Ein Schwerpunkt der Forschung am Fraunhofer ICT liegt darin, Materialkreisläufe zu etablieren und zu optimieren. Das Institut entwickelt Werkstoffe und Bauteile, die sowohl hohe funktionale Anforderungen erfüllen als auch für eine ressourcenschonende Wiederverwendung ausgelegt sind. Dazu gehören Fertigungs- und Produktdesignstrategien, die die Rückführung der Rohstoffe erleichtern. Eine zentrale Rolle spielt hierbei der Monomaterialansatz – ein Leichtbaukonzept ohne Kompromisse, zu dem das Institut bereits erste anwendungsnahe Ergebnisse vorweisen kenn.

Monomaterial-Exponate sind die Highlights auf dem Messeauftritt des Fraunhofer ICT: Für die Sportindustrie wurde beispielhaft ein Fahrradhelm entwickelt, der – von der Schale bis zum Gurt – aus biobasiertem Polylactid (PLA) besteht.

Einem ähnlichen Ansatz folgen zwei Anwendungen aus der Mobilität: eine Automobil-Rückenlehne sowie eine modulare Transportbox für Luftfrachten in Ballungsräumen. Beide demonstrieren die Umsetzung des Monomaterialansatzes unter Verwendung von recyceltem Polyethylenterephthalat (PET). Die am Fraunhofer ICT entwickelten Fertigungsverfahren ebnen den Weg zu leichteren und kreislauffähigeren Produkten.

Die Transportbox basiert auf einem Leichtbaukonzept und besteht vollständig aus PET. Die Kombination großserienfähiger Fügetechnologien und funktionaler Oberflächenmodifikationen erlaubt den effizienten Einsatz kreislauffähiger und rezyklatbasierter Kunststoffe. Mittels einer Sandwichtechnologie werden selbstverstärkende Decklagen aus einer PET-Matrix mit eingebetteten PET-Fasern erzeugt und anschließend mit PET-Strukturschäumen ohne den Einsatz von Klebstoffen zu Sandwichstrukturen verbunden. Dieses Fügeprinzip maximiert die Homogenität des Materials und erleichtert das Recycling des Werkstoffs.

Die Integration unterschiedlicher Morphologien erfolgt durch abgestimmte Prozessführungen, die Thermoform- und Spritzgießverfahren kombinieren. So können komplexe, multifunktionale Bauteile wie die am Messestand präsentierte Automobil-Rückenlehne mit hoher Steifigkeit und geringem Gewicht sowie hoher Fertigungs- und Recyclingeffizienz realisiert werden.

Der Vorteil für Anwender: Der vollständig geschlossene Werkstoffkreislauf ermöglicht eine nachhaltige Großserienfertigung mit reduziertem Umweltfußabdruck, ohne Kompromisse bei Funktionalität oder Bauteilperformance zu verlangen.

Themen des Fraunhofer ICT auf der K-Messe in Düsseldorf sind außerdem auf spezifische Anwendungen entwickelte funktionale Kunststoffe, CO₂-reduzierte Kunststoffe und neue Spritzgießtechnologien. Auch wird eine Mehrschichtfolien-Verpackung, hergestellt aus dekontaminierten Rezyklaten aus dem Lebensmittelbereich, gezeigt.

Ausführliche Informationen zu den Exponaten beim Messeauftritt des Fraunhofer ICT auf der K-Messe in Düsseldorf sowie zur Kontaktaufnahme sind unter https://www.ict.fraunhofer.de/de/veranstaltungen_messen/messen/k.html zusammengestellt.