22.02.2024 Rezyklate in hochbeanspruchten Anwendungen

in technisch anspruchsvollen Anwendungen werden Kunststoffrezyklate bislang nur zurückhaltend eingesetzt, da diese gegenüber Neuwarenkunststoffen andere Materialeigenschaften aufweisen und die Langzeitbeanspruchbarkeit nur unzureichend bekannt ist. Diese Gegebenheiten sind auf Vorschädigungen und Verunreinigungen aus der vorangegangenen Anwendung sowie auf Mischungseffekte verschiedener Stoffströme zurückzuführen. Um Kunststoffrezyklate zuverlässig in technischen Anwendungen einsetzen zu können, sind ein grundlegendes Verständnis dieser Zusammenhänge sowie methodische Ansätze zur Berücksichtigung dieser Einflussgrößen in der Bauteilauslegung eine Grundvoraussetzung. Bei OEMs und Herstellern von Kunststoffbauteilen aus der Automobil-, Nutzfahrzeug- oder Weißwaren-Industrie liegen diese Grundlagen häufig sehr unvollständig vor.

Eine Fragestellung ist z.B., wie mit Chargenschwankungen umgegangen werden kann, denn größere Streubreiten in den mechanischen Kennwerten führen zu größeren Ausfallwahrscheinlichkeiten eines Produktes und sind im schlimmsten Fall sicherheitsrelevant. Daher müssen diese bei der Bemessung von Bauteilen berücksichtigt werden. Aktuell führt das zu höheren Sicherheitsfaktoren und damit verbundenen höheren Wandstärken, die dem Leichtbau und damit der Ökonomie und Ökologie entgegenwirken. Des Weiteren ist das Verhalten unter Langezeitbelastung in hochbeanspruchten Anwendungen und eventuellen Änderungen des Materialverhaltens durch äußere Einflüsse nicht genügend bekannt. Diese Merkmale müssen zwingend bei der Nachweisführung eines Produktes berücksichtigt werden, um die Produktlebensdauer einer Komponente zuverlässig abzuschätzen.

An dieser Stelle wird das neue industrielle Verbundprojekt ansetzen und exemplarisch zwei unterschiedliche Rezyklat-Materialien untersuchen. Das kann z.B. rPP oder rPA sein und richtet sich nach den Anforderungen der Verbundteilnehmenden. Die Untersuchungen werden parallel an äquivalenten Neuwarematerial durchgeführt, um einen direkten Abgleich von Rezyklat zu Neuware zu ermöglichen. Die Projektpartner werden befähigt, die Herausforderungen und Potenziale durch den Einsatz von Kunststoffrezyklaten bewerten zu können sowie notwendige Materialuntersuchungen zur Qualifikation von Kunststoffrezyklaten abzuleiten. Mit den gewonnenen Erkenntnissen können sie ihre eigenen Bemessungsmethoden zur Bauteilauslegung anpassen, um technische Bauteile aus Rezyklaten betriebsfest auszulegen. Gegenüber Materialherstellern können sie ihre Anforderungen spezifischer formulieren, um ein höheres Maß an Zuverlässigkeit zu erlangen. Dieses Verbundprojekt richtet sich an Firmen entlang der Wertschöpfungskette – beginnend beim Granulat bis hin zum fertigen Bauteil und dem Recycling.

Das Projekt ist offen für weitere Partner aus Industrie und Wirtschaft.