Rund 85 Prozent weniger CO2-Emissionen m?glich
Der Automobilsektor erzeugt rund 14 Prozent der globalen Treibhausemissionen. Noch dazu werden erhebliche Mengen an Rohstoffen verbraucht. Eine gut organisierte Kreislaufwirtschaft k?nnte ma?geblich zu einem verbesserten Ressourcenmanagement sowie der Minimierung von Abfall und Schrott beitragen. Zu diesem Zweck hat die Universit?t Paderborn gemeinsam mit Partner*innen das ?Digi4Circular“-Projekt ins Leben gerufen, bei dem eine digitale Plattform zur F?rderung der Kreislaufwirtschaft entwickelt wird. Ziel ist es, eine ganzheitliche L?sung zu schaffen, die s?mtliche Daten über den Lebenszyklus inklusive des Lebensendes und der damit einhergehenden Materialwiederverwertung in die Produktentwicklung übertr?gt. So sollen optimierte Designs für Kreislaufwirtschaften und spezifische Fertigungsverfahren erzeugt und dadurch Abfall minimiert und die Ressourcennutzung maximiert werden. Das Projekt zeigt konkret auf, wie der durch die Plattform erm?glichte erh?hte Einsatz von recyceltem Aluminium die CO2-Emissionen um ganze 85 Prozent reduzieren kann. Denn: Die EU-Automobilindustrie nutzt j?hrlich rund zwei Millionen Tonnen Aluminium, das inzwischen auf die Liste der kritischen Rohstoffe der EU aufgenommen wurde – dreimal mehr als jeder andere Sektor. ?Digi4Circular“ wird mit einer F?rdersumme von rund 5,7 Millionen Euro über eine Dauer von dreieinhalb Jahren von der EU unterstützt.
Transparente Lebenszykluskonzepte berechnen Umweltauswirkungen
Das Projekt integriert physikbasierte Methoden und maschinelles Lernen, um die notwendigen Daten für kreislauff?hige Produkte bereitzustellen. Dazu geh?ren zum Beispiel das automatisierte Design von Bauteilen und -gruppen, die Integration von Normen, Standards und Expertenwissen sowie ein innovatives computerbasiertes Materialdesign, das Materialeigenschaften ohne aufwendige Experimente vorhersagen kann. Die digitale Plattform verbindet alle erforderlichen Software-Tools in einem Informationsraum, wobei Lebenszyklusdaten systematisch in einem digitalen Produktpass erfasst werden. Diese Informationen sind jederzeit und überall für Entwickler*innen zug?nglich und bieten maximale Transparenz für die Nutzer*innen. Au?erdem werden Lebenszykluskonzepte, die Bereiche wie Reparatur, Wiederaufarbeitung, Wiederverwendung und Recycling beinhalten, entwickelt.
?Das Vorgehen wird anhand konkreter Anwendungsf?lle von Aluminiumdruckguss in der Automobilindustrie demonstriert. Durch die Kombination automatisierter Workflows mit Algorithmen, die teilweise von maschinellem Lernen unterstützt werden, erm?glicht die ?Digi4Circular‘-Plattform kreislauff?hige Produktdesigns – basierend auf den für End-of-Life-Szenarien berechneten Umweltauswirkungen“, erkl?rt Prof. Dr. Iryna Mozgova von der Universit?t Paderborn, die das Vorhaben leitet. Manuel Ott, Oberingenieur der Fachgruppe ?Datenmanagement im Maschinenbau“, erg?nzt: ?Der digitale Produktpass gew?hrleistet maximale Transparenz für die Nutzer*innen hinsichtlich Herkunft, Herstellungsprozessen, Umweltauswirkungen und anderer relevanter Informationen über das Produkt.“ Neben der Fachgruppe sind au?erdem der Lehrstuhl für Werkstoffkunde und der Bereich Produktentstehung am Heinz Nixdorf Institut der Universit?t an dem Projekt beteiligt.
Bedeutung für die EU
Die Technologien sollen die globale Führungsrolle der EU im digitalen und grünen Wandel st?rken. Mozgova: ?Die Rückverfolgbarkeit und Transparenz von Wertsch?pfungsketten, erm?glicht durch den digitalen Produktpass, tragen zur strategischen St?rkung der EU bei. Die erh?hte Wiederverwendung und das Recycling von Prim?rmaterialien, insbesondere Aluminium, f?rdern die Sicherheit der Lieferketten und reduzieren die Abh?ngigkeit von Exporten.“
Mensch im Mittelpunkt
Das Projekt verfolgt einen menschenzentrierten Ansatz, indem es Expertenwissen integriert, Mitarbeiter*innen durch gezielte Schulungen bef?higt und die negativen Auswirkungen des Aluminiumabbaus verringert. So unterstützt ?Digi4Circular“ auch den europ?ischen Green Deal und mehrere Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDG, Sustainable Development Goals) der Vereinten Nationen.
In den kommenden Jahren arbeiten die Expert*innen daran, die Digitalisierung und Nachhaltigkeit in der Produktion voranzutreiben. Durch innovative Software- und Modellierungsl?sungen wird der ?bergang zu einer Kreislaufwirtschaft gef?rdert. Das soll nicht nur ?kologische Vorteile bringen, sondern auch die Wettbewerbsf?higkeit der EU auf dem globalen Markt st?rken.
