Effiziente und wirtschaftliche kreislauforientierte Demontage und Aufbereitung (EKODA)

Problemstellung
Der technische Fortschritt, schnell wechselnde Modetrends oder auch Einstellung des Supports führen häufig dazu, dass noch funktionale und wenig verschlissene Produkte von deren Nutzern durch neue ersetzt werden. Das trifft auch für PKW oder deren Ausstattungskomponenten zu. Den zweiten und dritten Nutzungszeitraum erleben solche Fahrzeuge häufig als Gebrauchtwagen in Ländern des globalen Südens, wo diese abschließend auch verschrottet werden. Hierdurch schwindet der Zugriff auf den Kreislauf von Produkt- und Materialressourcen und damit beispielsweise die Verfügbarkeit von Seltenen Erden, Kupfer und hochwertigen Aluminium- und Stahllegierungen. Hinzu kommen Fahrzeuge, die infolge von Unfällen, obwohl noch nicht am Ende ihrer geplanten Lebenserwartung angekommen, nicht mehr wirtschaftlich reparabel sind, obwohl nur einzelne Bereiche beschädigt und viele andere Bauteile weiterverwendet werden könnten.

Projektziel
Das Projekt EKODA möchte diese obsoleten Produkte generell als Ressource verstehen und durch ein Wieder- bzw. Weiterverwendungskonzept in einem Kreislauf erfassen. Im Verlauf ihres Lebenszyklus wird die Wiederverwendung geprüft, ohne direkt ein stoffliches Recycling anzustreben. Die effiziente und ökonomische kreislauforientierte Demontage – ein aktuelles Kernproblem – soll dabei durch eine ganzheitliche methodische Betrachtung der Produkte vom Entstehungs- bis zum Verwertungszeitpunkt ermöglicht werden. Es sind geeignete Komponenten zu identifizieren und durch den Einsatz innovativer, modularer und flexibler Technologien wirtschaftlich zu demontieren, aufzubereiten und idealerweise wieder direkt in die Wertschöpfungskette zu integrieren. Unter Berücksichtigung geeigneter Ansätze zur Produktgestaltung soll dabei die automatisierte Demontage zukünftig bestmöglich unterstützt werden.

Vorgehensweise
Im Rahmen der Konzepterstellung sollen Produktdaten erfasst sowie die relevanten wiederverwertbaren Bauteile ermittelt und auf Eignung zur Wiederverwendung geprüft werden. Dafür bedarf es der Erstellung von Rückführungskonzepten mit einem globalen Bewertungsmonitoring sowie die Bestimmung der Bauteilrestlebensdauer. Innovative universelle Technologien, wie flexible Demontagesysteme und schnelle Programmierung und Steuerung, bilden die Basis für ein Wiederverwendungskonzept. Diese werden mittels virtueller Abbildung – d. h. eines digitalen Zwillings von Produkten und Anlagen – auf Machbarkeit untersucht und mittels KI-basierter Systemsimulation optimiert. Der Nachweis der Realisierbarkeit von Teilprozessen wird in einer Forschungsfabrik realisiert. Dort sind die Validierung und iterative Verbesserung von Abläufen der entwickelten Lösungen sowie der erarbeiteten Technologien möglich.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die Projektergebnisse sollen vor allem in kleinen und mittelständischen Firmen Anwendung finden, um dort Handlungsspielräume zur Kreislauffähigkeit zu eröffnen. Gewonnene Erkenntnisse werden bei der Entwicklung künftiger Fahrzeuggenerationen in die Gestaltung und die Abläufe zur Herstellung unterschiedlicher Komponenten einfließen. So kann eine möglichst effiziente, kostengünstige Produktion und Demontage unter den Aspekten der Kreislauffähigkeit erreicht werden. In einer Demonstratorzelle werden die Potenziale entwickelter Prozesse analysiert und deren Nachhaltigkeit aufgezeigt. Diese eignet sich auch für den nachgelagerten Transfer der Ergebnisse und als Experimentierraum für interessierte Unternehmen.

• a.i.m. all in metal GmbH
• AiCoBot GmbH
• Atlas Copco IAS GmbH
• CBA Synergy GmbH
• FFT Produktionssysteme GmbH & Co. KG
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• ibs Automation GmbH
• Ingenics AG
• N+P Informationssysteme GmbH
• Neura Robotics GmbH
• TruPhysics GmbH

Nachhaltigkeit und Design spielen für eine Kreislaufwirtschaft im Bereich Mobilität eine wichtige Rolle. Entsprechende Konzepte müssen den gesamten Lebenszyklus berücksichtigen. Dazu sind neue Konstruktions-, Produktions- und Fertigungstechnologien notwendig. Bei den Circularity Days diskutieren Expertinnen und Experten aus Wissenschaft und Industrie innovative Ansätze, wie Automobilkomponenten entlang des gesamten Lebenszyklus nachhaltig genutzt werden können. Zum zweiten Mal finden die beiden Konferenzen „Future Automotive Production Conference FAPC“ und „Werkstoffsymposium“ gemeinsam auf dem Forschungscampus Open Hybrid LabFactory (OHLF) statt. Diese Kooperation bietet den Besucherinnen und Besuchern eine hohe Vielfalt an Vorträgen aus Forschung und Wirtschaft.