Ziel sind kreislauffähige Leichtbauprodukte

17.02.2023

Digitales Design for Recycling, kurz DiDe4Rec, nennt sich ein neues Forschungsprojekt. Ziel ist es, einen ganzheitlichen Entwicklungsansatz für kreislauffähige Leichtbauprodukte auf Basis faserverstärkter Polymere zu erarbeiten und zu validieren. Die Auftaktveranstaltung fand Ende Januar 2023 im Nationalen Leichtbau-Validierungszentrum am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) in Dresden statt.

Die Akteure sehen „Design for Recycling“ in Kombination mit Leichtbau als Weg, um den Anforderungen an nachhaltige und effiziente Ressourcennutzung zu entsprechen. Der ganzheitliche Entwicklungsansatz befähigt Produktdesigner, neben technischen Vorgaben und dem ökonomischen Umfeld die ökologische Dimension der Kreislauffähigkeit bereits im Konstruktionsprozess zu berücksichtigen.

Lebenszyklusübergreifende Kenntnisse

Hierbei ist die lebenszyklusübergreifende Kenntnis der Zusammenhänge zwischen Verarbeitung, Nutzung, Aufbereitung und Wiedereinsatz der Werkstoffe ein Kernaspekt. Er soll im Vorhaben durch die digitale Bereitstellung und Analyse von Material-, Prozess- und Umweltinformationen erfolgen. Neben dem eigentlichen „Design for Recycling“ stehen die Beschreibung der Produkt- und Qualitätskenngrößen sowie deren Veränderung durch Prozessgestaltung und Datenerfassung im Fokus.

Thermoformen und Spritzgießen im Fokus

Im Projekt wird der Ansatz exemplarisch für die beiden Prozessketten Thermoformen und Spritzgießen von Leichtbauprodukten entwickelt und validiert. Die Methodik soll auch auf andere Prozessrouten übertragbar sein. DiDe4Rec hat dabei keinen geringeren Anspruch als ein anwenderorientiertes Musterprojekt für nachhaltige Produkte von morgen zu sein.

Das ILK will im Projekt die komplexe Interaktion zwischen Produktentstehung, Nutzung, Aufbereitung und Wiedereinsatz am Beispiel des Spritzgießens anwendungsnah untersuchen. Anhand von Beispielbauteilen sollen qualitätsrelevante Prozess- und Werkstoffdaten über mehrere Lebenszyklen erfasst werden. Eine dynamische Materialkarte soll entstehen, welche das Werkstoffverhalten in Abhängigkeit der lebenszyklusübergreifenden Werkstoffhistorie und des Rezyklatanteils beschreibt.

Vorhaben in FOREL eingebettet

Das Projektkonsortium umfasst acht Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft. Koordinator ist die Forward Engineering GmbH. Weitere Partner sind die Baumüller Gruppe, Brose Fahrzeugteile SE & Co. KG, Mitsubishi Chemical Advanced Materials GmbH, Centrotherm Systemtechnik GmbH, Symate GmbH und das Institut für Textiltechnik Augsburg gGmbH. Unterstützung geben der VDMA e.V. AG Hybride Leichtbau Technologien, Geba Kunststoffcompounds GmbH, Simutence GmbH und das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie.

Das Vorhaben ist am ILK in das Forschungsnetzwerk Plattform FOREL eingebettet. Dadurch entsteht eine Verbindung mit mehr als 130 Partnerinstitutionen aus Industrie und Forschung. Dies ermöglicht die branchenübergreifende Vernetzung und bietet optimale wissenschaftliche sowie wirtschaftliche Verwertungsmöglichkeiten.