Laufzeit:
2025 – 2030
Förderung:
Bundesministerium für Bildung und Forschung, Förderkennzeichen: 02P24Q920, 02P24Q921, 02P24Q922, 02P24Q923, 02P24Q924, 02P24Q925, 02P24Q926, 02P24Q927
Projektträger:
PTKA Projektträger Karlsruhe
Projektsteckbrief einsehen
Prof. Dr. Michael Thomas
Leitung Fraunhofer-Zentrum Circular Economy für Mobilität CCEM
Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
CirProTech – Circular Production Polymer Technologies
Problemstellung
Das Verbundprojekt „CirProTech – Circular Production Polymer Technologies“ wird im Rahmen der dritten Förderphase des Forschungscampus Open Hybrid LabFactory (OHLF) durchgeführt. Angesichts globaler Herausforderungen im Umgang mit Kunststoffen wird eine nachhaltige Produktion immer wichtiger, wie die EU-Vorgaben für Recyclingquoten im Mobilitätssektor zeigen. Traditionelle, lineare Produktionsweisen verursachen erhebliche Umweltverschmutzung und Ressourcennutzung, insbesondere durch klimaschädliche Treibhausgase. Im Mobilitätssektor, vor allem in der Automobilindustrie, werden viele Kunststoffbauteile verwendet, was die Branche vor eine tiefgreifende Transformation zur nachhaltigen Nutzung stellt. Auch die Luft- und Raumfahrtindustrie zeigt steigendes Interesse an der Verwendung von Rezyklaten, insbesondere von Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffen (CFK).
Vorgehensweise
Wichtige Herausforderungen sind die Sicherstellung ausreichender Mengen qualitativ hochwertiger, recycelter Materialien und die technologische Entwicklung von Wiederverwendungsprozessen. Zudem sind Methoden zur Detektion von Kunststoffsorten und Kohlenstofffaserqualitäten sowie eine transparente, datengetriebene Produktion erforderlich. Eine enge Zusammenarbeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette und branchenübergreifende Standards sind ebenfalls entscheidend für eine erfolgreiche Umsetzung. Zur Realisierung des Closed-Loop CFK-Recyclings wird die plasmaunterstützte Pyrolyse (PAP) erforscht, um CFK ökologisch und ökonomisch zu verwerten. Ziel ist die Rückgewinnung unbeschädigter Kohlenstofffasern zur Wiederverwendung in neuen CFK-Bauteilen, während organische Bestandteile zu nutzbaren Pyrolyseprodukten umgewandelt werden. Hierfür wird ein neuer Ansatz zur Nutzung von Mikrowellenplasmen erforscht, um organische Harze im CFK-Verbund zu thermochemisch umzusetzen ohne die Kohlefasern zu sehr zu schädigen. Beim Recycling von Kunststoffen kommen moderne spektroskopische Methoden wie FTIR- und THz-Spektroskopie zum Einsatz. Diese ermöglichen es, auch schwarze Kunststoffe und lackierte Oberflächen genau zu analysieren und effizient zu sortieren. Zudem wird erforscht, wie sich Lacke und Beschichtungen durch neue Verfahren wie Blitzlichttemperung ablösen lassen. Durch die Kombination datenbasierter Methoden und des Life Cycle Engineering sollen Recyclingprozesse optimiert werden. Das Ziel ist eine nachhaltige Wertschöpfung und der Übergang zu einer echten Kreislaufwirtschaft.
Projektziel
Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Implementierung nachhaltiger, geschlossener Materialkreisläufe (Closed-Loop) für Kunststoff- und CFK-Bauteile. Das Projekt fokussiert sich auf zwei Anwendungsfälle: das Kunststoffrecycling für Automobilbauteile und das Recycling von CFK-Strukturen. Durch die Umstellung auf zirkuläre Produktionsprozesse soll der Bedarf an Primärressourcen verringert und Abfall reduziert werden. Dies verbessert die ökologische Bilanz und eröffnet wirtschaftliche Chancen für nachhaltige Unternehmen.
Projektpartner
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