Das IKV auf der K 2025
Nachhaltige Produktion, Rezyklatverarbeitung und KI-Methoden in der Kunststoffindustrie
Foam2Cycle
Kreislauffähige Soft-Touch-Leichtbaukomponenten
Warum Foam2Cycle?
Soft-Touch-Bauteile begegnen uns überall: im Fahrzeuginnenraum, in Elektronik, Sportartikeln oder Haushaltsgeräten.
Das Problem: Sie bestehen meist aus unterschiedlichen, fest verbundenen Kunststoffen – und sind damit kaum mechanisch recycelbar.
Mit Foam2Cycle präsentiert das IKV ein neues Fertigungskonzept, das zwei Welten verbindet:
-
Soft-Touch-Haptik für Komfort und Design
-
Kreislauffähigkeit für nachhaltige Produkte – nicht nur im Automobil
Das IKV Konzept
Im Mittelpunkt des Projekts Foam2Cycle steht ein innovatives Fertigungskonzept, das die besonderen Anforderungen von Soft-Touch-Bauteilen mit den Prinzipien einer zukunftsfähigen Kreislaufwirtschaft verbindet. Das IKV setzt dabei auf den Ansatz des Design for Recycling. Anstelle der bislang üblichen Kombination unterschiedlicher, nicht trennbarer Materialien werden für Träger und Weichkomponente ausschließlich aufeinander abgestimmte Thermoplaste eingesetzt. So können beide Komponenten gemeinsam rezykliert werden, ohne dass eine aufwendige Trennung notwendig ist.
Darüber hinaus nutzt das Konzept die Potenziale des Schäumens: Sowohl der steife Träger als auch die weiche Oberfläche werden geschäumt.
Das führt nicht nur zu einer erheblichen Gewichtsreduktion, sondern auch zu einer besonders effizienten Materialnutzung. Die weiche Haptik und die gewünschte Dicke des Bauteils lassen sich dabei individuell einstellen – ein wichtiger Aspekt, um funktionale Anforderungen und Komfort miteinander zu verbinden.
Für die Herstellung greift das IKV auf ein in der industriellen Produktion bewährtes Verfahren zurück: den Zweikomponenten-Schaumspritzgießprozess. Dieses Verfahren wurde am Institut gezielt weiterentwickelt und optimiert, sodass es sich für die wirtschaftliche Serienproduktion eignet. Foam2Cycle zeigt damit, dass sich Nachhaltigkeit, Leichtbau und industrielle Effizienz nicht ausschließen, sondern in einer ganzheitlichen Lösung zusammengeführt werden können.
© IKV
© IKV
© IKV
© IKV
© IKV© IKV
Der Messe-Demonstrator
Auf dem IKV-Stand wird live eine modulare Handballenablage mit Soft-Touch-Haptik für die Computertastatur produziert:
-
Leichtbau durch hohe Aufschäumgrade (bis 80 % Dichte-Reduktion bei TPE)
-
Individuell einstellbare Weichheit und Dicke
-
Recyclinggerechtes Design – alle Komponenten bestehen aus wiederverwertbaren Thermoplasten
Materialien:
-
Träger: schlagzähmodifiziertes Polypropylen (PP)
-
Soft-Komponente: Styrol-Dien-Blockcopolymer (TPE-S)
-
Beide Materialien mit 30 % Rezyklatanteil verfügbar
| Technologische Highlights | |
| 2K-Schaumspritzgießen mit chemischem Treibmittel: | feine Schaumstrukturen, hohe Aufschäumgrade, kosteneffizient ohne zusätzliche Peripherie |
| Isolierende Werkzeugbeschichtung: | verbesserte Oberflächenqualität bei PP ohne aufwendige variotherme Temperierung |
| Laserstrukturierte Werkzeugoberfläche: | : verschiedene hochwertige Oberflächennarbungen zur Kaschierung von Defekten im TPE |
| Atmendes Werkzeug: | ermöglicht gezielte Einstellung der Haptik und unterschiedliche Aufschäumgrade im selben Bauteil |
Das Forschungsvorhaben KK5158711HD4 der Forschungsvereinigung Kunststoffverarbeitung wird im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Allen Partnern und Institutionen gilt unser Dank.
Foam2Cycle live auf der K 2025:
Das IKV zeigt eine vollautomatisierte 2K-Spritzgießmaschine mit Drehtellerwerkzeug:
Vollständig digitalisierte Anlagentechnik für KI-gestützte Prozesseinrichtung, Steuerung und Überwachung
Datenintegration über die Plattform OSPHIM: digitaler Schatten des Prozesses, Vorhersage von Ausschuss, datengetriebene Optimierung
100 % Inline-Qualitätsprüfung von Oberfläche, Haptik und Maßhaltigkeit
Sensorik: kombinierte Druck- und Temperatursensoren in beiden Kavitäten, Auflicht-/Durchlichtkamera zur Defekterkennung
Jan Wolters, M.Sc.
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Schaumspritzgießen
Detect before defect
Frühzeitige Erkennung von Walzenbelag in Extrusionsprozessen
Warum Detect before defect?
Bei der Flachfolienextrusion können sich auf der Kühlwalze Ablagerungen bilden, die schnell zu Qualitätseinbußen, Ausschuss und ungeplanten Stillständen führen. Besonders bei Rezyklaten ist die Belagsbildung schwer vorhersehbar – oft wird das Problem erst sichtbar, wenn es schon zu spät ist.
Das IKV-Konzept
Mit Detect4Defect präsentiert das IKV ein optisches In-Line-Inspektionssystem, das die Walzenoberfläche kontinuierlich überwacht. Glanzveränderungen durch beginnende Ablagerungen werden zuverlässig erkannt und quantifiziert. So lässt sich Walzenbelag frühzeitig lokalisieren und gezielt beseitigen – ohne die Produktion unterbrechen zu müssen.
Das System ist einfach in bestehende Anlagen integrierbar und ermöglicht erstmals
auch kleinen und mittleren Unternehmen eine effiziente Prozessüberwachung. Gleichzeitig liefert es wertvolle Daten für die Forschung, um die Mechanismen der Belagsbildung besser zu verstehen und zukünftige Prozesse robuster zu gestalten.
Ein Indiz für die hohe Praxisrelevanz des Projekts: Detect before defect stand 2025 in der Endauswahl zum IGF-Projekt des Jahres.
Wir bedanken uns bei unseren Projektpartnern und Unterstützern
Sie möchten die Forschungsergebnisse in die Praxis überführen? Das Projekt ist offen für weitere Kooperationspartner, die daran interessiert sind, die Ergebnisse gemeinsam mit dem IKV in die praktische Anwendung zu übertragen und für sich zu nutzen. Unternehmen können sich im Forschungskonsortium beteiligen oder bilaterale Fragestellungen einbringen.
Dr.-Ing. Lukas Seifert
Stellv. Abteilungsleiter
Extrusion und Kautschuktechnologie
© IKVDetect before defect live auf der K 2025:
Auf der K 2025 zeigt das IKV den Prozess live: Eine rotierende Kühlwalze mit präparierten Belägen wird mit Kamera und Beleuchtung überwacht. Besucher können in Echtzeit verfolgen, wie das System Ablagerungen erkennt, ein digitales Abbild der Walze erstellt und die Belagsbildung analysiert.
Technologische Highlights
-
Optisches Kamerasystem mit hoher Auflösung und Zeilenbeleuchtung
-
Echtzeit-Datenauswertung und Quantifizierung der Belagsbildung
-
Einfach nachrüstbar in bestehende Anlagen
-
Potenzial zur Kopplung mit einem Reinigungssystem – ohne Produktionsstopp
Dr.-Ing. Lukas Seifert
Stellv. Abteilungsleiter
Extrusion und Kautschuktechnologie