Mit dem Verbundprojekt FLUORBEST wird eine systematische und KI-gestützte Methodik aufgebaut, um die Substituierbarkeit von Fluorpolymeren in konkreten industriellen Anwendungen fundiert bewerten zu können. Unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF entsteht eine strukturierte Entscheidungsgrundlage, in der technische Leistungsanforderungen ebenso berücksichtigt werden wie (öko)toxikologische und regulatorische Aspekte.
Ausgangspunkt ist die besondere Bedeutung von Fluorpolymeren in anspruchsvollen technischen Einsatzfeldern, etwa in Dichtungen, im Maschinen- und Anlagenbau oder in der Medizintechnik, wo sie aufgrund ihrer hohen thermischen, chemischen und mechanischen Beständigkeit eingesetzt werden. Gleichzeitig werden mögliche PFAS-Emissionen entlang der Produktkette zunehmend kritisch diskutiert, sodass die Frage nach der Substituierbarkeit in spezifischen Anwendungen an Relevanz gewinnt und eine differenzierte, anwendungsbezogene Bewertung erfordert.
Fluorpolymere zwischen Leistungsfähigkeit und Regulierung
Fluorpolymere werden in zahlreichen anspruchsvollen technischen Anwendungen eingesetzt, da sie eine hohe thermische, chemische und mechanische Beständigkeit aufweisen. Besonders in Dichtungen, im Maschinen- und Anlagenbau sowie in der Medizintechnik erfüllen sie Anforderungen, die von anderen Hochleistungspolymeren bislang nur eingeschränkt oder gar nicht erreicht werden können. Ihre spezifischen Materialeigenschaften sind daher in vielen Einsatzfeldern funktional eng mit der jeweiligen Anwendung verknüpft.
Gleichzeitig stehen Fluorpolymere im Kontext möglicher PFAS-Emissionen entlang der Produktkette zunehmend im Fokus regulatorischer und gesellschaftlicher Diskussionen. Ob und unter welchen Bedingungen eine Substitution möglich ist, lässt sich daher nicht pauschal beantworten. Vielmehr erfordert die Bewertung der Substituierbarkeit eine differenzierte Betrachtung technischer Anforderungen, verfügbarer Alternativen und regulatorischer Rahmenbedingungen entlang der gesamten Produkt- und Wertschöpfungskette.
KI-Methodik bewertet Substituierbarkeit von Fluorpolymeren
Vor diesem Hintergrund entwickelt FLUORBEST eine systematische und KI-gestützte Methodik, mit der die Substituierbarkeit von Fluorpolymeren in konkreten industriellen Anwendungen bewertet werden kann. Technische, (öko)toxikologische und regulatorische Aspekte werden in einer gemeinsamen Bewertungslogik zusammengeführt, sodass eine strukturierte und nachvollziehbare Entscheidungsgrundlage entsteht.
Kern des Ansatzes ist ein Ampelsystem, das eine indikative Einschätzung der Substituierbarkeit sowie des jeweiligen Technology Readiness Levels ermöglicht. Die im Projekt ZeroPM entwickelte Matrix zur Priorisierung wird dabei geprüft und, sofern geeignet, integriert oder angepasst. Grundlage bildet eine semantisch strukturierte Datenbasis, in der Informationen aus Fachpublikationen, Datenblättern und weiteren Quellen zusammengeführt werden. Mithilfe KI-gestützter Datenextraktion und Wissensgraphen können bestehende Alternativen systematisch analysiert und Anwendungsfelder identifiziert werden, in denen weiterer Forschungsbedarf besteht. FLUORBEST entwickelt damit eine Methodik zur Bewertung von Substitutionsoptionen und stellt entsprechende Datenstrukturen bereit, ohne pauschale Aussagen zur Sicherheit bestehender Produkte zu treffen oder konkrete Ersatzmaterialien zu entwickeln.
Semantische Datenbasis für Fluorpolymere
Die im Projekt aufgebaute semantische Datenbasis bildet das Fundament für die strukturierte Bewertung der Substituierbarkeit von Fluorpolymeren. Unterschiedliche Informationsquellen werden systematisch erfasst, miteinander verknüpft und in analysierbarer Form aufbereitet. Auf diese Weise entsteht eine transparente Grundlage, die eine anwendungsbezogene Einordnung von Substitutionsoptionen ermöglicht.
Die Datenbasis wird an die Plattform MaterialDigital angebunden, sodass Ergebnisse für Industrie und Forschung zugänglich sind. Darüber hinaus ist vorgesehen, die aufbereiteten Informationen gemäß den FAIR-Prinzipien bereitzustellen und langfristig in einem BAM-Repositorium zu sichern. In Verbindung mit der entwickelten Methodik entsteht so ein benutzerfreundliches Datenportal, das Entscheidungsprozesse in konkreten industriellen Anwendungen nachvollziehbar unterstützt.
Industrie gestaltet Bewertung von Fluorpolymeren mit
Die Bewertung der Substituierbarkeit von Fluorpolymeren ist aufgrund der spezifischen Materialeigenschaften und vielfältigen Anwendungsfelder eine komplexe Aufgabe. FLUORBEST ist deshalb als kooperatives Verbundprojekt angelegt, in dem Industrie, Wissenschaft und Behörden gemeinsam Bewertungsmaßstäbe entwickeln und an konkreten Beispielen erproben. Anforderungen aus der Praxis werden systematisch erfasst und in strukturierte Arbeitsabläufe überführt.
Ein Industrie-Workshop am 24. März 2026 am Fraunhofer LBF widmet sich exemplarisch dem Anwendungsfeld „Sealings“ und dient der Konkretisierung von Anforderungen sowie der Systematisierung von Bewertungskriterien für mögliche Substitute von Fluorpolymeren. Die Ergebnisse fließen in die Weiterentwicklung der Methodik ein. Koordiniert wird das vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt geförderte Projekt vom Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF. Beteiligt sind das Fraunhofer IFAM, das Fraunhofer IWM, das Fraunhofer ITEM sowie die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung BAM. Das Vorhaben läuft von November 2025 bis Januar 2028 und wird von einem Beirat aus Industrie, Wissenschaft und Verbänden begleitet.
