Fraunhofer LBF: Neues Projekt „Kunststoffrezyklate in technischen Bauteilen zuverlässig einsetzen“ – Industriepartner gesucht

Nachhaltigkeitsexperte Dominik Spancken will industrielle Partner aus der Kunststoffbranche befähigen, Potenziale von Kunststoffrezyklaten besser bewerten zu können damit mehr technische Bauteile aus Rezyklaten eingesetzt werden - (Bild: Fraunhofer LBF).

Ökologische und gesellschaftliche Verpflichtungen zwingen uns, Kunststoffabfälle im Kreislauf zu führen, um unseren Konsum ressourceneffizienter und nachhaltiger zu gestalten. Zudem fordern gesetzliche Auflagen den anteiligen Einsatz von Kunststoffrezyklaten in technischen Bauteilen. Mit dem neuen Projekt „Kunststoffrezyklate in technischen Bauteilen zuverlässig einsetzen“ will das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF gemeinsam mit Partnern grundlegende Wirkzusammenhänge aus Stoffstrom, Verarbeitung und Langzeitverhalten in hoch beanspruchten Anwendungen untersuchen. Ziel ist es, Produkte nachhaltiger und langlebiger herzustellen und mehr Kunststoffrezyklate zuverlässig in technischen Anwendungen einzusetzen.

Bisher werden Kunststoffrezyklate in technisch anspruchsvollen Anwendungen nur zurückhaltend eingesetzt, da sie im Vergleich zu Neukunststoffen andere Materialeigenschaften aufweisen und das Langzeitverhalten nur unzureichend bekannt ist. Dies ist auf Vorschädigungen und Verunreinigungen aus der Voranwendung sowie auf Vermischungseffekte verschiedener Stoffströme zurückzuführen. Um Kunststoffrezyklate zuverlässig in technischen Anwendungen einsetzen zu können, sind ein grundlegendes Verständnis dieser Zusammenhänge sowie methodische Ansätze zur Berücksichtigung dieser Einflussgrößen bei der Bauteilauslegung Grundvoraussetzung. Bei OEMs und Herstellern von Kunststoffbauteilen aus der Automobil-, Nutzfahrzeug- oder Haushaltsgeräteindustrie sind diese Grundlagen häufig nur sehr lückenhaft vorhanden.

Einflussfaktoren für zuverlässige Kunststoffrezyklate
Eine treibende Fragestellung ist beispielsweise, wie mit Chargenschwankungen umgegangen werden kann, da größere Streubreiten der mechanischen Kennwerte zu höheren Ausfallwahrscheinlichkeiten eines Produktes führen und im schlimmsten Fall sicherheitsrelevant sind. Sie müssen daher bei der Auslegung von Bauteilen berücksichtigt werden. Derzeit führt dies zu höheren Sicherheitsfaktoren und damit zu höheren Wanddicken, was dem Leichtbau und damit der Ökonomie und Ökologie entgegensteht. Darüber hinaus sind das Verhalten unter Langzeitbelastung in hochbeanspruchten Anwendungen und mögliche Änderungen des Werkstoffverhaltens durch äußere Einflüsse nicht ausreichend bekannt. Diese Eigenschaften müssen bei der Produktnachweisführung unbedingt berücksichtigt werden, um die Produktlebensdauer eines Bauteils zuverlässig abschätzen zu können.

Genau hier setzt das neue Industrieverbundprojekt an und untersucht exemplarisch zwei unterschiedliche Rezyklatwerkstoffe. Dabei kann es sich je nach Anforderung der Verbundteilnehmer um rPP oder rPA handeln. „Die Untersuchungen werden parallel an äquivalenten Neuwarematerial durchgeführt, um einen direkten Abgleich von Rezyklat zu Neuware zu ermöglichen“, erklärt Dominik Spancken, bundesweit erster Doktor der Nachhaltigkeitswissenschaften und Wissenschaftler am Fraunhofer LBF.

Wettbewerbsfähig bleiben: Lebensdauer von Rezyklaten bewerten
Die Projektpartner sollen in die Lage versetzt werden, die Herausforderungen und Potenziale des Einsatzes von Kunststoffrezyklaten abzuschätzen und notwendige Materialuntersuchungen zur Qualifizierung von Kunststoffrezyklaten abzuleiten. Mit den gewonnenen Erkenntnissen sollen sie in die Lage versetzt werden, ihre eigenen Berechnungsmethoden zur Bauteilauslegung anzupassen, um technische Bauteile aus Rezyklaten funktionssicher auslegen zu können. Gegenüber Materialherstellern sollen sie ihre Anforderungen spezifischer formulieren können, um eine höhere Zuverlässigkeit zu erreichen. Das Verbundprojekt richtet sich an Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette vom Granulat über das fertige Bauteil bis hin zum Recycling.

Industrielle Projektpartner gesucht
Das Projekt ist offen für weitere Partner aus Industrie und Wirtschaft. Details zu den Schwerpunkten und zum weiteren Vorgehen finden Interessierte unter folgendem Link: www.lbf.fraunhofer.de/de/verbundprojekte/kunststoffrezyklate-technische-anwendungen.html?utm_source=PI-VerbundprojektSpancken

Weitere Informationen: www.lbf.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt

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