Monomaterial

In einer Welt, in der Kreislaufwirtschaft immer wichtiger wird, aber auch Kostendruck und Anforderungen in Unternehmen steigen, setzen wir auf innovative Lösungen, die nicht nur funktional, sondern auch nachhaltig sind. Die Monomaterial-Bauweise ist das Herzstück unserer Entwicklungen. Sie verbindet Performance-Erwartungen an Komposite und Komponenten mit dem Anspruch an Recyclingfähigkeit.

Was ist Monomaterial?

In der Kunststofftechnik wird der Begriff »Monomaterial« im Zusammenhang mit Produkten verwendet, deren Einzelkomponenten allesamt auf demselben Polymer basieren. Handelt es sich hierbei um einen Thermoplast, kann das Produkt als »sortenreines Material« vollständig und effizient mechanisch recycelt werden – ohne vorherigen Demontageprozess. Hierdurch werden Recyclingprozesse erheblich vereinfacht. Dies reduziert nicht nur Abfall, sondern schont auch natürliche Ressourcen.

Die Vorteile von Monomaterial:

• Vollständige Recyclingfähigkeit: Die sortenreine Struktur ermöglicht eine effiziente Wiederverwertung des eingesetzten Materials, was zu weniger Abfall und einer geringeren Belastung für die Umwelt führt.
• Verzicht auf Klebstoffe: Die Monomaterial-Bauweise auf Basis von Thermoplasten ist prädestiniert für geschweißte Verbindungen und minimiert so den Einsatz von Klebstoffen, was die Recyclingfähigkeit und Wiederverwendbarkeit von Einzekomponenten weiter optimiert.
• Geringerer CO₂-Fußabdruck: Monomaterial-Produkte weisen einen geringeren CO₂-Fußabdruck im Vergleich zu Multi-Material-Systemen auf, was sie zu einer umweltfreundlichen Wahl macht.

Anwendungsbeispiele des Fraunhofer CCPE:

• Zirkulärer Kindersitz: Unser zirkulärer Kindersitz (s. Abb. 1) verbindet den Monomaterial-Ansatz mit einem durchdachten Design für die Kreislaufwirtschaft. Er ist am Ende seiner Lebensdauer vollständig recyclingfähig. Durch sein modulares Design bietet er eine einfache Demontage (zur Trennung von sicherheitstechnisch notwendigen Metallkomponenten) und Wiederverwendung der Komponenten, die Refurbish- oder Remanufacturing-Prozesse erleichtern.
• Zirkuläre Mehrweg-Transportbox: Vor dem Hintergrund der steigenden Anforderungen im Lebensmittelversand hat das Fraunhofer CCPE eine innovative Mehrweg-Transportbox (s. Abb. 2) als Demonstrator entwickelt. Diese Box ist speziell auf die höheren Anforderungen im Lebensmittelversand ausgelegt und erfüllt eine Vielzahl von Kriterien.
• Selbstverstärkter Spritzguss: Enthält eine Spritzgießkomponente Verstärkungsfasern, die aus demselben Material bestehen wie der spritzgegossene Thermoplast, so liegt ein selbstverstärkter Faserverbundkunststoff vor. Wie Abb. 3 am Beispiel einer Schlaufenstruktur darlegt, werden im Vergleich zu unverstärkten Thermoplasten deutliche Steigerungen der Steifigkeit und Festigkeit ermöglicht. Nach dem mechanischen Recycling kann das Sekundärmaterial effizient wieder zu Endlosfasern gesponnen werden, sodass die Materialeigenschaften – im Gegensatz zu kohlenstoff- oder glasfaserverstärkten Kunststoffen – über mehrere Kreislaufzyklen hinweg auf ähnlichem Niveau bleiben (Vermeidung von Faserkürzung beim Recycling).

Gemeinsam in die Zukunft

Die Vision bei Fraunhofer CCPE ist die Entwicklung zukunftsweisender zirkulärer Lösungen. Lassen Sie uns zusammenarbeiten, um innovative Designkonzepte zu schaffen, die den Anforderungen der Kreislaufwirtschaft gerecht werden und gleichzeitig wirtschaftliche Chancen eröffnen.

Kontaktieren Sie uns, um mehr über unsere Monomaterial-Lösungen zu erfahren und wie wir Ihre Ideen in die Realität umsetzen können. Gestalten wir zusammen eine nachhaltige Zukunft!