Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (Fraunhofer LBF) hat vergangene Woche ein neues Projekt zum Thema „Kunststoffrezyklate in technischen Bauteilen zuverlässig einsetzen“ angekündigt. Dabei sollen gemeinsam mit Partnern „grundlegende Wirkzusammenhänge aus Stoffstrom, Verarbeitung und Langzeitverhalten von Kunststoffrezyklaten in hochbeanspruchten Anwendungen“ betrachtet werden. Ziel sei es, Produkte nachhaltiger und haltbarer herzustellen und mehr Kunststoffrezyklate zuverlässig in technisch anspruchsvollen Anwendungen einzusetzen.
Bislang würden Kunststoffrezyklate in solchen Anwendungen nur zurückhaltend eingesetzt, da diese gegenüber Neuwarenkunststoffen andere Materialeigenschaften aufweisen und die Langzeitbeanspruchbarkeit nur unzureichend bekannt sei. Die veränderten Eigenschaften seien auf potentielle Vorschädigungen und Verunreinigungen aus der vorangegangenen Anwendung sowie auf Mischungseffekte verschiedener Stoffströme zurückzuführen, so das Fraunhofer LBF.
Um Kunststoffrezyklate zuverlässig in technischen Anwendungen einsetzen zu können, seien ein grundlegendes Verständnis dieser Zusammenhänge sowie methodische Ansätze zur Berücksichtigung dieser Einflussgrößen in der Bauteilauslegung eine Grundvoraussetzung. Bei Originalgeräteherstellern (OEMs) und Herstellern von Kunststoffbauteilen aus der Automobil-, Nutzfahrzeug- oder Weißwaren-Industrie lägen diese Grundlagen häufig nur unvollständig vor.
Einflussfaktoren für zuverlässige Kunststoffrezyklate
Das Fraunhofer LBF will im Rahmen des Projektes insbesondere klären, wie mit Chargenschwankungen umgegangen werden kann, denn größere Streubreiten in den mechanischen Kennwerten führen zu größeren Ausfallwahrscheinlichkeiten eines Produktes und seien im schlimmsten Fall sicherheitsrelevant. Um diese möglichen Risiken auszugleichen, würden derzeit beispielsweise Bauteile mit höheren Wandstärken konstruiert, was der Ökonomie und Ökologie dieser Teile entgegenwirke.
Zudem müssen das Verhalten unter Langzeitbelastung in hochbeanspruchten Anwendungen und eventuelle Änderungen des Materialverhaltens durch äußere Einflüsse besser erforscht werden, um die Produktlebensdauer einer Komponente zuverlässig abschätzen zu können.
An dieser Stelle soll das neue industrielle Verbundprojekt ansetzen und exemplarisch zwei unterschiedliche Rezyklat-Materialien untersuchen. Welche Materialien ausgewählt werden, wird sich nach den Anforderungen der Verbundteilnehmenden richte, so das Institut.
„Die Untersuchungen werden parallel an äquivalenten Neuwarematerial durchgeführt, um einen direkten Abgleich von Rezyklat zu Neuware zu ermöglichen“, erklärt Dominik Spancken, Wissenschaftler am Fraunhofer LBF.
Projektpartner aus der Industrie gesucht
Das Verbundprojekt richtet sich an Firmen entlang der Wertschöpfungskette – vom Granulat bis hin zum fertigen Bauteil und dem Recycling – und ist noch offen für weitere Partner aus Industrie und Wirtschaft. Die Partner sollen im Rahmen des Projekts befähigt werden, die Herausforderungen und Potenziale durch den Einsatz von Kunststoffrezyklaten zu bewerten sowie notwendige Materialuntersuchungen zur Qualifikation von Rezyklaten abzuleiten. Mit den gewonnenen Erkenntnissen können sie nach Einschätzung des Fraunhofer LBF ihre eigenen Bemessungsmethoden zur Bauteilauslegung anpassen, um technische Bauteile aus Rezyklaten betriebsfest auszulegen.
Details zu den Projektschwerpunkten und dem weiteren Vorgehen finden Interessierte hier.
