25.11.2022
Start des KI-Anwendungshub "Kunststoffverpackungen für nachhaltige Kreislaufwirtschaft durch Künstliche Intelligenz"
Verpackungen machen weltweit den mit Abstand größten Anteil an Kunststoffabfällen aus. Aufgrund oftmals zu großer technischer und wirtschaftlicher Herausforderungen tritt nur ein geringer Teil des Kunststoffs als Sekundärrohstoff wieder in den Kreislauf ein. Im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme „KI-Anwendungshub Kunststoffverpackungen – nachhaltige Kreislaufwirtschaft durch Künstliche Intelligenz“ werden Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) dazu genutzt, die Nachhaltigkeit von Kunststoffverpackungen zu verbessern. Der Fokus liegt dabei auf der gesamten Wertschöpfungskette von Design bis zum erneuten Eintreten in den Kreislauf. In den dazugehörigen Innovationslaboren werden digitale Technologien, KI-basierte Lösungen und Datenmanagementkonzepte zur Verbesserung der Ressourceneffizienz und Kreislauffähigkeit von Kunststoffverpackungen anhand eines relevanten Anwendungsfalls entwickelt. Insgesamt 51 Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft arbeiten zusammen, um den Kreislauf für Kunststoffverpackungen so weit wie möglich zu schließen.
„Wir freuen uns sehr, dass wir Teil des Innovationslabors 'KIOptiPack' sind. In unserer Forschung steht nicht nur die mensch-zentrierte Entwicklung von Produkten im Mittelpunkt sondern wir widmen uns auch intensiv der Frage, welchen Beitrag Design zu mehr Nachhaltigkeit leisten kann. Gerade in Bezug auf die Akzeptanz von nachhaltiger Kreislaufwirtschaft ein nicht zu unterschätzendes Thema. Im Rahmen des Projektes untersuchen wir, wie auch mit recycelten Materialien attraktive – und wieder gut recycelbare – Verpackungen gestaltet werden können. Dabei schauen wir nicht nur auf die umweltbewusste Kundschaft von Biomärkten, sondern auf alle Märkte, auch dort, wo das Bewusstsein für Nachhaltigkeit nicht so ausgeprägt ist“, erklärt Prof. Jens Krzywinski.
Wissenschaftler:innen der Professur für Werkzeugmaschinenentwicklung und adaptive Steuerung forschen an der KI-basierten Regelung des Thermoformprozesses von Kunststoffverpackungen mit Rezyklatanteil. „Rezyklate, also wiederverwertete Kunststoffe, die mindestens schon einmal entsorgt wurden, verändern die Werkstoff- und damit auch die Prozesseigenschaften. Um aus ihnen neue Verpackungen gleichbleibend hoher Qualität produzieren zu können, müssen Maschinen und Produktionsprozesse fortlaufend angepasst werden. KI kann zur Vorhersage des Prozessverhaltens genutzt werden und erweist sich dadurch als aussichtsreiche Möglichkeit große Schwankungen in der Verarbeitbarkeit des Materials zu bewältigen“, erläutert Dr. Hajo Wiemer.
Über das Innovationslabor KIOptiPack – Ganzheitliche KI-basierte Optimierung von Kunststoffverpackungen mit Rezyklatanteil:
Ziel von KIOptiPack ist es, praxisreife KI-gestützte Werkzeuge für das erfolgreiche Produktdesign sowie die qualitätsgerechte Produktion von Kunststoffverpackungen mit hohem Rezyklatanteil in einem KI-Anwendungs- und Datenraum bereitzustellen, zu validieren und in die Anwendung zu transferieren. Dies wird mit der Bildung einer zentralen Netzwerkplattform für das Wertschöpfungsengineering verknüpft. Das Projekt und die darin entwickelten Werkzeuge beziehen die gesamte Wertschöpfungskette vom Sekundärrohstoff, über die Material- und Verpackungsentwicklung, die Prozessauslegung, die Verpackungsproduktion bis hin zur Abfallsammlung und Aufbereitung ein.