Die Qualität von Rezyklaten gilt als zu gering. Verbessern lässt sie sich mit Additiven, wie der rege Austausch auf dem Praxisforum Kunststoffrezyklate zeigte.

In diesem Jahr lag der Schwerpunkt der Tagung ganz klar auf Additiven für Recyclingmaterialien.

Nachbericht Praxisforum Kunststoffrezyklate 2023

Streifinger, Florian

Recycling

Umweltmanagement

Kunststoff Werkstoffe

Kunststoff-Recycling

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Aufbereitung

Kunststoff-Rezyklat

Additive

Kreislaufwirtschaft

Wie wichtig Additive für das Kunststoffrecycling sind

Recycelte Schokoladenformen aus PC erfüllen in der Regel nicht die Lebensmittelkontaktbestimmungen. Eine neue Recyclingstrategie soll Abhilfe schaffen.

Polycarbonat kommt häufig für Formen in der Schokoladenherstellung zum Einsatz.

Recycling-PC für den Lebensmittelkontakt

Polycarbonat

Thermoplaste

Die Schokoladenseite von Polycarbonat

Das IKT-Kolloquium 2023 zeigte: traditionell muss nicht altbacken heißen. Doppelveranstaltung und großes Thema gaben eine gelungene Kombination.

Der große Andrang zeigte: Das Thema für den Präsenzteil des diesjährigen Stuttgarter Kunststoffkolloquiums war klug gewählt.

Biokunststoffe

Der gewundene Weg zur Klimaneutralität

Neuware ist, seitdem sich die Logistikketten nach Corona in der 2. Jahreshälfte 2022 wieder neu sortiert haben, sehr billig in Europa und verdrängt PET-Rezyklate.

Ungenutzte Ressourcen: Verarbeiter setzen bei PET aktuell wieder mehr auf Neuware.

16:9

Polyethylenterephthalat

„Das gesamte PET-Recycling ist in einer Schieflage“

Christian Schiller hat es sich zum Ziel gesetzt, dass die Floskel „Kunststoffabfälle sind Wertstoffe” Wirklichkeit wird. Sein Mittel der Wahl: Digitalisierung.

Digitale Transformation

Wirtschaft

Innovationen und neue Technologie

Start up

Unternehmen und Unternehmer

Ehrhardt, Melanie

„Wir sehen uns als  Grundlagendigitalisierer“

Pöppelmann K-Tech fertigt Waschkappen für die Automobilindustrie, für deren Material zu einem großen Teil Post-Industrial-Rezyklat (PIR) eingesetzt wird.

Recycling-Waschkappe für die Automobilindustrie: Material und Herstellungsverfahren optimiert, CO2 eingespart, Kreislauf geschlossen

Automotive

Fahrzeugbau

Pöppelmann realisiert Kreislauf für Serienprodukt

Mit ihren Recycling-Plattformen wollen igus und cirplus künftig gemeinsam die regenerative Kunststoffwirtschaft vorantreiben.

Michael Blass, Geschäftsführer e-kettensysteme bei der Igus GmbH (links) und Christian Schiller (rechts), Geschäftsführer bei Cirplus, freuen sich über die Zusammenarbeit.

Unternehmen

kunststoffe.de

Igus investiert in Cirplus

Seit kurzem können Unternehmen die RIGK Abteilung „PlastCert“ beauftragen, ihre Verpackungen nach RecyClass zu zertifizieren.

PlastCert erweitert Service

Recyclingquoten nahe 50 % suggerieren das Bild einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft. Ein Blick hinter diese Zahlen zeigt jedoch, das täuscht.

Nachfrage und Einsatz von Kunststoffrezyklaten erhöhen

Der lange Weg zur Kreislaufwirtschaft

TecPart kommentiert den Entwurf der EU-Kommission zur neuen europäischen Altautoverordnung.

TecPart: „Die Entwicklungszyklen der Automobilindustrie wurden in dem Entwurf nicht berücksichtigt.“

Verbände, Institutionen, Messen

Dienstleistungen

TecPart fordert realistische Quoten

Ein Kunststoffverarbeiter sammelt diese und schickt sie zu Pekutherm, wo sie zu Rezyklaten verarbeitet werden. Das zahlt sich aus.

Verschnitt für Recycling: Das gesammelte Material kann ohne Einbußen in der Qualität in in neues Material verarbeitet werden.

Verschnitt ist Gold wert

Die neuesten technologischen Fortschritte bei der Flakesortierung tragen dazu bei, die Lücke zwischen Angebot und Nachfrage zu schließen.

Gemischte Kunststoffabfälle: Polyolefine machen mit etwa 180,5 Millionen Tonnen den Löwenanteil der jährlichen Kunststoffproduktion aus.

Vom Abfallprodukt zum hochwertigen Rohstoff

Quantensprung bei der Qualität  von Rezyklaten

Die EU-Kommission hat einen Vorschlag für eine neue Altautoverordnung vorgelegt. Darüber sprach Kunststoffe mit TecPart-Geschäftsführer Michael Weigelt.

Michael Weigelt ist Geschäftsführer des Verbands TecPart.

Interview mit TecPart-Geschäftsführer Michael Weigelt

Technische Kunststoffe

Technische Spritzgussteile

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

„Über die Quoten müssen wir reden“

Gleichzeitig konnte der Plastikverbrauch bei den Verpackungen von Lidl und Kaufland weiter reduziert werden.

Verpackungsmittel aus Kunststoffen

Kunststoffverarbeitung

Verpackungstechnik

Schwarz Gruppe steigert Rezyklateinsatz

Vernetzte Kunststoffe können nicht klassisch mechanisch recycelt werden. Einem Konsortium ist nun das chemische Recycling von PE-X gelungen.

Mit chemischem Recycling können auch schwer recycelbare Kunststoffabfälle, etwa aus vernetzten Polymeren, aufbereitet werden. 

Ein Kreislauf für PE-X-Rohre

Polyethylen

Kunststoff-Rohre

Vernetzt und dennoch recycelt

Krisen als Normalzustand – und als Chance

Die CO2-Emissionen von Automobilen sollen nach Wunsch der Hersteller sinken. Und das nicht nur während der Nutzungsphase, sondern ebenfalls in der Produktion. Dazu sollen auch Kunststoffe beitragen. Wie sich das die Fahrzeughersteller vorstellen, zeigte in diesem Jahr sehr gut die Fachkonferenz VDI PIAE.

Die CO2-Emissionen von Autos sollen nach Wunsch der Hersteller sinken – auch durch Kunststoffe. Wie sich die Hersteller das vorstellen, zeigte die VDI PIAE 2023.

Die deutsche Automobilindustrie befindet sich mittlerweile seit Jahren in einer schweren Krise. Diesen Eindruck vermitteln zumindest die Schlagzeilen in den letzten Jahren: Chipmangel, Absatzschwäche während Corona, verschlafene E-Mobilität, der Dieselbetrug bei VW und eine stark wachsende Konkurrenz in China sind nur einige der Beispiele. Gefühlt ist die Krise somit mittlerweile der Normalzustand. Das ist laut Professor Armin Nassehi eigentlich auch wenig überraschend. Ihm zufolge befinden sich moderne Gesellschaften nämlich fast immer in Krisen. Mit dieser Einschätzung in seinem Eröffnungsvortrag auf der diesjährigen VDI PIAE (Plastics in Automotive Engineering) konnte der Soziologe von der Ludwig-Maximilians-Universität München vielleicht dem ein oder anderen Automobilvertreter Mut machen. Und von diesen nahmen Kongressleiter Thomas Drescher, VW, zufolge noch nie so viele an der Veranstaltung teil, wie in diesem Jahr (Bild 1).

In seinem Vortrag ging Nassehi außerdem der Frage nach: Wenn die Krise der Normalzustand ist, welche Situationen werden dann überhaupt als Krisen empfunden? Der Fall ist das ihm zufolge, wenn die Lebenswirklichkeit und die Notwendigkeiten nicht mehr zusammenpassen, wenn sich also verschiedene Ziele nicht mehr kombinieren lassen, passende Entscheidungen für deren Erreichung fehlen und Zukunftsperspektiven nicht mehr vorhergesagt werden können. Dieser Zustand beinhaltet laut Nassehi aber auch Chancen. Krisensituationen brächten nämlich auch neue Optionen und Ideen, das sogenannte ausgeschlossene Dritte, hervor. Anstatt der Alternativen A und B würde auf einmal auch die Option C zur Verfügung stehen.

Ein gutes Beispiel für nicht kombinierbare Zielkonflikte und neue Optionen, die dadurch entstehen, liefern gerade die wachsenden Anforderungen an die Nachhaltigkeit von Fahrzeugen. Das verdeutlichte etwa der Vortrag von Jamie Hartmann und Dr. Thomas Taddigs von VW. Bisher musste ihnen zufolge bei der Materialauswahl für Fahrzeugbauteile nur eine Balance zwischen der Wertigkeit und den Kosten gefunden werden. Nun kommt die Nachhaltigkeit als dritte Kategorie hinzu. Das erhöhe die Komplexität deutlich. Nachhaltigkeit dürfe sich nämlich nicht in höheren Kosten oder einer reduzierten Wertigkeit niederschlagen, da sich das negativ auf die Zufriedenheit der Kunden auswirke. VW sucht den Referenten zufolge deshalb gegenwärtig nach Wegen, CO2-Reduktionen ohne Kostensteigerungen und Qualitätsverlust umzusetzen. Und dabei hat der Konzern für sich eine Option C gefunden: Er wirft das bisherige Credo „Ein Material für alle Projekte“ über Bord.

Bisher nutzte der Autobauer Taddigs und Hartmann zufolge weltweit für eine Bauteilart auch nur ein Material. Den Zulieferern wurde damit genau vorgegeben, welches Material sie zu nutzen hatten. Das führte den Referenten zufolge auch zu einem gewissen Überengineering bei vielen Bauteilen, da die Materialien die eigentlich notwendigen Eigenschaften deutlich übertrafen. Künftig gelte bei VW nun die Devise: „Das passende Material für jedes Projekt.“ Außerdem werde künftig nicht mehr das technisch beste, sondern das für die Anforderungen notwendige Material ausgewählt. VW erhofft sich davon einerseits, den Balanceakt zwischen Wertigkeit, Kosten und Nachhaltigkeit besser bewältigen zu können und möchte andererseits die Materialkosten senken. Das ist Taddigs und Hartmann zufolge notwendig, da künftig voraussichtlich für den Materialeinkauf weniger Budget zur Verfügung steht. Die Einsparungen in diesem Bereich würden an anderer Stelle gebraucht, um zusätzliche Funktionen, etwa für das autonome Fahren, umzusetzen, ohne die Kosten für die Käufer zu erhöhen.

Materialampel definiert gewünschte Kunststoffe

Für die Auswahl der genutzten Kunststoffe wird sich VW künftig außerdem an einer Materialampel orientieren, die deren Nachhaltigkeit bewertet. Kriterien sind dabei unter anderem der Rezyklatanteil, die Verfüg- und Skalierbarkeit sowie die Kreislaufeignung. Bei letzterem wird unter anderem betrachtet, wie gut sich die Materialien sortieren und werkstofflich recyceln lassen. Polyolefine, Polyethylenterephthalat (PET), Polyamid 6 (PA6) und PA66 sowie Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) schneiden in dieser Kategorie beispielsweise dem Vortrag zufolge sehr gut ab und sollen deshalb künftig bevorzugt werden. Zu vermeiden sind laut der Materialampel hingegen Polyvinylchlorid (PVC), Polyoxymethylen (POM) und carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK). Generell möchte VW künftig verstärkt nachhaltigere Materialien einsetzen. „Nachhaltigkeit ist für uns zurzeit das Innovationsthema. Bitte rennen Sie uns mit Ihren Vorschlägen für nachhaltige Materialien die Bude ein“, forderte Taddigs die Kunststoffhersteller und Zulieferer auf.

Der Wolfsburger Autobauer war nicht der einzige Hersteller, der auf der Tagung seine künftigen Anforderungen an Materialien vorstellte. Die Unternehmen scheinen nun bereit, ihre Vorgaben und Pläne breiter zu kommunizieren. Laut Dr. Gerard Liraut von Renault setzt etwa der französische Automobilkonzern bei der Reduzierung der CO2-Emissionen vor allem auf Recyclingmaterialien. „Recyceltes Material ist gutes Material“, fasste er die Haltung des Unternehmens zusammen. Dabei sollen bevorzugt mechanisch aufbereitete Post-Consumer-Rezyklate (PCR) zum Einsatz kommen, am besten aus alten Fahrzeugen.

Liraut hatte auch einige interessante Zahlen mitgebracht. Gegenwärtig nutzt das Unternehmen im Durchschnitt 180 bis 250 kg Kunststoffe pro Fahrzeug. Ein Großteil davon, ca. 40 %, entfällt auf Polypropylen (PP). Auch bei den meisten genutzten Rezyklaten handelt es sich um aufbereitetes PP. Der Konzern konzentriert sich Liraut zufolge deshalb zurzeit bei der Rezyklatbeschaffung auf das Polyolefin. Nennenswerte Anteile an aufbereiteten Kunststoffen werden außerdem bei PET, ABS und PA genutzt. Materialsubstitutionen sind laut Liraut nicht vorgesehen. Der Automobilhersteller möchte auch künftig die gleichen Kunststoffarten wie bisher bei den verschiedenen Bauteilen nutzen, nur eben mit Rezyklatanteil. Auch die Spezifikationen sollen sich nicht ändern. Recyclingmaterialien müssten die gleichen Anforderungen wie Neuware erfüllen. Interessant ist auch, dass Renault Liraut zufolge auf dem Massebilanzansatz beruhende Typen ausschließt. Das gilt sowohl für Biokunststoffe, als für solche aus chemisch recycelten Abfällen.

In diesem Punkt scheinen sich die Geister bei den Herstellern zu scheiden. VW schließt die Nutzung entsprechender Typen etwa nicht aus. Auch bei BMW ist man nicht gänzlich dagegen. Zwar würden laut Bernhard Staudt und Dr. Martin Schneebauer von dem Münchner Autobauer andere Varianten bevorzugt, aber auch massebilanzierte Materialien kämen in Frage. Das gleiche gelte für Post-Industrial-Rezyklate (PIR). „Wir bevorzugen PCR über PIR-Materialien“, erklärte Staudt. Ziel sei es bis 2030 die CO2-Emissionen der Fahrzeuge über die gesamte Lebensdauer um 40 % zu reduzieren erklärte die beiden in ihrem Vortrag.

Neben den Anforderungen der Hersteller waren auf der Tagung außerdem konkrete Praxisbeispiele für die Reduzierung von CO2-Emissionen zu sehen. Roman Hofer von dem Schaumspezialisten 2Limit zeigte etwa, wie sich mithilfe der Mucell-Schaumtechnik Gewicht und Emissionen bei einem Frontscheinwerfergehäuse reduzieren lassen. Ziel des gemeinsam mit Forvia und Renault durchgeführten Projekts war eine deutliche Gewichtsreduktion. Dazu sollte die bisherige Grundwanddicke des Kompaktbauteils von 2 auf 1,5 mm bei dem geschäumten reduziert werden. Durch den Wechsel wurde das Gewicht laut Hofer um 26 % verringert. Die Umstellung auf den Mucell-Prozess habe außerdem noch weitere positive Nebeneffekte. Die notwendige Schließkraft reduziere sich um 19 % und der Verzug des Bauteils um 15 %. Außerdem sinke die Zykluszeit um 10 %. Berechnungen ergaben laut Hofer, dass die CO2-Emissionen um bis zu 25 % geringer ausfallen, da weniger Material benötigt wird. Beim CO2-Verbrauch gilt für ihn: „Das beste Material ist nicht benutztes Material.“

Verringern lassen sich Treibhausgasemissionen außerdem durch die Substitution von Metallen durch Kunststoffe. Umgesetzt wird das bereits seit Jahren. Bisher ging es dabei aber hauptsächlich um Gewichtsreduktionen und damit einen indirekt geringeren Spritverbrauch der Fahrzeuge. Mittlerweile rückt verstärkt die Verringerung der CO2-Emissionen in der Produktion in den Vordergrund. Sehr schön illustriert das die von Thomas Lindemann vom Zulieferer Magna vorgestellten Hecktüren des VW-Transporters ID Buzz (Bild 2). Sie bestehen fast vollständig aus Kunststoff. Das reduziere nicht nur das Gewicht und die CO2-Emissionen, sondern auch die Komplexität der Türen, da sie aus weniger Teilen bestünden. Generell lassen sich Lindemann zufolge durch den Wechsel von Metall zu Thermoplasten bei solchen Türen 20 bis 30 % an Gewicht, um die 13 kg an Treibhausgasen und 25 bis 45 % an Bauteilen einsparen.

Zusätzlich dazu steige die Designfreiheit. Die Türen des ID Buzz sind sowohl ein- als auch zweifarbig verfügbar. Laut Lindemann lassen sich außerdem zusätzliche Funktionen wie Spoiler, Antennen und attraktive Lichtkonzepte integrieren.

Ein attraktives und markantes Design stand auch bei dem großflächigen Frontteil der Elektroautoreihe EQ von Mercedes-Benz im Vordergrund. Fritz Wazula vom Stuttgarter Autobauer stellte das Bauteil in seinem Vortrag vor und ging auch detailliert auf die damit verbundenen Schwierigkeiten ein. In das sogenannte Star Panel sind über 200 kleine Mercedes-Sterne eingearbeitet (Bild 3). Die Sterne stellten die Entwickler vor einige Herausforderungen. Sie sind rückseitig als Vertiefungen eingearbeitet, was die Wanddicke an diesen Stellen von 3,5 auf 2,3 mm reduziert. Außerdem wirken sie laut Wazula wie eine Sollbruchstelle im Bauteil. Eine zusätzliche Herausforderung stellte ihm zufolge die Verwendung eines Polycarbonat (PC) Hard Coats dar. Die Charpy-Schlagzähigkeit des Materials liegt dadurch um 75 % niedriger. Außerdem wären zu Beginn des Projekts nur unzureichende Materialmodelle für die Simulation vorhanden gewesen.

Gemeinsam mit den Projektpartnern, unter anderem Techniplas und Covestro, konnten schließlich ein funktionierender Herstellprozess und ein Design entwickelt werden, dass alle notwendigen Anforderungen für die Serienreife erfüllte. Bei den Kunden kommt das Design auf jeden Fall an. Wazula zufolge wird das Bauteil, obwohl es sich um eine Sonderausstattung handelt, bei den meisten Fahrzeugen der Reihe verbaut.

Ausgabenartikel KU09-23

Bild 1. Kongressleiter Thomas Drescher konnte in diesem Jahr besonders viele Teilnehmer von den Automobilherstellern in Mannheim begrüßen. 

Bild 2. Die Hecktüren des Transporters ID. Buzz sind fast komplett in Kunststoff ausgeführt. Das senkt deren CO2-Emissionen und verringert die Anzahl der Einzelbauteile.

Die Fahrzeughersteller hatten wieder einige Schmuckstücke nach Mannheim gebracht

Bild 3. In das Front Panel der Elektroautoreihe EQ von Mercedes-Benz sind über 200 kleine Mercedes-Sterne eingearbeitet. Dieses schmucke Design hielt in der Umsetzung jedoch einige Herausforderungen bereit.

KU 9-23_PIAE - Hauptartikel

Im kommenden Jahr findet die VDI PIAE vom 19. bis 20. Juni 2024 statt. Weitere Informationen unter <a href="http://www.vdi-wissensforum.de/piae" target="_blank">www.vdi-wissensforum.de/piae</a>

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