Kreislauffähige Werkstoffsysteme (TP3)

Viele moderne Produkte bestehen aus Verbund- und Multi-Material-Werkstoffsystemen, um hohe Anforderungen an Leichtbau, Festigkeit und Funktionalität zu erfüllen. Diese komplexen Materialkombinationen erschweren jedoch häufig Demontage, Wiederverwendung und Recycling.

„Wir entwickeln Verfahren, um Verbundwerkstoffe gezielt kreislauffähiger zu gestalten. Ziel ist es, Materialkombinationen so auszulegen, dass sie im Betrieb hohe Anforderungen erfüllen, sich am Lebensende jedoch gezielt trennen und Materialien zurückgewinnen lassen. Dadurch können Entsorgungsaufwände reduziert und wertvolle Rohstoffe wie Metalle erneut nutzbar gemacht werden.“

In diesem Teilprojekt werden Methoden entwickelt, um Multi-Material-Werkstoffsysteme im Hinblick auf ihre Kreislauffähigkeit und funktionelle Stabilität zu optimieren. Im Mittelpunkt steht die Charakterisierung und das Design von Grenzflächen, insbesondere bei Metall-Kunststoff-Verbindungen, die für Demontage-, Wiederverwendungs- und Recyclingstrategien (R-Strategien) entscheidend sind.

Dazu werden zerstörungsfreie und skalenübergreifende Analysemethoden – von der Mikro- bis zur Makroebene – eingesetzt und weiterentwickelt, darunter Röntgenmikroskopie, Tomographie und multispektrale Thermografie. Ziel ist es, die Wechselwirkungen an Grenzflächen besser zu verstehen und bereits in der Entwicklungsphase von Multi-Material-Komponenten fundierte Entscheidungen zur zirkulären Gestaltung zu ermöglichen.

In Zusammenarbeit mit dem Teilprojekt Design for Circularity werden Bewertungsansätze entwickelt, die technologische, ökologische und ökonomische Aspekte verbinden. Die erarbeiteten Methoden und prototypischen Anwendungen werden gemeinsam mit Industriepartnern an realen Werkstoffsystemen – etwa auf Basis von Stahl, Aluminium und Holzwerkstoffen – erprobt.

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… wenn Sie komplexe Bauteile aus Metall, Kunststoff oder Holz haben, die sich bisher nicht recyceln lassen. Wir entwickeln für Sie Material-Mixe, die im Betrieb höchsten Belastungen standhalten und sich am Ende effizient trennen lassen.

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