Wir haben mit Dr. Florian Kammerer - Referatsleiter für die nationale Kreislaufwirtschaftsstrategie und Ressourceneffizienz im BMUV - gesprochen und konnten Hintergründe zum DigiRess Programm in Erfahrung bringen.

Im Rahmen des Förderprogramms DigiRess gab es vier Projekte mit Berliner Beteiligung, die zeigen, wie Digitalisierung Ressourcenschonung und Kreislaufwirtschaft in verschiedenen Branchen vorantreiben kann.

Ein Beispiel ist das Projekt der additiv gefertigten Skoliosekorsetts aus rezyklierten Polymeren von MindWerk GmbH & Co. KG und CCtec Deutsches Korsettzentrum GmbH & Co. KG.

Die Interviews zu den anderen drei Förderprogrammbeteiligungen aus Berlin möchten wir Ihnen nicht vorenthalten. Sie stehen Ihnen hier in voller Länge zur Verfügung:

• Janine Mügge, stellvertretende Abteilungsleiterin beim Fraunhofer IPK, über das Forschungsprojekt Digma-DT, welches sich mit Zirkularität in der Fahrzeugverwertung befasst
• Axel Sacharowitz, Geschäftsführer bei 3S Antriebe GmbH, zum Projekt 3SmartFW, welches sich mit der Detektion und Lokalisierung von Leckagen in Fernwärmenetzen beschäftigt
• Erik Bossong, R&D Senior Expert bei GROPYUS Technologies GmbH, zur Digitalisierung der Baubranche mit Hilfe von digitalen Zwillingen

Simon Hensch, CCtec:

Welche Polymere werden in der Orthopädietechnik verwendet und was macht deren Recycling so schwierig?

Für das manuelle Thermoformen werden in der Orthopädietechnik in erster Linie HDPE (High-density polyethylene) und PP (Polypropylen) eingesetzt. CCtec stellt Skoliosekorsette ausschließlich aus HDPE her, daher konzentrieren wir uns auf diesen Werkstoff. Beide Polymere sind grundsätzlich sehr gut recycelbar, die Herausforderung liegt in der Logistik. Die typischerweise größten Probleme liegen in der Sicherstellung der Sortenreinheit und Sauberkeit – wenn die Abfälle erst vermischt und verunreinigt sind, wird es extrem aufwändig, dies wieder rückgängig zu machen. Auch Lagerung und Transport stellen eine Herausforderung dar, schließlich fallen bei CCtec für einen Handwerksbetrieb verhältnismäßig große Mengen HDPE-Abfall an, da ist es schon deutlich einfacher, diesen einfach zu entsorgen.

Mit Ihrem Projekt ReBrace möchten Sie Werkstoffkreisläufe lokal schließen. Sind die Lösungen aus Ihrem Projekt skalierbar und auf andere Anwendungen (oder gar Branchen) übertragbar?

In der optimalen Skalierung des Prozesses liegt genau der Knackpunkt und die größte Herausforderung. Die oben genannten logistischen Probleme werden gravierender, je größer die Werkstoffkreisläufe gefasst werden. Dem gegenüber steht am unteren Ende der Skala der Anlagen- und Personalaufwand. Mit unserem Ansatz, uns auf einen Betrieb und ein Polymer zu fokussieren, beseitigen wir zwar einen Großteil der typischen Probleme, aber die Lösung muss natürlich auch wirtschaftlich umsetzbar sein. Mit den vergleichsweisen kleinen Anlagen zur Zerkleinerung der Abfälle zu Mahlgut und dem anschließenden Einschmelzen und Extrudieren von Filament, welche vom Durchsatz her zwischen reinen Labor- und vollwertigen Industrieanlagen angesiedelt werden können, sind prinzipiell passende Lösungen verfügbar. Ob und wie diese mit vertretbarem Personalaufwand betrieben werden können und wie der gesamte Prozess darum gestaltet werden muss, um auch wirtschaftlich nachhaltig zu sein, ist Gegenstand unserer Forschung.

In Ihrem Projekt haben Sie eine digitale Prozesskette etabliert. Wie genau sieht diese aus und welche Möglichkeiten in Bezug auf Ressourcenschonung und Kreislaufwirtschaft erhalten Sie dadurch?

Die Entwicklung unseres lokal geschlossenen Werkstoffkreislaufs wird erst mithilfe der Digitalisierung des gesamten Produktlebenszyklus überhaupt möglich. Die Produkte werden anhand ihres digitalen Abbildes bis zu ihrer Wiederverwertung verfolgt, so dass Produkt- und Werkstoffeigenschaften im Prozess der Wiederverwertung und beim Einsatz der so hergestellten Formstoffe (Filament) berücksichtigt werden können. Auf diese Weise wird im Projekt eine Datengrundlage geschaffen, welche neben der Wiederverwertung auch die zielgerichtete Optimierung von Produkt- und Versorgungsprozess ermöglicht. Anders kann die Einhaltung der hohen Anforderungen, welche an Medizinprodukte gestellt werden, nicht sicher gewährleistet werden.

Bei der Digitalisierung der OT-Branche sind allerdings teilweise erhebliche Widerstände zu überwinden. In großen Bereichen der Branche, insbesondere bei kleineren Betrieben, dominieren analoge und manuelle Prozesse der Datenerfassung, der Modellierung und der Fertigung (z.B. handschriftliche Erfassung von Patientendaten, Arbeiten mit Gipsabdrücken, manuelles Tiefziehen durch Erwärmung und Formung der Kunststoffplatte). Existierende digitale Lösungen sind häufig nicht untereinander kompatibel oder zwingen die Betriebe in ein Abhängigkeitsverhältnis, wenn z.B. die Lösungen der Branchengrößen eingesetzt werden müssen oder die additive Fertigung auf spezialisierte Dienstleister ausgelagert werden muss.

Ihr DigiRess-Projekt läuft Ende 2024 aus. Wie werden die Ergebnisse darüber hinaus genutzt und gibt es Ansätze für Folgeprojekte?

Bei CCtec werden die Projektergebnisse bereits jetzt schrittweise in die Produktion integriert. Die Verwertung der Projektergebnisse sieht darüber hinaus explizit vor, dass die Firma MindWerk die entwickelten Hard- und Softwarelösungen an weitere Betriebe der OT vertreibt und sie mit diesen nutzerzentriert weiterentwickelt. Dabei ist die Software in ihrer modularen Form neben der Korsettfertigung auch auf andere Produkte der OT (z.B. Handschienen) anwendbar. Darüber hinaus ermöglichen Erfahrung und Softwaremodule im Bereich des Life Cycle Assessment das Consulting und das Durchführen von Forschungsprojekten von und mit Anwendern aus anderen Branchen. In Bereichen, in denen die additive Fertigung per FLM (Fused Layer Modeling) bereits Einzug erhalten hat, ist der Einsatz der entwickelten Lösungen für die Rezyklierung problemlos möglich.

Das vollständige Interview mit Simon Hensch lesen Sie hier.