Digitaler Design for Recycling Prozess: Forschungsprojekt DiDe4Rec zur Kreislaufführung von faserverstärkten Leichtbaustrukturen gestartet

Eine nachhaltige und effiziente Ressourcennutzung durch zirkuläre Wertströme ist unabdingbar, um die ökologischen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts meistern zu können. Sowohl in der Gesellschaft als auch in der Politik ist das Thema so präsent wie noch nie. Auf Grundlage der daraus resultierenden Kundenwünsche und gesetzlichen Vorgaben richtet sich die Industrie dementsprechend aus. „Design for Recycling“ in Kombination mit Leichtbau ist ein Weg, diesen neuen Anforderungen zu begegnen.

Ziel von DiDe4Rec ist es, einen ganzheitlichen Entwicklungsansatz für kreislauffähige Leichtbauprodukte auf Basis faserverstärkter Polymere zu erarbeiten und zu validieren. Dieser befähigt den Produktdesigner, neben technischen Vorgaben und dem ökonomischen Umfeld auch die ökologische Dimension der Kreislauffähigkeit bereits im Konstruktionsprozess zu berücksichtigen. Hierbei ist die lebenszyklusübergreifende Kenntnis der Zusammenhänge zwischen Verarbeitung, Nutzung, Aufbereitung und Wiedereinsatz der Werkstoffe ein Kernaspekt, welcher im Vorhaben durch die digitale Bereitstellung und Analyse von Material-, Prozess- und Umweltinformationen erfolgen wird. Es stehen daher neben dem eigentlichen „Design for Recycling“ die Beschreibung der Produkt- und Qualitätskenngrößen sowie deren Veränderung durch die entsprechende Prozessgestaltung und die einhergehende Datenerfassung im Fokus.

Im Rahmen des Projektes 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, sodass ein breites Spektrum an Anwendungen aus verschiedenen Branchen profitiert und die Akzeptanz für “Design for Recycling” im Markt gesteigert wird. DiDe4Rec hat dabei keinen geringeren Anspruch als ein anwenderorientiertes Musterprojekt für nachhaltige Produkte von morgen zu sein.

Im Rahmen von DiDe4Rec will das ILK die komplexe Interaktion zwischen Produktentstehung, Nutzung, Aufbereitung und Wiedereinsatz besser verstehen und am Beispiel des Spritzgießens anwendungsnah untersuchen. Anhand von Beispielbauteilen sollen qualitätsrelevante Prozess- und Werkstoffdaten über mehrere Lebenszyklen erfasst werden, um eine dynamische Materialkarte zu entwickeln, welche das Werkstoffverhalten in Abhängigkeit der lebenszyklusübergreifenden Werkstoffhistorie und des Rezyklatanteils beschreibt.

Das Projektkonsortium der acht Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft wird koordiniert von der 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. Unterstützt wird das Vorhaben durch den 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 und dadurch mit mehr als 130 Partnerinstitutionen aus Industrie und Forschung verbunden. Dies ermöglicht den Forscher*innen die branchenübergreifende Vernetzung und bietet optimale wissenschaftliche sowie wirtschaftliche Verwertungsmöglichkeiten.

Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt DiDe4Rec wird im Rahmen des Technologietransfer-Programms Leichtbau (TTP LB) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) unter dem Förderkennzeichen 03LB3047 gefördert und vom Projektträger Jülich (PTJ) betreut. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor.