CirProTech

Über das Projekt

Das Verbundprojekt „CirProTech – Circular Production Polymer Technologies “ wird im Rahmen der dritten Förderphase des Forschungscampus der Open Hybrid LabFactory (OHLF) umgesetzt. Vor dem Hintergrund globaler Herausforderungen im Umgang mit Kunststoffen gewinnt eine nachhaltige Produktionsweise zunehmend an Bedeutung – ein Trend, der sich auch in den Recyclingvorgaben der EU für den Mobilitätssektor widerspiegelt. Lineare Produktionsmodelle führen zu erheblicher Umweltbelastung und hohem Ressourcenverbrauch, insbesondere durch die Emission klimaschädlicher Treibhausgase. Im Mobilitätssektor, insbesondere in der Automobilindustrie, stellt der umfangreiche Einsatz von Kunststoffbauteilen die Branche vor die Notwendigkeit eines tiefgreifenden Wandels hin zu einer nachhaltigen Nutzung. Auch in der Luft- und Raumfahrtindustrie wächst das Interesse an dem Einsatz von Rezyklaten – insbesondere von Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffen (CFK).

Ziele

Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Implementierung nachhaltiger, geschlossener Materialkreisläufe (Closed-Loop) für Kunststoff- und CFK-Bauteile. Der Fokus liegt auf zwei zentralen Anwendungsfällen: dem Recycling von Kunststoffen für den Einsatz in Automobilbauteilen sowie dem Recycling von CFK-Strukturen. Durch die Einführung zirkulärer Produktionsprozesse sollen der Einsatz von Primärressourcen deutlich reduziert und aufkommende Abfallmengen verringert werden. Dies trägt zur Verbesserung der ökologischen Gesamtbilanz bei und schafft zugleich wirtschaftliche Potenziale für Unternehmen, in denen die nachhaltige Wertschöpfung fester Bestandteil von Produktionsprozessen ist.

Umsetzung

Zentrale Herausforderungen bei der Umsetzung sind die Sicherstellung ausreichender Mengen hochwertiger Rezyklate sowie die technologische Weiterentwicklung effizienter Prozesse für das Werkstoffrecycling. Zur Gewährleistung eines sortenreinen Stoffstroms sind präzise Methoden zur Detektion unterschiedlicher Kunststoffsorten und Kohlenstofffaserqualitäten sowie eine transparente, datengetriebene Produktionsweise erforderlich. Eine enge Zusammenarbeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette sowie die Etablierung branchenübergreifender Standards sind wesentliche Voraussetzungen für den erfolgreichen Projektverlauf.

Für die Realisierung eines geschlossenen Materialkreislaufs im CFK-Recycling wird die plasmaunterstützte Pyrolyse (PAP) als Trennverfahren untersucht. Ziel ist es, Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffe ökologisch und ökonomisch aufzubereiten. Dabei sollen die in ihrer Herstellung energieintensiven Kohlenstofffasern zurückgewonnen und für den Einsatz in neuen CFK-Bauteilen nutzbar gemacht werden. Die organischen Bestandteile werden gleichzeitig in verwertbare Pyrolyseprodukte umgewandelt. Im Fokus steht die Entwicklung eines innovativen Ansatzes zur Nutzung von Mikrowellenplasmen, mit dessen Hilfe die organischen Harze des CFK-Verbundwerkstoffs thermochemisch umgesetzt werden können, ohne dass es zu einer signifikanten Schädigung der Kohlenstofffasern kommt.

Im Bereich des Kunststoffrecyclings kommen moderne spektroskopische Verfahren wie die FTIR- und THz-Spektroskopie zum Einsatz. Diese ermöglichen eine präzise Analyse und Sortierung anspruchsvoller Materialien wie den im Automobilbereich oft verwendeten schwarz gefärbten Kunststoffen. Ergänzend wird untersucht, wie sich Lacke und Beschichtungen mithilfe neuartiger Verfahren – wie der Blitzlichttemperung – effizient ablösen lassen.

Durch die Kombination datenbasierter Methoden mit dem Life Cycle Engineering werden Recyclingprozesse gezielt optimiert. Ziel ist eine nachhaltige Wertschöpfung und der konsequente Übergang zu einer echten Kreislaufwirtschaft.