Ein Demonstrator des Fraunhofer-Instituts für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP ermöglicht erstmals die sortenreine Charakterisierung und Sortierung schwarzer Kunststoffe. Vorgestellt wird das System am 18. und 19. März 2026 auf der SOLIDS & RECYCLING-TECHNIK in Dortmund. Damit adressiert das Institut ein zentrales Problem der Kreislaufwirtschaft: Schwarze Kunststoffe werden bislang häufig thermisch verwertet, da geeignete oder wirtschaftliche Sortiertechnologien fehlen.
Die Grundlage des Ansatzes bildet ein thermographiebasiertes Verfahren in Kombination mit maschinellem Lernen. Anstelle kurz- oder mittelwelliger Hyperspektralkameras nutzt das Forschungsteam aktive Thermographie, um thermische Materialunterschiede verschiedener schwarzer Kunststoffarten sichtbar zu machen. Auf diese Weise wird eine präzise Identifikation ermöglicht – eine Aufgabe, an der handelsübliche Nahinfrarotsysteme aufgrund physikalischer Grenzen scheitern.
Aktive Thermographie als Schlüssel für schwarze Kunststoffe
Während transparente oder farbige Kunststoffverpackungen von bestehenden Sortiersystemen vergleichsweise zuverlässig erkannt werden, gelten schwarze Kunststoffe bislang als schwer detektierbar. Herkömmliche Nahinfrarotsysteme stoßen hier an physikalische Grenzen, da schwarze Materialien das eingestrahlte Licht absorbieren und dadurch für die Sensorik „unsichtbar“ bleiben. In der Folge werden sie überwiegend thermisch verwertet, obwohl sie grundsätzlich recyclingfähig sind.
Das Fraunhofer IZFP setzt stattdessen auf ein Verfahren der aktiven Thermographie. Anstelle kurz- oder mittelwelliger Hyperspektralkameras kommt eine kostengünstigere Lösung zum Einsatz, die auf der gezielten Erwärmung der Materialien basiert. Unterschiedliche schwarze Kunststoffe reagieren thermisch verschieden, sodass charakteristische Temperaturverläufe entstehen. Diese thermischen Unterschiede können detektiert und zur Materialidentifikation genutzt werden. Bereits gelungen ist den Forschenden die präzise Unterscheidung von Polyamid (PA) und Polypropylen (PP), was einen wesentlichen Fortschritt für die sortenreine Trennung schwarzer Kunststoffe darstellt.
KI-gestützter Demonstrator auf der SOLIDS & RECYCLING-TECHNIK
Auf der Messe in Dortmund veranschaulicht ein intelligenter Demonstrator ein vollständiges Sortierszenario unter praxisnahen Bedingungen. Schwarze Kunststoffproben bewegen sich auf einem Förderband unter einem Infrarotheizstrahler, werden kontrolliert erwärmt und anschließend mit einer Wärmebildkamera erfasst. Die dabei erzeugten thermischen Signaturen dienen als Grundlage für die weitere Analyse.
Ein KI-Modell wertet diese Daten in Echtzeit aus und trifft unmittelbar eine Sortierentscheidung. Am Ende des Förderbands übernimmt ein Sortierarm die physische Trennung der Materialien, indem er sie je nach erkannter Sorte nach links oder rechts ausleitet. Andreas Keller und Kevin Schmitz, projektverantwortliche Wissenschaftler am Fraunhofer IZFP, erläutern: „Unser Demonstrator zeigt anschaulich, wie wir mit aktiver Thermographie und künstlicher Intelligenz eine kostengünstige Sortierung schwarzer Kunststoffe ermöglichen können. Wir schaffen damit eine wichtige Grundlage, den Kreislauf auch für diese anspruchsvollen Materialien zu schließen. Dabei können wir wertvolle Ressourcen einsparen und gleichzeitig CO2-Emissionen reduzieren.“
Perspektiven für Recycling und Industrie
Die industrielle Relevanz der Entwicklung liegt in der Möglichkeit, schwarze Kunststoffe künftig präzise und wirtschaftlich im großen Maßstab zu sortieren. Gelingt dies, können wertvolle Rohstoffe zurückgewonnen und erhebliche Mengen CO2 eingespart werden. Damit wird ein zentrales Problem der Kreislaufwirtschaft adressiert, da schwarze Kunststoffe bislang häufig nicht im Materialkreislauf verbleiben.
Von einer solchen Lösung könnten zahlreiche Branchen profitieren, die große Mengen schwarzer Kunststoffe einsetzen. Dazu zählen die Leichtverpackungsbranche, der Automotive-Bereich, die Elektronikindustrie sowie die Sportartikelbranche. Für diese Industriezweige eröffnet die sortenreine Trennung neue Möglichkeiten zur Ressourcenschonung und zur Reduktion von Emissionen.
Als nächste Schritte plant das Saarbrücker Forschungsteam, das Verfahren auf weitere Kunststoffarten auszuweiten, die Sortiergeschwindigkeit zu erhöhen, alternative Anregungsmethoden zu erforschen und die Gesamtanlage zu optimieren. Ziel ist es, die erzielten Forschungsergebnisse in eine industrielle Anwendung zu überführen und damit die Kreislaufführung schwarzer Kunststoffe nachhaltig zu stärken.
