SmartERZ : Smartes Recycling
SmartERZ

Smartes Recycling

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Untersuchungen zum Recycling smarter Textilien, (Source: STFI)
Untersuchungen zum Recycling smarter Textilien, (Source: STFI)

Die Werkstoffe für den Automobilbau, Schiffsbau und die Luftfahrtindustrie sowie für Windenergieanlagen sollen leicht, ressourcenschonend und gleichzeitig hochbelastbar sein. Faserverstärkte Composites rücken immer mehr in den Fokus, da deren Eigenschaften in Kombination mit Glas- oder Carbonfasern den metallischen Materialien oftmals überlegen sind. Wichtig sind dabei auch nachhaltige Herstellungsverfahren sowie auch Recyclinglösungen. Im Projekt Tricycle arbeitet das branchenübergreifende Technologiebündnis SmartERZ gemeinsam an geeigneten, skalierbaren und wirtschaftlich tragfähigen Prozessen zum Recycling von Smart Composites. Momentan gibt es dafür keine Anbieter oder Konzepte am Markt.
Smart Composites bestehen aus Werkstoffen, deren Funktionalisierung durch die Integration oder Applikation elektrisch leitfähiger Komponenten, z. B. Sensoren oder Mikroprozessoren, erreicht wird. Dazu zählen zum Beispiel smarte Textilien, die elektronisch wärmen, Lichtsignale geben oder zur Datenübertragung genutzt werden können.

Das breite Anwendungsspektrum und die vielseitigen Einsatzgebiete dieser intelligenten Verbundwerkstoffe und Multimaterialverbunde werden perspektivisch zu einem wachsenden Bedarf und einer stärkeren Nachfrage führen. Die funktionale Verbindung verschiedener Materialien wie Kunststoff, Metall und Textil wirft allerdings beim Thema Recycling Nachhaltigkeitsfragen auf. Im Erzgebirge werden dafür bereits heute Lösungen entwickelt. Im Rahmen des WIR!-Projektes SmartERZ ist das Verbundprojekt Tricycle entstanden. Mit dem Fokus auf den Strukturwandel im Erzgebirge haben sich 8 ortsansässige Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammengetan, um ein Recyclingkonzept aufzustellen und die Grobplanung für ein Recycling Center zu entwickeln. Das Ende des Produktlebenszyklus und die Wiederaufbereitung stehen dabei im Mittelpunkt des Entwicklungsprozesses. Im Ergebnis sollen effektive und maßgeschneiderte Maßnahmen für eine möglichst hochwertige Wiederverwendung entstehen. Diese sollen dem steigenden Aufkommen an Abfällen aus diesem wachsenden Bereich der Industrie begegnen. Klassische Herausforderungen für die Projektbeteiligten sind die irreversiblen Verbindungstechniken (z. B. Kleben, Faser-Matrix-Haftung), die Integration vieler verschiedener Materialien in geringen Mengen sowie Form und Größe der Bauteile.

In der ersten Phase des Tricycle-Projekts wurde der Bedarf bei mittelständischen Unternehmen in der Region Erzgebirge abgefragt, um die aktuellen Gegebenheiten und den Status quo in Bezug auf technologische Recyclingkonzepte bestmöglich abzubilden. Für ein fundiertes Recyclingkonzept wurden 3 Referenzbauteile für den vorgesehenen Prozess ermittelt, die in der erzgebirgischen Wirtschaft Verwendung finden, und folgenden Bereichen zugeordnet: Automotive, Technische
Textilien mit applizierter Zusatzfunktion und Technische Textilien mit integrierter Zusatzfunktion. Basierend auf dieser Auswahl, analysiert das Projektteam momentan die Herstellungs- und bisherigen Recyclingprozesse der Referenzbauteile. Das beinhaltet auch die Planung praktischer Versuche zum Recycling. Dabei fokussieren sich die Projektpartner auf ihr Know-how in verschiedenen chemischen, thermischen und mechanischen Prozessen zur Separierung, Rückführung und Wiederverwendung der eingesetzten Materialien. Obwohl die Materialien selbst recycelbar sind, müssen diese dennoch für den Prozess optimal vorbereitet bzw. fachgerecht aufbereitet werden. Die Expertise und Technologiekompetenz, die hierfür benötigt wird, ist bei den beteiligten Projektpartnern durch jahrzehntelange Erfahrung und zahlreiche Innovationen vorhanden. Das Zusammenspiel aller Beteiligten im Projekt Tricycle stellt bereits jetzt die Weichen für das geplante Recyclingcenter, um dieses später zum Drehkreuz zwischen regionalen Produktionsunternehmen und dem Recycling weiterzuentwickeln.
Dieses soll als „Open Factory“ aufgebaut werden, um den Unternehmen des SmartERZ-Bündnisses bzw. perspektivisch der Region Erzgebirge eine gemeinsame Nutzung zu ermöglichen. Die Entwicklung des Recyclingkonzepts und die konzeptionelle Planung des „SmartERZ Smart Composites Recycling Centers“ verschafft dem Erzgebirge eine zentrale Kompetenz in diesem Bereich, bindet Fachkräfte und zieht Kunden aus dem nationalen und internationalen Produktionsumfeld in die Region.  

Um geeignete Konzepte, Technologien und Prozessketten zu entwickeln, wird auf bestehende Technologien, Prozesse und Anlagen aus den Bereichen der Textil- und Kunststofftechnik sowie der Elektrotechnik der Projektbeteiligten zurückgegriffen.
Unter Leitung des Sächsischen Textilforschungsinstituts e.V. (STFI), Chemnitz, als Verbundkoordinator mit seiner über 30-jährigen Erfahrung in der Textilbranche und speziellem Know-how im Recycling von Carbonabfällen haben sich weitere Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengefunden. Dazu zählen das Textilunternehmen Curt Bauer GmbH, die Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb der TU Chemnitz, das Ingenieurbüro Matthias Weißflog, der Hersteller für Faserverbundbauteile Cotesa GmbH, der Spezialvlieshersteller Norafin Industries (Germany) GmbH, das Recyclingunternehmen Becker Umweltdienste GmbH und die Hörmann Rawema Engineering & Consulting GmbH. Am Ende der Projektlaufzeit sollen ein einsatzfähiges, technologisches Recyclingkonzept für die zukünftigen entstehenden smarten Produkte sowie die in der Produktion entstehenden Abfälle und ein Konzept für den Aufbau eines Recyclingcenters vorliegen, das im Erzgebirge entstehen soll.

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