DiDe4Rec - Digitales Design 4 Recycling für faserverstärkte Leichtbaustrukturen

Abstract

Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens DiDe4Rec war die Entwicklung und Validierung eines ganzheitlichen Entwicklungsansatzes für kreislauffähige Leichtbauprodukte auf Basis faserverstärkter thermoplastischer Kunststoffe. Damit sollen Produktentwickler befähigt werden, neben technischen und ökonomischen Anforderungen auch ökologische Gesichtspunkte der Kreislaufführung bereits im Konstruktionsprozess zu berücksichtigen. Im Kern stehen dabei folgende Aspekte:

Material- und Prozessdaten: Die Erfassung, Aufbereitung und Bereitstellung von Werkstoffkennwerten, Prozessparametern und Umwelteinflüssen bildet die Grundlage für eine fundierte Entscheidungsunterstützung im Produktentwicklungsprozess. Integration der gesamten Prozesskette: Vom Produktdesign über die Herstellung und Nutzung bis hin zur Trennung, Aufbereitung und Wiederverarbeitung werden alle relevanten Schritte berücksichtigt. Kompensation der Eigenschaftsdegradation bei Rezyklaten: Durch die Digitalisierung der Prozessrouten und den Einsatz KI-basierter Auswertungsmethoden soll es möglich werden, Degradationseffekte auszugleichen. Virtuelle Prozessketten: Durch die Kopplung physischer und virtueller Prozessketten können Struktur-Eigenschafts-Beziehungen rezyklierter Werkstoffe verstanden, prognostiziert und in die Produktentwicklung zurückgespielt werden. Exemplarische Validierung: Der Ansatz wird anhand von thermoplastischen Leichtbauprodukten erprobt. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der stofflichen Nutzung von Glasfasern aus duroplastischen Vorprodukten (Thermoformen) sowie mechanisch recycelten FKV-Bauteilen (Spritzgießen).