Durch gezielte Werkstoffauswahl kombiniert mit Sekund\u00e4rrohstoffen sowie der konsequenten Anwendung von Leichtbauweisen konnte am Kunststoff-Zentrum in Leipzig (KUZ) der CO\u2082-Fu\u00dfabdruck eines Automotive-Spritzgussbauteils um ca. 40% gesenkt werden. Zur Erreichung dieser hohen Einsparung ist die ganzheitliche Betrachtung entlang des gesamten Produktlebenszyklus wichtig.<\/p>\n
Im Rahmen ihrer Zusagen im Pariser Klimaabkommen und der Schaffung der European Green Deal Initiative hat sich die Europ\u00e4ische Union zu einer deutlichen Senkung der Treibhausgasemissionen verpflichtet. Was dies f\u00fcr die Anwendung von Kunststoffen und deren Produkten bedeutet und wie sich die Treibhausgasemissionen von technischen Kunststoffbauteilen effektiv senken lassen, soll im Folgenden anhand eines Fallbeispiels diskutiert werden.<\/p>\n
Das Fallbeispiel, das sogenannte Funktionstr\u00e4gerbauteil, ist ein Spritzgie\u00dfbauteil das in der Automobilanwendung zur sicheren Aufnahme einer Batterie dient. Dieses Bauteil (Referenz) wird aus einem Polyamid 6.6 mit 50 Gewichts-% Glasfaserverst\u00e4rkung (PA6.6-GF50) gefertigt.<\/p>\n
F\u00fcr das Funktionstr\u00e4gerbauteil wurde eine Fallstudie entwickelt, deren Ma\u00dfnahmen eine deutliche Senkung der Treibhausgasemissionen in allen Phasen entlang des Produktlebenszyklus (cradle-to-grave-Ansatz) bewirken. Die Hauptwerkzeuge in diesem sog. Eco-Szenario sind<\/p>\n
Das Eco-Szenario basiert auf den Entwicklungen im Rahmen des F&E-Projekts Funktionstr\u00e4ger des KUZ in Zusammen\u00adarbeit mit der YOUR Solution GmbH & Co. KG sowie der Unterst\u00fctzung durch die Koller Kunststofftechnik GmbH. Dabei konnte unter Verwendung der genannten Materialien und mit Hilfe des Thermoplast-Schaumspritzgie\u00dfens (TSG) eine deutliche Gewichtsreduktion erzielt werden. Durch konsequente Umsetzung eines TSG-gerechten Bauteildesigns konnte die spezifische Biegesteifigkeit im Vergleich zur Referenz sogar leicht verbessert werden.<\/p>\n
Die Referenz und das Eco-Szenario wurden mit der Software Umberto LCA+ modelliert und mit Daten aus der Ecoinvent-Datenbank und Plastics Europe untersetzt. Anschlie\u00dfend wurde durch Berechnung des Modells ein CO2-Fu\u00dfabdruck f\u00fcr jede Phase des Produktlebenszyklus ermittelt. Auf diese Weise kann die Wirksamkeit jeder Ma\u00dfnahme im Eco-Szenario differenziert bewertet werden.<\/p>\n
Der CO2-Fu\u00dfabdruck (cradle-to-grave) des Funktionstr\u00e4gerbauteils konnte mit Hilfe des Eco-Szenarios um ca. 40 % gegen\u00fcber der Referenz gesenkt werden. Anhand der Berechnungen wird deutlich, welch gro\u00dfen Einfluss eine gezielte Werkstoffauswahl auf die potenziellen Treibhausgasemissionen hat. Durch die Verwendung von Kunststofftypen mit niedrigem CO2-Fu\u00dfabdruck kombiniert mit Sekund\u00e4rrohstoffen (hier PP\/PE-PCR) kann eine deutliche Reduktion der Treibhausgasemissionen erzielt werden. Zudem zeigt das berechnete Szenario die hohe Relevanz des Bauteilgewichts bei bewegten Bauteilen auf. Insbesondere bei einer ausgepr\u00e4gten Nutzungsphase mit zahlreichen Beschleunigungsvorg\u00e4ngen (hier Komponente in PKW) erschlie\u00dft sich durch konsequente Anwendung von Leichtbauweisen ein erhebliches Einsparpotenzial der Treibhausgasemissionen. So konnten mit Hilfe des Thermoplast-Schaumspritzgie\u00dfens das Bauteilgewicht und damit auch die bauteilbezogenen Treibhausgas\u00ademissionen in der Nutzungsphase bei vergleichbarer mechanischer Performance um 25 % reduziert werden.<\/p>\n
Die vorliegenden Untersuchungen verdeutlichen, wie wichtig die ganzheitliche Betrachtung entlang des gesamten Produktlebenszyklus ist. Werden bei dem beschriebenen Funktionstr\u00e4gerbauteil lediglich die Phasen Rohstoff+Vorprodukte und Produktion betrachtet (cradle-to-gate-Ansatz), so \u00e4ndert sich die Emissionsverteilung und folglich auch die Priorisierung potenzieller Optimierungs\u00adma\u00dfnahmen zur Senkung des CO2-Fu\u00dfabdrucks.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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