager der MGG Polymers GmbH. Für ihn ist das neue Labor eine Investition in die technologische Kompetenz des Unternehmens.
Während die Flächen des Unternehmens seit seiner Eröffnung 2006 ständig erweitert wurden, wuchsen im Labor die Anforderungen und Aufgaben, nicht der Raum. Neue Verfahren und Geräte sorgten im Lauf der Zeit für eine Verschärfung des Platzmangels. Ein Umbau war unausweichlich.
Nach 20 Jahren ist es nun so weit, die Qualitätsabteilung wurde erweitert und modernisiert. Mittels eines Anbaus konnte die Fläche für Prüfzwecke verdoppelt werden. Gleichzeitig wurde die Bürofläche modernisiert sowie zusätzliche Besprechungsmöglichkeiten geschaffen. Prüfgeräte, die aufgrund des früheren Platzmangels teilweise in Produktionsbereichen untergebracht waren, konnten wieder ins Labor integriert werden. Im Dreischichtbetrieb arbeiten jeweils zwei MitarbeiterInnen pro Schicht im Labor. Dazu kommt die Qualitätstechnik, die Produktentwicklung sowie das Qualitätsmanagement selbst. Mit der zunehmenden Zahl an Prüfungen, Geräten und Qualitätsanforderungen werden die neu geschaffenen Flächen bereits intensiv genutzt.
Die Planung erfolgte dabei nicht einfach anhand zusätzlicher Quadratmeter. Entscheidend waren die Abläufe. Bereits im Vorfeld wurde das Labor räumlich strukturiert. Prüfgeräte, Arbeitsplätze und Wege wurden so angeordnet, dass möglichst kurze und effiziente Prozesswege entstehen können. Für Philipp Felber ein wesentlicher Punkt: „Bei einem Dreischichtbetrieb summieren sich unnötige Wege schnell zu einem beträchtlichen Aufwand. Eine gut geplante Struktur wirkt sich unmittelbar auf Effizienz und Qualität der Arbeit aus“.
Neues Prüfgerät überprüft Brandverhalten der Kunststoffrezyklate
Mit einer Brandprüfkammer wird das Brandverhalten, die Entflammbarkeit und die Brenngeschwindigkeit von recycelten Kunststoffen (Rezyklaten) unter streng kontrollierten Bedingungen getestet.
Die Anforderungen an das Qualitätsmanagement sind in den vergangenen Jahren kontinuierlich gestiegen. Kunden erwarten heute nicht nur ein Recyclingmaterial, sondern einen Rohstoff mit klar definierten und reproduzierbaren Eigenschaften. Gleichzeitig müssen gesetzliche Vorgaben eingehalten und sämtliche Produktionsschritte nachvollziehbar dokumentiert werden. Genau hier setzt die Qualitätssicherung an.
„Unsere Kunden fordern in vielen Anwendungen den Nachweis nach anerkannten Prüfstandards wie UL94“, erklärt Felber. Dabei handelt es sich um einen international etablierten Prüfstandard für das Brandverhalten von Kunststoffen. Für bestimmte Produkte beziehungsweise Kundenanwendungen muss nachgewiesen werden, wie sich das Material unter Flammeneinwirkung verhält. Dafür werden Kunststoffe unter definierten Bedingungen geprüft und hinsichtlich ihres Brandverhaltens beurteilt. Im neuen Labor steht dafür eine eigene Brandprüfkammer zur Verfügung. „Je nach Anwendungsfall werden den Kunststoffrezyklaten Additive zugesetzt, die das Brandverhalten verändern und die Ausbreitung einer Flamme reduzieren. Die Qualitätssicherung muss gewährleisten, dass die geforderten Produkteigenschaften auch tatsächlich erreicht und über die laufende Produktion hinweg konstant eingehalten werden“, führt der Qualitätsmanager weiter aus.
Qualität beginnt beim Wareneingang
Was das Labor bei Polymers wesentlich von jenen eines Kunststoffproduzenten unterscheidet ist die Tatsache, dass am Beginn des Prozesses kein extra definierter Primärrohstoff steht, sondern ein heterogenes Eingangsmaterial. MGG-Polymers kauft beispielsweise geshredderte Fraktionen aus Elektro- und Elektronikaltgeräten ein. Darin befinden sich neben den gewünschten Kunststoffen auch zahlreiche andere Materialien wie etwa Aluminium, Kabel, Gummi, Leiterplatten, Schaumstoff oder Holz. Damit greifen im Unternehmen zwei Welten ineinander. Beim Eingangsmaterial gelten Vorgaben aus dem Abfallbereich. Im weiteren Produktionsprozess entsteht daraus jedoch ein marktfähiges Kunststoffgranulat, für das wiederum Produkthaftung und definierte Kundenanforderungen gelten. Zwei grundlegend verschiedene Gesetzgebungen innerhalb eines Unternehmens.
Die Qualitätskontrolle beginnt deshalb bei der Anlieferung. Im Rahmen der Wareneingangsprüfung wird aus jeder Anlieferung ein repräsentatives Muster gezogen. Dieses wird im Labor manuell in seine Bestandteile sortenrein sortiert und bewertet. Dabei wird festgestellt, welcher Anteil tatsächlich aus verwertbarem Kunststoff besteht und welche Mengen unerwünschter Fremdstoffe enthalten sind. Die Tätigkeit wirkt auf den ersten Blick wie klassische Sortierarbeit, ist aber ein wesentlicher Teil des Qualitätssicherungssystems. Die Ergebnisse liefern eine objektive Grundlage zur Bewertung der Lieferantenqualität.
Die gewonnenen Daten werden digital erfasst und analysiert.
Ein Großteil der Arbeitszeit in der Qualitätskontrolle entfällt laut Philipp Felber auf die Wareneingangskontrollen. Vollständig automatisieren lässt sich dieser Bereich derzeit nicht. Die Dokumentation wurde zwar bereits umfassend digitalisiert und in eine Datenbank überführt, auch Messdaten einzelner Kunststoffanalysegeräte können automatisiert übernommen werden. Aber das tatsächliche Trennen, Beurteilen und Bewerten des Materials bleibt eine wichtige menschliche Handarbeit. „Ich kann mir vorstellen, dass in Zukunft neue spezifische Analyseverfahren, KI-gestützte Systeme oder humanoide Roboter zusätzliche, unterstützende Möglichkeiten eröffnen. Jedoch ist mir wichtig, dass der Mensch eine zentrale Komponente in unserem Qualitätssicherungssystem bleibt. Eine vollständige Ablöse der manuellen menschlichen Detailkontrolle erwarte ich aber nicht“, wagt Felber einen Blick in die Zukunft.
Vom Abfall zum definierten Produkt
Nach dem Wareneingang beginnt die eigentliche Aufbereitung. Besonders entscheidend wird die Qualitätskontrolle spätestens in der Extrusion. An diesem Punkt, wenn aus dem Abfallstoff ein Produkt wird, ändern sich auch die Anforderungen grundlegend. Während zuvor abfallrechtliche Aspekte im Vordergrund stehen, muss das entstandene Granulat nun definierte Produktspezifikationen erfüllen.
Für jede Charge werden deshalb zahlreiche Qualitätswerte ermittelt. Die Prüfungen bilden die Grundlage für das sogenannte „Certificate of Analysis“ beziehungsweise das Werksprüfzeugnis. Der Kunde erhält damit einen dokumentierten Qualitätsnachweis. Er muss sich darauf verlassen können, dass das Material jene Eigenschaften besitzt, die für seinen Produktionsprozess erforderlich sind.
Felber beschreibt die Qualitätskontrolle deshalb als ein unverzichtbares Organ des Unternehmens – als zentrale Kontrollinstanz entlang des gesamten Produktionswegs: vom Material, das das Werk erreicht, über sämtliche Aufbereitungs- und Produktionsschritte bis zum Granulat, das das Unternehmen verlässt.
Künstliche Intelligenz für mehr Prozesssicherheit
Ein weiterer Schritt in der Digitalisierung der Qualitätssicherung wurde mit der erstmaligen Integration einer KI-gestützten Prozessüberwachung in den Spritzgussprozess gesetzt. Die hauseigene Spritzgussmaschine ist ein wichtiger qualitätsnaher Prozessschritt, da hier aus dem produzierten Granulat standardisierte Prüfkörper für die anschließenden Materialprüfungen hergestellt werden. Entsprechend wichtig sind stabile und reproduzierbare Prozessbedingungen.
Mit dem „iQ process observer“ erfolgt erstmals eine kontinuierliche, KI-gestützte Überwachung des Spritzgießprozesses. Dabei werden die fünf Phasen Plastifizieren, Einspritzen, Kühlen, Entformen und Produktion betrachtet und hunderte Prozessparameter laufend erfasst und analysiert. Die KI wertet die Prozessdaten kontinuierlich aus und unterstützt dabei, Abweichungen frühzeitig zu erkennen, Prozesse gezielt zu optimieren und potenziellen Ausschuss zu vermeiden. Die Ergebnisse der Datenanalyse werden direkt auf der Maschinensteuerung sowie in einem Portal übersichtlich dargestellt.
Damit wird die Qualität nicht erst am fertigen Prüfkörper bewertet, sondern bereits während seiner Herstellung aktiv abgesichert. Die KI-gestützte Prozessüberwachung ergänzt somit die bestehenden Qualitätsprüfungen um eine kontinuierliche Betrachtung des Herstellungsprozesses und schafft eine zusätzliche Ebene der Prozesssicherheit und Reproduzierbarkeit.
Stichproben mit großer Verantwortung
Labor-Mitarbeiterin Manuela Holzinger bei ihrer täglichen Arbeit im Labor.
Trotz des hohen Prüfaufwands kann in einem industriellen Recyclingprozess nicht jedes einzelne Kilogramm Material vollständig untersucht werden. Deshalb setzt das Qualitätssystem auf gezielte, repräsentative Stichproben aus den produzierten Produktionschargen. Für bestimmte Qualitätsprüfungen wird eine definierte Mischprobe herangezogen und umfassend mit modernsten Prüfgeräten analysiert. So lässt sich die Qualität des erzeugten Materials zuverlässig überwachen und dokumentieren.
Gesetzliche Rahmenbedingungen – eine wachsende Herausforderung für das Kunststoffrecycling
Eine der größten Herausforderungen im Kunststoffrecycling liegt heute nicht ausschließlich in der technischen Aufbereitung der Materialien, sondern zunehmend auch in den sich verändernden gesetzlichen Rahmenbedingungen. Die Anforderungen an chemische Substanzen in Produkten und Materialien werden auf europäischer Ebene kontinuierlich verschärft. Für Recyclingunternehmen bedeutet das, dass neben den technischen Eigenschaften eines Kunststoffs zunehmend auch seine regulatorische Einordnung entscheidend für die weitere Verwertbarkeit wird.
Eine besondere Herausforderung ergibt sich aus der langen Nutzungsdauer vieler Elektro- und Elektronikgeräte. Produkte, die heute dem Recycling zugeführt werden, wurden vielfach vor zehn, zwölf oder sogar 15 Jahren hergestellt. Zu diesem Zeitpunkt galten teilweise andere Anforderungen an bestimmte chemische Substanzen als heute. Stoffe, die damals zulässig waren und gezielt eingesetzt wurden, um beispielsweise Flammschutz, UV-Beständigkeit oder andere technische Eigenschaften zu gewährleisten, können heute wesentlich strengeren regulatorischen Anforderungen unterliegen.
Beispiele dafür sind unter anderem Dechlorane Plus, UV-328 oder bestimmte Flammschutzmittel wie Triphenylphosphat. Für Dechlorane Plus gelten beispielsweise inzwischen sehr niedrige Grenzwerte; die europäische POP-Regelung sieht ab April 2028 grundsätzlich einen Grenzwert von 1 mg/kg vor.
Für das mechanische Kunststoffrecycling entsteht dadurch eine enorme Herausforderung. Die derzeit verfügbaren industriellen Sortiertechnologien können Kunststoffe beispielsweise nach Polymerart, Farbe oder anderen physikalischen Merkmalen unterscheiden. Sie können jedoch einen chemischen Zusatzstoff, der innerhalb eines Kunststoffs enthalten ist, nicht gezielt erkennen und aus dem Material entfernen. Auch nachgelagerte Prozessschritte wie Extrusion und Filtration sind nicht dafür ausgelegt, solche molekular im Kunststoff vorhandenen chemischen Elemente selektiv auszuscheiden. Die Fachliteratur beschreibt genau diese Grenze des werkstofflichen Recyclings: Additive, Flammschutzmittel und andere Schadstoffe können mit mechanischen Verfahren häufig nicht vollständig entfernt werden.
Damit entsteht ein Spannungsfeld zwischen regulatorischen Anforderungen und den heute verfügbaren Recyclingtechnologien. Ein Kunststoff kann technisch sehr gut sortierbar, aufbereitbar und hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften hochwertig sein und dennoch aufgrund einer einzelnen regulierten Substanz nicht mehr für bestimmte Anwendungen oder Märkte eingesetzt werden können. Für einen Recyclingbetrieb kann eine solche regulatorische Änderung daher im Extremfall zum „Show-Stopper“ werden.
Die Herausforderung liegt dabei nicht darin, strengere Anforderungen grundsätzlich infrage zu stellen. Umwelt- und Gesundheitsschutz sind wesentliche Ziele einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft. Entscheidend ist vielmehr, dass regulatorische Anforderungen und technologische Möglichkeiten gemeinsam betrachtet werden. Recyclingunternehmen benötigen ausreichend Zeit, um Prozesse und Technologien an neue Anforderungen anzupassen – insbesondere dann, wenn die betreffende Substanz aus Produkten stammt, die vor vielen Jahren unter völlig anderen gesetzlichen Rahmenbedingungen hergestellt wurden.
Eine funktionierende Kreislaufwirtschaft braucht deshalb neben ambitionierten Schadstoffgrenzwerten auch praktikable Übergangsregelungen, verlässliche analytische Verfahren und vor allem technologische Lösungen, mit denen problematische Stoffe tatsächlich aus komplexen Post-Consumer-Materialströmen entfernt werden können. Solange eine solche selektive Entfernung bei vielen Stoffen technisch nicht möglich ist, bleibt die Frage der regulatorischen Verwertbarkeit eine der zentralen Herausforderungen für das hochwertige mechanische Kunststoffrecycling.
Digitalisierung, Automatisierung, technologische Innovation und KI als nächste Schritte
Neben den regulatorischen Herausforderungen ist die Modernisierung des Labors für Felber kein abgeschlossener Entwicklungsschritt. Vielmehr sieht er sie als Grundlage für weitere Verbesserungen. Zwei Themen stehen dabei besonders im Fokus: Digitalisierung und Automatisierung. Erste Schritte wurden bereits gesetzt. Qualitätsdaten werden zunehmend zentral in Systemen erfasst, Messergebnisse automatisch übernommen und Prozesse digital dokumentiert. Das reduziert manuelle Übertragungen und verbessert gleichzeitig die Auswertbarkeit der Daten.
Künftig könnten auch KI-Anwendungen im gesamten Unternehmensprozess eine größere Rolle spielen. Denkbar wären beispielsweise Systeme zur automatisierten Analyse von Qualitätsdaten, zur Erkennung von Abweichungen, Effektivität in Arbeitsprozessen oder zur Unterstützung visueller Prüfungen. Für Felber geht es dabei nicht darum, manuelle menschliche Tätigkeiten zu ersetzen. Entscheidend ist für ihn vielmehr, neue Technologien dort einzusetzen, wo sie Prozesse verbessern, die Wettbewerbsfähigkeit stärken und die Wertschöpfung stärken können.
Gerade unter wirtschaftlich schwierigen Rahmenbedingungen sind moderne Anlagen im Wertschöpfungsbereich, moderne Unternehmensprozesse, eine smarte Produktentwicklung und eine festverankerte Qualitätssicherung wesentliche Voraussetzungen dafür, die industrielle Wertschöpfung auch langfristig am Standort erhalten zu können. Das neue Labor steht damit für deutlich mehr als zusätzliche Fläche und neue Prüfgeräte. Es ist Teil eines laufenden Entwicklungsprozesses mit einem klaren Anspruch: Aus einem heterogenen Abfallstrom soll verlässlich ein hochwertiger, dokumentierter und für den Kunden planbarer Rohstoff entstehen. Und die Qualität dieses Rohstoffs soll nicht nur kontrolliert, sondern kontinuierlich weiter verbessert werden.
Qualität sichern, Innovation vorantreiben und Wertschöpfung stärken
Gerade unter wirtschaftlich herausfordernden Rahmenbedingungen sind moderne Anlagen entlang der Wertschöpfungskette, effiziente und moderne Unternehmensprozesse, eine smarte Produktentwicklung und eine fest verankerte Qualitätssicherung wesentliche Voraussetzungen dafür, industrielle Wertschöpfung langfristig zu sichern.
Das neue Labor steht daher für deutlich mehr als zusätzliche Fläche und moderne Prüfgeräte. Es ist ein weiterer Baustein in einem kontinuierlichen Entwicklungs- und Digitalisierungsprozess. Der Anspruch ist klar: Aus einem heterogenen Abfallstrom soll verlässlich ein hochwertiger, dokumentierter und für den Kunden planbarer Rohstoff entstehen. Qualität wird dabei nicht erst am Ende des Prozesses kontrolliert, sondern entlang der gesamten Wertschöpfungskette konsequent abgesichert, überwacht und weiterentwickelt.
Die neue Infrastruktur steht für einen modernen und ganzheitlichen Ansatz in der Recyclingwirtschaft. Sie schafft die Voraussetzungen, um die gesamte Prozesskette kontinuierlich weiterzuentwickeln, Qualität frühzeitig abzusichern und neue Anforderungen gezielt in die Produkt- und Prozessentwicklung einfließen zu lassen. Damit werden die Grundlagen für verlässliche Produkte, stabile Prozesse und eine nachhaltige Wertschöpfung am Standort geschaffen.
Wir müssen den Recyclingkunststoff nicht nur technisch beherrschen, sondern wirtschaftlich weiterentwickeln. Genau darin liegt für uns der Anspruch: Aus komplexen Stoffströmen hochwertige, verlässliche und wettbewerbsfähige Produkte zu schaffen.
Das neue Labor ist dabei weit mehr als eine Investition in Prüfkapazität. Es ist eine Investition in unsere technologische Kompetenz, in die Qualität unserer Produkte und damit letztlich in die Zukunft der industriellen Wertschöpfung am Standort.