Wie können komplexe Produkte wie Autoscheinwerfer in eine Kreislaufwirtschaft überführt werden? Dieser Frage widmet sich ein Konsortium unter Führung des FORVIA-Unternehmens HELLA, dem auch Covestro, BMW, geba Kunststoffcompounds sowie das Fraunhofer Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM, das Heinz Nixdorf Institut und die Hochschule Hamm-Lippstadt angehören. Ziel ist eine Nachhaltigkeitsoptimierung über den ganzen Lebenszyklus, um Produkte klimafreundlicher zu gestalten und Ressourcen zu schonen.
Das Forschungsprojekt mit dem Namen NALYSES startete im Oktober 2022. Es ist auf eine Dauer von drei Jahren ausgelegt und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert1. Als weiterer assoziierter Partner ist Miele an dem Projekt beteiligt, um die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die Fertigung von Haushaltsgeräten zu bewerten. Moderne Werkstoffe wie der Kunststoff Polycarbonat erfüllen wichtige Anforderungen bei der Entwicklung und Konstruktion heutiger Scheinwerfer, einschließlich der transparenten Abdeckung solcher Beleuchtungssysteme. Sie spielen aber auch eine wichtige Rolle, wenn es um deren Wiederverwendung, Wiederaufbereitung oder das Materialrecycling am Ende der Nutzungsdauer geht. Aktuelle Entwicklungen zielen außerdem auf eine nachhaltigere Rohstoffbasis ab.
„Schwerpunkt unseres Engagements in diesem wegweisenden Projekt ist die Konzeption einer Material- und Recyclingstrategie. Auf diesem Gebiet verfügen wir über eine umfangreiche Expertise“, erläutert Jan Helmig, Global Technical Marketing Manager Lighting und Projektleiter für NALYSES bei Covestro. „Im Rahmen des neuen Projekts wollen wir gemeinsam mit den Partnern eine seriennahe Lösung entwickeln, die den gesamten Produktzyklus einbezieht.“
Vereinfachtes Recycling durch Fokussierung auf einen Kunststoff
Vor ein paar Jahren stellte Covestro bereits ein visionäres Scheinwerferkonzept für die Fahrzeugbeleuchtung der Zukunft vor. Der modulare Ansatz basiert auf verschiedenen Polycarbonat-Typen und reduziert Montageschritte, Platzbedarf, Kosten – und CO2-Emissionen, denn das Gewicht des Prototyps kann gegenüber herkömmlichen Lösungen um bis zu 1,5 Kilogramm gesenkt werden. Der Clou ist jedoch die Fokussierung auf einen Kunststoff, da dies den Arbeitsaufwand für das Trennen, Sortieren und Lagern in den Recyclingströmen vermindern kann, ohne Leistung einzubüßen.
Außerdem bietet Covestro nachhaltigere Polycarbonat-Typen an. Diese Makrolon® RE Produkte sind von der Wiege bis zum Werkstor von Covestro klimaneutral2, dank der Verwendung von erneuerbarem Strom für die eigenen Produktionsprozesse und der Einführung von Rohstoffen, die aus massenbilanzierten Bioabfällen und Rückständen stammen.
Beleuchtungssysteme sollen künftig so konstruiert werden, dass sie auf einer möglichst hohen Wertschöpfungsebene wiederverwertet werden können. Dazu gehört auch die nochmalige Nutzung ganzer Baugruppen. Im Rahmen des NALYSES-Projekts unterstützt Covestro diese Entwicklungen, auch mit der Bewertung von Technologien für ein werkstoffliches Recycling. Das Unternehmen ist auch für die Charakterisierung und Optimierung von Werkstoffeigenschaften verantwortlich und arbeitet daran, mithilfe geeigneter Materialien die Nutzungsdauer von Scheinwerfern zu verlängern.
Digitaler Zwilling
Das neue Projekt betrachtet die gesamte Wertschöpfungskette vom Rohstoff über die Konstruktion bis zu den Anforderungen an das Gesamtsystem, wie sie von Autoherstellern wie BMW definiert werden. Die Entwicklung und Analyse eines digitalen Zwillings gewährleistet zu jedem Zeitpunkt des Entwicklungsprozesses die Einschätzung der Rezyklierbarkeit und des CO2-Fußabdrucks. So können weniger nachhaltige Entwicklungen bereits vor der Konstruktion und Fertigung vermieden werden.
Bild oben: Ziel des Forschungsprojekts NALYSES ist die Nachhaltigkeitsoptimierung komplexer Produkte wie Scheinwerfer über den ganzen Lebenszyklus. Covestro ist an dem von HELLA geführten Projekt beteiligt und hat bereits ein visionäres Konzept für einen Monomaterial-Scheinwerfer entwickelt, der nur aus Polycarbonat besteht und deshalb einfach recycelt werden kann. Foto: Covestro
