Sustainability & Circularity

Nachhaltigkeit und Zirkularität sind heute zentrale Anforderungen an moderne Material- und Systemlösungen. Innovative Methoden zur Entwicklung, Bewertung und Integration nachhaltiger Materialien und Prozesse ermöglichen es, bereits in den frühesten Entwicklungsphasen – von der Anforderungsanalyse über den Systementwurf bis zur Spezifikation – ressourcenschonende und leistungsfähige Produkte systematisch zu gestalten.

Unser Leistungsangebot für nachhaltige Materialien und kreislauffähige Produkte

Wir ermöglichen nachhaltige und zirkuläre Material- und Systemlösungen durch materialseitige Maßnahmen: von der Additivierung und Qualifizierung von Rezyklaten über die Substitution kritischer Werkstoffe bis hin zu Konzepten für kreislauffähige metallische und polymere Werkstoffe und Elastomere. Dabei verknüpfen wir beispielsweise eine molekulare und mikrostrukturelle Charakterisierung zur Verifizierung von Materialzusammensetzungen mit einer bauteilorientierten Bewertung der Auswirkungen auf Eigenschaften, Betriebsfestigkeit und Lebensdauer. Auch auf Bauteilebene erarbeiten wir Lösungen in Form von lösbaren Verbindungen, um die Wiederverwendung („Re-Use“) von Bauteilen zu ermöglichen. So entstehen tragfähige, regelkonforme und funktionssichere Lösungen, die Zirkularität und Performance in der Anwendung zusammenführen.

Konkret umfasst das Leistungsangebot:

• Additivierung von Rezyklaten zur Aufwertung sekundärer Stoffströme (Kunststoffe, Elastomere) und zur Funktionssicherung in anspruchsvollen Anwendungen.
• Formulierungs‑ und Additivierungsentwicklung für kreislauffähige Kunststoffe (z. B. werkstoffliches Recycling, Elastomer‑Recyclingpfade) mit Fokus auf Stabilität, Verarbeitbarkeit und Anwendungseigenschaften.
• Substitution kritischer Werkstoffe (REACH-konform): Ableitung materialseitiger Alternativen – sowohl für Polymere als auch Metalle sowie deren kritische Additive, Legierungselemente und Verbindungen. Validierung der Eigenschaften und Übertragbarkeit in Bauteile und Komponenten.
• Charakterisierung von Materialzusammensetzungen und -strukturen:
  Wir bieten eine umfassende Charakterisierung von Polymeren, Metallen und Verbundwerkstoffen – sowohl auf molekularer als auch auf mikrostruktureller Ebene. So verifizieren wir Zusammensetzung und Struktur regulatorisch relevanter Komponenten und schaffen die Grundlage für die Auswahl, Spezifikation und nachhaltige Entwicklung moderner Materialien und Bauteile.
• Bauteil- und Baugruppenbewertung zur Auswirkungsanalyse von Materialmaßnahmen damit Wiederverwendung, Reparatur und Recycling von Anfang im Entwicklungsprozess berücksichtigt und später gezielt umgesetzt werden können.
• Implementierung von Monitoring-Systemen und Lebensdauerprognosen: Zustandsüberwachung von Bauteilen und Systemen als Grundlage für Reparatur- und Wiederverwendungsentscheidungen.

Forschungsschwerpunkte für zukunftsfähige nachhaltige und zirkuläre Lösungen

Um unser Leistungsportfolio im Sinne nachhaltiger und zirkulärer Lösungen stetig zu erweitern, erforschen wir neue Bewertungs-, Substitutions- und Materialentwicklungsmethoden. Im Fokus stehen Strategien für nachhaltige Materialsysteme und zirkuläre Wertschöpfung. Dazu forschen wir an der Weiterentwicklung von Additivierungskonzepten für Rezyklate und der Substitution kritischer Werkstoffe sowie der Integration von Lebenszyklusanalysen in die Materialentwicklung. Ergänzend werden Konzepte für Monomateriallösungen und lösbare Verbindungen erforscht, um Recyclingfähigkeit und Ressourceneffizienz zu steigern.

Unsere Forschungsthemen im Einzelnen:

• Entwicklung modularer Methodenbaukästen und Entscheidungswerkzeuge zur systematischen Anwendung der R-Strategien entlang des Produktlebenszyklus – von der ersten Idee bis zur Wieder- und Weiterverwendung sowie zum Recycling.
• Integration von Lebenszyklusanalysen (LCA): Konzepte für die Integration von Nutzerverhalten und realen Nutzungsprofilen in die Bewertung von Nachhaltigkeit und Kreislauffähigkeit.
• KI‑gestützte Bewertungsverfahren für Kritikalität, Materialsubstitution und Entscheidungsunterstützung (Verknüpfung von Material‑/Prozess‑/Recyclingwissen mit Bewertungslogik).
• Kopplung von Simulationsergebnissen mit probabilistischer FMEA und mikrostrukturellen Schädigungsmodellen zur frühzeitigen Bewertung und Absicherung von R-Strategien im virtuellen Entwicklungsprozess.
• Entwicklung von Entscheidungstools zur Abwägung von Nachhaltigkeit, Leichtbau und Lebensdauer. Integration von LCA und Kritikalitätsbewertung in die Entscheidungslogik.
• Spurenanalytik zur Verifizierung von Materialzusammensetzungen und kritischen Komponenten.
• Monomaterial‑ und lösbare Verbindungs-/Strukturkonzepte damit Demontage, Wiederverwendung und werkstoffliche Rückführung einfach und effizient möglich sind.