Elf Fraunhofer-Institute zeigen ihre Innovationen auf der diesjährigen K. Diese Fortschritte umfassen alles von kreisförmigem Design und Monomaterialien bis hin zu biobasierten Folien und Polyamiden aus verschiedenen Produktionsrückständen. Unterschiedliche Materialflüsse werden in einem interaktiven "Miniatur-Wunderland" der Kreislaufwirtschaft greifbar dargestellt.
Wachsende Sorgen um Nachhaltigkeit, immer strengere regulatorische Anforderungen und technologische Innovationen verändern die Kunststoffindustrie. Besonders gefragt sind Lösungen, die zu einer Kreislaufwirtschaft passen. Die interaktive Miniaturlandschaft des Fraunhofer-Exzellenzclusters Circular Plastics Economy CCPE präsentiert wissenschaftliche Fortschritte in einem unterhaltsamen und ansprechenden Format und visualisiert im Maßstab 1:87 verschiedene Materialflüsse in einer vollumfänglichen Kreislaufwirtschaft. Zum Beispiel können Besucher den Weg verfolgen, den Partikelschäume von ihrer Verwendung als Dämmstoffe bis zu ihrer chemischen Zerlegung in ihre einzelnen Komponenten und dann zu ihrer Neugestaltung und nachhaltigen Wiederverwendung zurücklegen. Dieses Modell berücksichtigt sowohl nachhaltige Logistiklösungen als auch kreisförmiges Design. Eine Recyclingkaskade zeigt, welche Recyclingwege für unterschiedliche Abfallströme geeignet sind. Unternehmen können auch das Circular Readiness Level® (GRL)®Online-Tool nutzen, um zu testen, wie gut ihre Produkte in die Kreislaufwirtschaft passen und sehen, welche ihrer Produktionsprozesse optimiert werden können.
Circular Thursday, eine eintägige Themenveranstaltung des Fraunhofer CCPE am Stand C40 in Halle 6 am 9. Oktober im Rahmen einer Sonderschau mit dem Titel Plastics Shape the Future in Kooperation mit Plastics Europe Germany, dreht sich ebenfalls um die Frage, wie sich Materialkreisläufe schließen lassen. Manfred Renner, Leiter des Fraunhofer CCPE und des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, erklärt: „Wir präsentieren auf der K 2025 Kreislauflösungen für die Kunststoffindustrie. Ich glaube fest daran, dass Deutschland ein zentraler Knotenpunkt in der europäischen und globalen Kreislaufwirtschaft sein kann. Die technologischen Grundlagen sind da, aber jetzt müssen sie in die industrielle Umsetzung übergehen. Am Circular Thursday werden wir zeigen, wie wir dorthin gelangen und den Forschungssektor und die Industrie zusammenbringen, um die Diskussion zu erleichtern.
Kreisförmiges Design – nachhaltig von Anfang an
Ein Schwerpunkt sowohl für das Modell als auch für die reale Kreislaufwirtschaft ist das Circular Design, das zunehmend ein Schlüsselfaktor in der Produktentwicklung ist. Dabei geht es nicht nur darum, Materialkreisläufe zu schließen, sondern auch zu verlangsamen. Dabei geht es darum, Produkte so zu gestalten, dass sie weniger Material benötigen und intensiver genutzt werden können, und gleichzeitig sicherzustellen, dass einzelne Produktkomponenten modular und leichter austauschbar sind. Nach diesem Prinzip des kreisförmigen Designs entwickelte das Fraunhofer CCPE gemeinsam mit Partnern einen innovativen und modularen Autositz für Babys und Kleinkinder. Der vollständig überarbeitete Prototyp verwendet wiederverwendbare Komponenten, ist reparierbar und besteht aus biobasierten Materialien auf der Basis einer Biopolymermatrix und einer natürlichen Faserverstärkung. Damit adressiert sie einen weiteren Nachhaltigkeitstrend in der Kunststoffindustrie: Monomaterialien.
Monomaterialien: Weniger ist mehr
Neben dem Prototyp eines Autositzes aus recycelbaren Monomaterialien präsentieren Fraunhofer-Forscher auf der K-Veranstaltung drei weitere leichte Monomaterial-Demonstratoren. Ein innovativer Fahrradhelm des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT besteht vollständig aus Polylactid (PLA), einem biobasierten Kunststoff, der für die Kreislaufwirtschaft geeignet ist. Da es aus einem einzigen Material besteht, kann der Helm recycelt werden, was mit dem vorherigen Verbundwerkstoff nicht möglich war. Im Vergleich zu herkömmlichen Helmen, von denen die meisten in Asien aus erdölbasierten Materialien hergestellt werden, reduziert der PLA-Helm die CO2-Emissionen während der gesamten Lebensdauer um zwei Drittel, ohne auf Schutz oder Funktionalität zu verzichten. Es kann mit den gleichen Massenfertigungsmethoden wie herkömmliche Helme hergestellt werden, was eine wettbewerbsfähige Markteinführung ermöglicht. Die für den Helm entwickelten Materialien und Produktionsmethoden können sich auch auf andere Produkte wie Surfbretter, Rucksäcke, Sportschutzausrüstung und Schaumstoffrollen für Training und Massage übertragen lassen. Weitere innovative Monomaterialien präsentieren die Forscher des Fraunhofer ICT in Form eines modularen Transportgehäuses für urbane Luftmobilität und einer Autositzlehne mit Sandwichstrukturen sowie einem dreischichtigen Recycling-Polyethylenterephthalat (PET).
Biokunststoffe – von Natur aus vielseitig
Auch biobasierte Materialien werden am Fraunhofer-Stand im Fokus stehen. Mehrere Innovationen werden auf einmal präsentiert. Im Rahmen des Kooperationsprojekts „A Matter of Fruit hat Verena Brom, Gründerin des gleichnamigen Startups, gemeinsam mit dem Fraunhofer UMSICHT biologisch abbaubare Folien auf Basis von Produktionsrückständen aus der Saftherstellung weiterentwickelt. Die Zusammenarbeit ermöglichte die Übertragung auf eine kontinuierlich hergestellte Folie, beispielsweise als Lederersatz.
SUBI2Das Flaggschiffprojekt MA (Sustainable Bio-Based and Biohybrid Materials), an dem sechs Fraunhofer-Institute beteiligt sind, konzentriert sich aufgrund ihrer ausschließlichen molekularen Funktionalität auf die Verwendung biobasierter Materialkomponenten. In Zukunft wird die Integration dieser Art von biologischen Komponenten es ermöglichen, völlig neue Materialien zu entwickeln und herzustellen.
Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP wird eine Polyethylen-Alternative in den 20 neuen Arten des Biokunststoffs Polybutylensuccinat (PBS) präsentieren, den Forscher dort entwickelt haben. Diese recycelbaren Materialien können mit üblichen und allgemein verfügbaren Methoden, vom Spritzgießen und Blasformen bis zum Spinnen, zuverlässig verarbeitet werden. Sie sind hitzebeständig bis über 200 Grad Celsius und weisen hervorragende mechanische Eigenschaften auf. Bestehende praktische Anwendungen umfassen Wasserflaschen für den Einsatz in Sport und Fitness.
Diese und weitere Innovationen zeigt die Fraunhofer-Gesellschaft an ihrem Gemeinschaftsstand, Stand 70SC05, in Halle 7.0. Eine Medientour findet am Stand von 11 bis 12 Uhr am 8. Oktober statt.
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