Entwicklung einer Produktionsanlage zur ressourcen- und energieeffizienten Plattenherstellung aus Naturwerkstein (RE2RockCut)

Problemlage
Die Naturwerkstein-Branche verarbeitet Granit-, Marmor-, Kalk- und Sandsteinblöcke aus Steinbrüchen zu Plattenmaterialien. Eingesetzt werden diese beispielsweise für Fassaden- und Wandbekleidungen, Bodenbeläge oder Garten- und Landschaftsbauelemente. Das Auftrennen der Rohblöcke in Plattenformate erfolgt mit sogenannten Trennschleifverfahren, die einen breiten Schnittspalt und damit hohen Materialverschnitt erzeugen. Ein ressourceneffizienter Umgang mit dem Naturstein ist damit folglich nicht möglich. Auf Grund geringer Schnittleistungen entstehen außerdem hohe Fertigungskosten. Durch zunehmende Importe fertiger Naturwerksteinplatten wächst der Druck auf die deutsche Naturwerkstein-Branche. Es bedarf der frühzeitigen Erkennung und Implementierung von Optimierungspotenzialen. Endliche Vorkommen in deutschen Steinbrüchen erfordern zudem einen zeitgemäßen, nachhaltigen Umgang mit der Ressource Naturwerkstein.

Zielstellung
Zielstellung des Forschungsprojekts RE2RockCut ist die Entwicklung innovativer und vor allem kompetitiver Maschinen- und Produktionskonzepte zum prozesssicheren-, ressourcen- und energieeffizienten Fertigen erforderlich. Im Rahmen des Forschungsprojekts wird eine vollautomatisch gesteuerte Produktionsanlage mit innovativer Bandsägetechnologie und einem Ultraschall-Messsystem zur wirtschaftlichen Herstellung von Naturwerksteinplatten entwickelt.

Vorgehensweise
Vor dem Auftrennen in Plattenformate wird mit einem adaptierten Ultraschallsystem eingangs die Qualität der Rohblöcke bestimmt. Dafür wird eine automatisierte Untersuchung auf Fehlstellen innerhalb des Gesteins entwickelt und in ein Analyseprogramm implementiert. Auf Basis der erhobenen Daten definiert die Anlage mit einer erarbeiteten Software den Verwendungszweck der Gesteinsblöcke und berechnet die optimale Positionierung der Sägeschnitte. Die entwickelte Gesteins-Bandsägemaschine trennt die Rohblöcke anschließend in Plattenformate auf. Abschließend werden die Natursteinplatten zur Auftragsverwaltung mit einem produktspezifischen Barcode etikettiert und an ein Lagersystem übergeben.

Ergebnisverwertung
Durch einen Technologiewechsel im Bereich des Trennverfahrens wird eine bis zu 30-fach höhere Ausbringung gegenüber heutigen Verfahren erwartet.Aufgrund der Genauigkeit des Ultraschallsystems können Fehlstellen und Inhomogenitäten ab einer Größe von 50 mm in einer Tiefe von bis zu 2 m detektiert werden. Die entstehenden Verschnittvolumina können durch die innovative Verarbeitung des Naturwerksteins auf 20 v. H. reduziert werden. Darüber hinaus können die Erkenntnisse hinsichtlich der Trenntechnologie auf eine Vielzahl weiterer Verfahren zur Bearbeitung mineralischer Werkstoffe übertragen werden. Beispielhaft sind Bohrverfahren im Berg- und Tunnelbau zu nennen, bei denen die Steigerung der Schnittleistung von wesentlicher Bedeutung ist.

• Behringer GmbH
• GEOTRON-ELEKTRONIK Rolf Krompholz
• inTec automation GmbH
• JAESPA Maschinenfabrik Karl Jäger, Gesellschaft mit beschränkter Haftung
• Natursteinbetrieb Egon und Günther Woitzel GmbH & Co. KG
• Universität Kassel
• Wachenfeld Natursteinwerk GmbH