Referenzprojekte zum Thema Nachhaltigkeit und Circular Economy

  • Rotorblätter von Windkraftanlagen werden konventionell aus faserverstärkten Kunststoffen gefertigt. Diese Materialien lassen sich derzeit noch kaum recyceln, ihre Wiederverwertung ist sehr aufwändig. Im Projekt Hyblade ist es gelungen, Rotorblätter für kleine Windkraftanlagen mit vertikaler Achse wirtschaftlich aus Stahlblechen zu fertigen. Aus Sicht einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft ist der Vorteil klar: Die Recyclingquote von Stahl liegt bei über 90 Prozent.

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  • Flexible Systemlösung für Umbau und Reparatur von CFK-basierten Flugzeugstrukturen

    Inspektionstechnologien, effiziente Auslegung und 3D-gedruckte Werkzeuge

    Um Flugzeuge schnell wieder in die Wertschöpfungskette zu überführen, müssen Umbau- und Reparaturmaßnahmen sehr effizient erfolgen. Da dies für Flugzeugstrukturen aus CFK bisher kaum möglich ist, wird in diesem Projekt eine »Digital-Twin«-basierte Systemlösung für Strukturumbauten und Reparaturen konzipiert und erprobt. Die jeweils geplante Modifikation wird in einer virtuellen Werkstatt simuliert, bevor Eingriffe an der realen Struktur vorgenommen werden. Aus vorhandenen Konstruktionsdaten und aktuellen Inspektionsergebnissen wird das virtuelle Abbild (Digital-Twin) der betroffenen Flugzeugstruktur generiert.

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  • Kreislaufgerechter Open-Source-Baukasten für elektrisch angetriebene Poolfahrzeuge

    BMBF-Fördermaßnahme »Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft - Innovative Produktkreisläufe«

    Die im Carsharing eingesetzten Fahrzeuge sind aufgrund ihres wenig robusten Aufbaus, des leicht verschmutzenden Interieurs und der hohen Reinigungs- und Reparaturkosten nicht für den langfristigen Gebrauch ausgelegt und werden oft nach weniger als 15 Jahren verschrottet oder exportiert. Das Forschungsprojekt »KOSEL« will einen kreislaufgerechten Open-Source-Baukasten entwickeln mit dem Ziel, die Laufleistung elektrisch betriebener Pool-Fahrzeuge auf eine Million Kilometer und die damit verbundene Einsatzzeit auf 30 Jahre zu erhöhen.

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  • Im EU-Projekt CarE-Service soll im großen Maßstab die Machbarkeit innovativer zirkulärer Geschäftsmodelle für Hybrid- und Elektrofahrzeuge bewiesen werden. Diese Geschäftsmodelle sollen es ermöglichen, neue hochgradig maßgeschneiderte und leistungsbasierte Mobilitätsdienste für europäische Bürger anzubieten. Solche Dienstleistungen und Geschäftsmodelle werden sich auf das Kundenverhalten auswirken und die derzeitige Wertschöpfungskette von Altfahrzeugen in Richtung Nachhaltigkeit drastisch verändern.

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  • Langsame Ladezeiten und eine relativ kurze Lebensdauer der Batterien hemmen noch immer die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen beim Endverbraucher. Das MARBEL-Projekt will nun mit einem neuen Batteriedesign die Einführung von Ultra-Hochleistungsbatterien für batterieelektrische Fahrzeuge (BEV) und Plug-in-Hybride (PHEV) auf dem Massenmarkt beschleunigen.

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  • Faserverstärkte Komposite werden als Strukturmaterialien z.B. im Bau- oder Transportwesen verwendet. Viele Komposite-Bauteile werden am Ende ihres Lebenszyklus auf Mülldeponien entsorgt oder energetisch verwertet, da noch immer das Recycling eine Herausforderung darstellt und keine sinnvolle Nutzung im Rahmen einer Wiederverwendung nachgewiesen werden konnte. Das Projekt FiberEUse bündelt verschiedene Innovationspfade, um das Recycling von Kompositen zu verbessern und profitabel zu machen; das recycelte Material soll in Form von neuen Produkten in Wertschöpfungsketten wiederverwertet werden.

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  • Im EU-Projekt Level-Up werden neue Hard- und Software-Komponenten entwickelt, die an bestehende IoT- und Datenmanagementplattformen andocken. Ziel ist die Demonstration von Prinzipien der Kreislaufwirtschaft im Bereich großformatiger Produktionsgüter wie beispielsweise Dreh- und Fräsmaschinen, Pressen oder Holzbearbeitungsanlagen. Adressiert werden die Erhöhung der Effizienz, eine Verlängerung der Maschinenlebenszeit und -zuverlässigkeit sowie ein besseres Verständnis des ROI bei der Umsetzung von Retrofit-Maßnahmen.

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  • Im Arbeitspaket »Entwicklung, Erprobung und Validierung von Lösungen zur Wiederverwendung und Wiederaufbereitung von Metallteilen« des EU-Projekts CarE-Service wird ein Datenspeicherkonzept entwickelt und erprobt, um metallische Fahrzeug-Strukturen einer effizienten Wiederverwendung/Wiederaufarbeitung oder Reparatur zuführen zu können.

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  • Remanufacturing von Blechbauteilen

    EU-Projekt CarE-Service

    Im Bereich der Blechumformung findet Recycling vorrangig auf Materialebene statt. Dazu werden die Metalle eingeschmolzen und zu neuen Legierungen verarbeitet, um neue Halbzeuge und Produkte zu erzeugen. Dieser Prozess ist jedoch sowohl energetisch als auch wirtschaftlich recht aufwändig. Unser innovativer Ansatz besteht darin, das Blech in seiner Grundform zu erhalten und auf diesem kurzen Weg wieder in die Wertschöpfungskette einzuschleusen. Dabei bleiben unter anderem die Blechdicke und auch die chemische Zusammensetzung unverändert.

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  • In Branchen wie Luft‐ und Raumfahrt und der Automobilindustrie wächst der Anteil an Hochleistungs‐FKV stetig. Für eine optimale Qualität, Effizienz, ökonomische und ökologische Bilanz müssen FKV-Prozesse in der Reparatur, beim Remanufacturing und beim Recycling digitalisiert und automatisiert werden. Das Fraunhofer IWU entwickelt daher innovative Reparatur-, Remanufacturing- und Recycling-Methoden sowie die dafür erforderliche Prozesstechnik und Softwarelösungen. Neben einem intelligenten Datenmanagement werden Muster und Gesetzmäßigkeiten durch KI-Methoden entwickelt, um autonome Prozesse zu ermöglichen.

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