Innovationen von Fraunhofer auf der K-Messe 2025: Kreislaufwirtschaft im Fokus

Vom 8. bis 15. Oktober präsentieren elf Fraunhofer-Institute auf der internationalen Fachmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie K in Düsseldorf ihre wegweisenden Entwicklungen. Die Schwerpunkte liegen auf zirkulären Ansätzen – von neuartigen Monomaterialien und biobasierten Folien bis hin zu Polyamiden, die aus Produktionsabfällen gewonnen werden.

Inmitten einer steigenden Nachfrage nach Nachhaltigkeit und strengeren gesetzlichen Vorschriften steht die Kunststoffindustrie vor einem Wandel, bei dem geschlossene Stoffkreisläufe von entscheidender Bedeutung sind. Das Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE veranschaulicht diesen ganzheitlichen Ansatz in einer interaktiven Miniaturwelt, die Wissenschaft und Spiel auf einzigartige Weise verbindet. In dieser Modellanlage im Maßstab 1:87 können Besucher die verschiedenen Materialflüsse der Kreislaufwirtschaft hautnah erleben. So lässt sich beispielsweise der Lebensweg von Partikelschäumen nachvollziehen: von ihrer Verwendung als Dämmstoff über die chemische Aufbereitung bis zur Wiederverwendung in neuen Produkten.

Das Modell integriert auch logistische Lösungen und das Konzept des Circular Designs. Eine Recyclingkaskade zeigt, welche Aufbereitungspfade für verschiedene Abfallströme infrage kommen. Unternehmen können zudem mit dem Online-Tool Circular Readiness Level® (CRL®) die Kreislauffähigkeit ihrer eigenen Produkte bewerten und so Optimierungspotenziale in ihrer Produktion identifizieren.

Der „Circular Thursday“: Brücke zwischen Forschung und Industrie

Am 9. Oktober widmet sich der vom Fraunhofer CCPE moderierte „Circular Thursday“ im Rahmen der Sonderschau „Plastics Shape the Future“ (Halle 6, Stand C40) der Frage, wie Materialkreisläufe erfolgreich geschlossen werden können. Professor Dr.-Ing. Manfred Renner, Leiter des Fraunhofer CCPE, betont: „Wir zeigen auf der K 2025 praktikable Kreislauflösungen für die Kunststoffindustrie. Ich bin überzeugt, dass Deutschland eine Schlüsselrolle in der europäischen und globalen Kreislaufwirtschaft übernehmen kann. Die technologischen Grundlagen sind vorhanden, jetzt gilt es, sie in die industrielle Praxis umzusetzen. Der Circular Thursday soll hierfür Impulse geben und den Dialog zwischen Forschung und Wirtschaft fördern.“

Produktentwicklung von Grund auf nachhaltig gestalten

Ein zentraler Aspekt der gezeigten Innovationen ist das Circular Design, das eine immer wichtigere Rolle in der Produktentwicklung spielt. Ziel ist es, nicht nur die Kreisläufe zu schließen, sondern sie auch zu verlangsamen. Dies gelingt, indem Produkte so konzipiert werden, dass sie weniger Material benötigen, länger genutzt werden und ihre Einzelteile leicht austauschbar sind. Ein Beispiel für diesen Ansatz ist ein modulierbarer Kinderautositz-Prototyp, der aus einem biobasierten Verbundwerkstoff gefertigt ist. Er ist nicht nur reparierbar und verfügt über wiederverwendbare Bauteile, sondern zeigt auch, wie man den Trend zu Monomaterialien umsetzen kann.

Monomaterialien: Weniger ist mehr

Neben dem Kindersitz präsentieren die Fraunhofer-Forschenden drei weitere Leichtbau-Demonstratoren aus Monomaterialien. Ein neu entwickelter Fahrradhelm des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT besteht vollständig aus dem biobasierten und wiederverwertbaren Kunststoff Polylactid (PLA). Dieser Aufbau ermöglicht ein sortenreines Recycling, das bei herkömmlichen Helmen nicht möglich ist. Im Vergleich zu konventionellen Helmen, die meist aus erdölbasierten Materialien hergestellt werden, reduziert der PLA-Helm die CO₂-Emissionen um zwei Drittel, ohne Kompromisse bei Sicherheit oder Funktionalität.

Weitere Monomaterial-Innovationen sind eine modulare Transportbox für urbane Luftmobilität und eine Autositzlehne mit einer dreischichtigen Sandwichstruktur aus recyceltem PET, ebenfalls vom Fraunhofer ICT.

Biokunststoffe: Vielseitig und zukunftsweisend

Ein weiterer Fokus liegt auf biobasierten Werkstoffen. In Zusammenarbeit mit dem Startup „A Matter of Fruit“ wurden biologisch abbaubare Folien entwickelt, die aus Reststoffen der Saftherstellung gewonnen werden. Diese Folien eignen sich unter anderem als Lederersatz.

Im Leitprojekt SUBI2MA erforschen sechs Fraunhofer-Institute die Nutzung biologischer Bausteine für die Entwicklung völlig neuer Materialien. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP stellt zudem 20 neue Typen des Biokunststoffs Polybutylensuccinat (PBS) vor. Diese recycelbaren Materialien können auf gängigen Maschinen verarbeitet werden und zeichnen sich durch hohe Hitzebeständigkeit und hervorragende mechanische Eigenschaften aus. Sie finden bereits Anwendung, beispielsweise in Sporttrinkflaschen.

Diese und weitere Innovationen stellt die Fraunhofer-Gesellschaft am Gemeinschaftsstand in Halle 7.0, Stand 70SC05, aus.