Erhöhung des Rezyklatanteils bei der Verpackungsherstellung durch ein KI-gestütztes Assistenzsystem im 2K-Sandwich-Spritzgießen (2KPackAssist)

Informationen zum Projekt

Das Icon zeigt eine Fabrik. Um Nachhaltigkeit zu symbolisieren, ist am Schornstein der Fabrik ein Ast mit Blättern angebracht.

 

Zuwendungsempfangende:
BERGI-PLAST GmbH, Bad Gottleuba-Berggießhübel
A & E - Applikation und Entwicklung Produktionstechnik GmbH, Dresden
Fraunhofer-Gesellschaft e.V., Dresden

Das Icon symbolisiert die Laufzeit der Projekte. Zu sehen ist ein Kreis, der einer Uhr ähnelt. In der Uhr liegt ein Haken.

 

Projektlaufzeit:
01.06.2023 bis 31.12.2024

 

Das Icon zeigt das Euro-Symbol und einen Pfeil, der nach oben geht

 

Fördervolumen:
571.395 Euro

 

Das Icon symbolisiert die drei Förderschwerpunkte von DigiRess. Zu sehen ist eine grafische Darstellung. Vom oberen Ausgangspunkt gehen drei Äste ab. Diese stehen für die drei Förderschwerpuntke.

 

Förderschwerpunkt:
Digitale Optimierung von Produktionsprozessen

 

Das Icon zeigt eine Wolke. Es symbolisiert die Einsparunt an CO2, die in den Projekten erzielt wird.

 

Angestrebte Einsparungen:

  • Unmittelbare Einsparung durch Umsetzung des Vorhabens: 3,2 t CO2e pro Jahr
  • Einsparpotenzial bei Übertragung des technologischen Ansatzes auf 10 % der verbleibenden betrieblichen Anwendungen: 80,9 t CO2e pro Jahr 

 

 

Die aus dem europäischen Kunststoffbedarf der Verpackungsindustrie resultierenden CO2-Emissionen belaufen sich auf ca. 40 Mt. (Kunststoffbedarf 19,89 Mt., 2 kg CO2 pro kg Kunststoff). Aufgrund der vielfältigen Eigenschaften von Kunststoffen, Produktschutz von Konsumgütern bei gleichzeitig guter Verarbeitbarkeit, werden diese auch zukünftig in großem Umfang in Verpackungen eingesetzt. Durch die Wiederverwendung von Kunststoffrezyklat im Sinne der Kreislaufwirtschaft kann die CO2-Emission maßgeblich gesenkt werden. Ein direkter Kontakt des Post-Consumer-Rezyklats (PCR) mit dem Produkt ist in vielen Fällen nicht gewünscht, bei Lebensmitteln sogar unzulässig. Um PCR in Verpackungen wiederzuverwenden aber den Produktkontakt zu vermeiden, ist das Zwei-Komponenten-Sandwich-Spritzgießen (2K-Spritzgießen) ein geeignetes Verfahren für spritzgegossene Verpackungskomponenten wie bspw. Verschlüsse.

Dieses Verfahren ermöglicht einen Zwei-Schicht-Aufbau des Formteils mit einer Außenhaut aus kontaktzulässigem Neumaterial sowie einem Kern aus PCR. Vor allem bei der Herstellung von Produkten mit geringer Wanddicke ist eine präzise Abstimmung der Prozessparameter auf die Eingangsmaterialien erforderlich, um eine vollständige Ummantelung des Rezyklats zu garantieren. Dies gilt insbesondere für PCR, aufgrund deren Chargen und Saisonal bedingten Eigenschaftsschwankungen. Das Projektziel ist die Entwicklung der 2K-Technologie für Verpackungen und eines KI-gestützten Assistenzsystems für das 2K-Spritzgießen, welches trotz volatiler Rezyklateigenschaften durch Ableitung geeigneter Maschineneinstellungen eine qualitätsgerechte Produktion ermöglicht. Dafür sind relevante Material- und Prozessgrößen zu identifizieren, geeignete Sensorik zur Gewinnung von Prozessdaten zu integrieren und diese für das Assistenzsystem nutzbar zu machen. Abschließend erfolgt eine Validierung des Werkzeugs und Assistenzsystems sowie der Abschätzung deren Anwendungspotenzials anhand einer Demonstratorverpackung.