Das Projekt SmartReUSE der Hochschule Hof entwickelt ein KI-gestütztes System, das Recycling-Kunststoffe so aufbereitet, dass sie als gleichwertige Alternative zu neuem Material eingesetzt werden können. Gefördert wird das Vorhaben durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung und den Freistaat Bayern.
Rezyklate sind bislang schwer kalkulierbar: Ihre Eigenschaften schwanken je nach Herkunft und Vorbehandlung. SmartReUSE setzt auf systematische Materialanalyse und Mustererkennungssoftware, um diese Schwankungen kalkulierbar zu machen und Unternehmen konkrete Verarbeitungsempfehlungen zu liefern.
Warum Recycling-Kunststoffe die Industrie vor Probleme stellen
Recycling-Kunststoffe unterscheiden sich grundlegend je nachdem, ob sie als Post Industrial Rezyklate (PIR) aus Produktionsresten oder als Post Consumer Rezyklate (PCR) aus bereits genutzten Produkten wie Verpackungen stammen. Beide Typen weisen variable thermische, rheologische, physikalisch-chemische und mechanische Eigenschaften auf, die ihren Einsatz in der Fertigung erschweren.
Im Projekt werden diese Eigenschaften systematisch erfasst und analysiert. „Entscheidend ist, die Eigenschaften der Rezyklate ganzheitlich zu verstehen“, erläutert Stefanie Rank, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Kreislaufwirtschaft der Bio:Polymere der Hochschule Hof (ibp). „Wir analysieren die Materialien systematisch, um belastbare Aussagen über die Verarbeitbarkeit treffen zu können. Das ist essenziell für alle weiteren Schritte.“
Die erfassten Material- und Prozessdaten fließen in eine Mustererkennungssoftware, die Zusammenhänge zwischen Materialzustand, Maschineneinstellungen und Produkteigenschaften identifiziert. Auf dieser Basis leitet das System Handlungsempfehlungen ab – etwa zu Mischverhältnissen verschiedener Kunststoffe oder zum gezielten Einsatz von Additiven und Stabilisatoren.
KI-gestützte Entscheidungshilfe für verarbeitende Unternehmen
Die Mustererkennungssoftware wurde am Institut für Informationssysteme der Hochschule Hof (iisys) entwickelt. „Die Software erkennt Zusammenhänge zwischen Materialzustand, Maschineneinstellungen und Produkteigenschaften und kann daraus konkrete Handlungsempfehlungen ableiten“, erklärt Maurice Bäcker, wissenschaftlicher Mitarbeiter am iisys.
Ziel ist eine praxistaugliche Entscheidungshilfe für kleine und mittlere Unternehmen. „Sie sollen schneller entscheiden können, welche Mischung und welche Maschineneinstellung zum gewünschten Ergebnis führen“, so Prof. Dr. Jörg Scheidt, Leiter der Forschungsgruppe Analytische Informationssysteme am iisys. Das Projekt verbindet damit materialwissenschaftliche Analyse mit angewandter Informationstechnik – eine Zusammenarbeit zwischen dem ibp unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. habil. Michael Nase und dem iisys unter Leitung von Prof. Dr. Jörg Scheidt.
SmartReUSE ist in mehrere Teilprojekte gegliedert, die gemeinsam mit Industriepartnern umgesetzt werden. Beteiligt sind unter anderem KomRec-ReCond GmbH, BKW Kunststoff GmbH, WIKUTEC GmbH und Kunststofftechnik Schnitzler GmbH & Co. KG sowie Erich Netzsch B.V. & Co. Holding KG und smartlytic GmbH. In diesen Kooperationen wird die Software unter realen Bedingungen validiert und für den KMU-Einsatz weiterentwickelt.
Im ersten Teilprojekt werden verschiedene PCR-HDPE-Ströme aus gebrauchten Verpackungskunststoffen untersucht. Ziel ist es, das Material so aufzubereiten, dass daraus Halter für Bierfässer gefertigt werden können. Das Gesamtprojekt läuft von 2025 bis 2028.
