PIAE-Kongress: Rezyklat im Interieur der Zukunft

Der kommende PIAE-Kongress erörtert die Anforderungen an Rezyklate im Interieur im Spannungsfeld von Design, Funktionalität und Nachhaltigkeit.

„Interieur 20XX“ hieß die Überschrift einer Pressekonferenz im Vorfeld des PIAE-Kongresses (08. bis 09. September), in dessen Fokus u.a. der Einsatz von Rezyklaten im Autoinnenraum der Zukunft stehen wird. Thomas Drescher, Kopf der Vorentwicklung und Fahrzeugbeurteilung bei Volkswagen, leitet den Programmausschuss des Kongresses PIAE – Plastics In Automotive Engineering. Auf der Pressekonferenz gab er eine Einschätzung zu Möglichkeiten und Rahmenbedingungen für den Einsatz von Rezyklaten im Fahrzeug der Zukunft.

Bereits heute bestehen viele Bauteile in Automobilen, wie Textilien, Sitzbezüge, Fußmatten oder Unterbodenverkleidungen teilweise oder vollständig aus Rezyklat. Doch für hochwertige Class-A-Oberflächen sind rezyklierte Materialien nur begrenzt am Markt verfügbar. Sichtteile aus Kunststoff im Interieur und Exterieur eines Fahrzeuges bestehen deshalb oft noch aus rohölbasierter Neuware.

Dabei ist der Einsatz von Kunststoff-Rezyklaten ein wichtiger Baustein, um bei der Produktion eines Autos den CO₂-Fußabdruck deutlich zu senken. „Es werden dringend neue Materialien und Prozesse benötigt, um den Einsatz von Rezyklaten auch bei Teilen mit hochwertigen Class-A-Oberflächen zu ermöglichen, um so den CO₂-Footprints weiter zu reduzieren“, appelliert Drescher an die Kunststoffindustrie.

Dabei geht es nicht nur um die Oberflächen. In automobilen Anwendungen müssen Kunststoffe sehr hohe, komplexe Anforderungen erfüllen. Mechanische Eigenschaften, wie das Bruchverhalten, die Kratzbeständigkeit, die Temperatur- und UV-Beständigkeit sind ebenso zu erfüllen. Auch die olfaktorische Wahrnehmung – der Geruch – spielt eine Rolle. Kunststoff-Rezyklate weisen oft Störgerüche auf.

„Die Ausgangsstoffe müssen durch neuartige Sortier- und Aufbereitungstechnologien, wie chemisches Recycling, in Rezyklate gewandelt werden, die in Reinheit und Qualität nahezu der Neuware entsprechen. Nur so bekommen unsere Kunden Produkte in gewohnter Qualität und hochwertiger Anmutung“, erklärt Drescher. „Mein persönlicher Wunsch für die Zukunft sind sortenreine Bauweisen, die ein Recycling vereinfachen und geschlossene Werkstoffströme ermöglichen. Hierdurch können die Recyclingquoten gesteigert werden und eine neue Kreislaufwirtschaft entstehen“, so Drescher.

Der PIAE-Kongress im September betrachtet im automobilen Umfeld auch die technischen Kunststoffe, durch die Leichtbau, Energieeffizienz und Langlebigkeit erst ermöglicht werden. Ein Großteil dieser Veranstaltung handelt somit bereits vom nachhaltigen Kunststoffeinsatz.

Für Jochen Hardt, Head of Marketing Mobility bei Covestro, hat die Zukunft schon begonnen. „Covestro will noch in diesem Jahr die weltweit ersten klimaneutralen Polycarbonat-Kunststoffe einführen und sieht dies als einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu einer vollständig zirkulären Wirtschaft im Automobilbau.“ Dank der Einführung von Rohstoffen, die aus massenbilanzierten Bioabfällen und Reststoffen sowie erneuerbaren Energien in den Produktionsprozess stammen, seien die Polycarbonate dann "von der Wiege bis zum Werkstoff" klimaneutral.

Covestro bietet bereits ISCC-Plus-zertifizierte Polycarbonate an, die über den Massenbilanzansatz erneuerbaren Rohstoffen zugeschrieben werden. Gemeinsam mit Partnern hat Covestro auch Polyurethan-Rohstoffe entwickelt, in denen bis zu 20 % der bisher verwendeten erdölbasierten Rohstoffe durch das Klimagas CO₂ ersetzt sind. Aktuell werden auch Anwendungen solcher Polyole mit dem Namen Cardyon im Automobil entwickelt, zum Beispiel für die Sitze.

„Der Einsatz von Kunststoff-Rezyklaten ist ein wichtiger Baustein, um den CO₂-Fußabdruck eines Autos deutlich zu senken“, erklärt Hardt. Entscheidend für den Erfolg sei aber, dass die Produkte die hohen Qualitätsanforderungen und Spezifikationen der Autoindustrie erfüllen. Covestro unterstützt das Recycling von Kunststoffen unter anderem als Mitglied der Projektgruppe Circularise Plastics. Sie hat sich zum Ziel gesetzt, einen neuen Standard für die Rückverfolgbarkeit von Kunststoffen bis zum Rohstoff zu etablieren.

Auch Roger Kaufmann, Geschäftsführer beim Werkzeugbauer GK Concept, sieht die Anforderungen an künftige automobile Komponenten zunehmend in ihrem CO₂-Footprint und ihrer Recyclingfähigkeit. „Um die Recyclingfähigkeit auch bei Multimaterial-Bauteilen in einem hohen Maß zu verbessern, gibt es vielversprechende Ansätze“, erklärt er.

Als eine neuere Entwicklung benennt er Zwischenfolien, die sich in nahezu beliebigen Materialkombinationen verwenden lassen. Sie können über Hitze, Temperatur oder auch Druck aktiviert werden und lassen sich nach dem Lebenszyklus wieder trennen (Temperatur, Wasser,…). „Auf diesem Feld laufen derzeit viele Bestrebungen, um die Recyclingfähigkeit von Bauteilen zu verbessern“, erklärt Kaufmann.

Die GK Concept wird auf dem diesjährigen PIAE-Kongress einen 2K-Thermoplast-Schaumspritzgießprozess (2K-TSG) vorstellen. Die hergestellten Bauteile bestehen aus einer Kombination von Polypropylen (PP) und thermoplastischen Elastomeren (TPE), sodass die Bauteile vollständig rezyklierbar sind.

Physikalisches und chemisches Schäumen kann bis zu 30 % Gewichtseinsparung bringen. Hier sind viel neue Technologien noch in Erarbeitung; die Möglichkeiten laut Kaufmann sind heute noch nicht im Ansatz ausgereizt. „Auch Partikelschäume beschäftigen uns immer mehr. Speziell die Nachteile im EPP-Prozess konnten in den letzten Jahren immer weiter beseitigt werden. So lässt sich der Prozess heute dampffrei führen und die Oberflächen in unterschiedlichsten Narbungen oder Anmutungen darstellen“, beschreibt Kaufmann die aktuellen Möglichkeiten beim Partikelschäumen. „Für eine hochwertige Haptik bieten hier 2K-Verfahren mit sortenreinen Kunststoffen spannende Ansätze.“

Moderne Design-Entwicklungen mittels dekorativer Oberflächen ist das Thema von Jörg Friedrich, Geschäftsführer bei Car Men, Unternehmensberatung für Automotive Design. Friedrich sieht einen zunehmenden Einfluss des chinesischen Marktes auf das Design des Interieurs beim Automobil.

„Die Anzahl der Deko-Elemente im Interieur und am Exterieur nimmt insgesamt zu. Zudem werden künftig Deko-Elemente mit größeren Dimensionen verwendet und an neuen Orten eingesetzt“, prognostiziert Friedrich. Durch die Elektrifizierung und Digitalisierung der Fahrzeuge gebe es zudem eine ganz neue Cockpit-Architektur, was den Trend zu dekorativen Oberflächen nochmals verstärkt.

Die Pressekonferenz gab einen Vorgeschmack auf die Themenfelder, die die Teilnehmer auf dem Kongress erwarten. Neben Design, Recycling, Sortierung und Aufbereitung von Kunststoffen für den Automobilbau stehen folgende Highlights im Programmheft:

• Mercedes S-Klasse: Strukturelement aus Polyamid im Frontend integriert
• VW ID3 Heckklappe: Kunststoffleichtbau mit Sichtoberfläche
• MAN-Hochdach: FEM gerechnet und real gecrasht
• Ford Front End: Architekturoptimierung durch Funktionsintegration
• Audi Interieur: Vorhersage von Oberflächendefekten mit metallischen Effektpigmenten

Der PIAE-Kongress 2021 findet in diesem Jahr vom 08. bis 09. September Covid-sicher als Präsenzveranstaltung vor Ort im Kongress-Zentrum Rosengarten in Mannheim statt. Gleichzeitig streamt der Veranstalter – das VDI Wissensforum – die Präsentationen aus dem Rosengarten und stellt die Inhalte digital zur Verfügung. Bei dieser hybriden PIAE lässt sich für die rein digitale Teilnahme ein vergünstigtes Zugangsticket buchen.

mg