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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.

Wissenschaftskommunikation

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Bundesministerium für Bildung und Forschung

Bundesministerium für Bildung und Forschung
Referat 521: Zukunft von Arbeit und Wertschöpfung; Industrie 4.0

Referat 521: Zukunft von Arbeit und Wertschöpfung; Industrie 4.0

Bundesministerium für ­Forschung, Technologie und Raumfahrt Referat 521: Zukunft von Arbeit und Wertschöpfung; Industrie 4.0

Bundesministerium für ­Forschung, Technologie und Raumfahrt

Ganzheitliche Bewertungssysteme und Technologien für das Remanufacturing sowie Erforschung zirkulärer und nachhaltiger Geschäftsmodellszenarien und Designstrategien für das Remanufacturing

Das Projekt EKODA basiert auf einer Fördermaßnahme des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und adressiert in erster Linie die Mobilitätsindustrie. Ausgangspunkt ist neben dem Kampf gegen den Klimawandel die aktuelle Situation der Industrie, die durch Verknappung der Ressourcen, Verteuerung von Rohstoffen, unterbrochene Lieferketten, steigende Energiepreise und die nach wie vor ungelöste Entsorgungsproblematik gekennzeichnet ist. Dementsprechend besteht das Ziel darin, eine »nachhaltige Mobilität durch kreislauffähige Wertschöpfung« zu schaffen. Erreicht werden soll dies, indem gebrauchte, obsolete oder defekte Komponenten als Ressource begriffen und nach Bewertung und Prüfung passgenau einer Wieder- bzw. Weiterverwendung zugeführt werden. Das Entsorgen und Recyceln der Stoffe und Materialien wird ausdrücklich nicht angestrebt.
Zentraler Bestandteil des Gesamtkonzepts ist neben dem Bewertungssystem eine weitgehend automatisierte und effiziente Demontage der Produkte, die sich bereits an einer möglichen Weiter- und Wiederverwendung in passenden Szenarien orientiert. Daneben werden auch Möglichkeiten, wie sich die demontierten und aufbereiteten Bauteile kreislauforientierten Lieferketten zuführen lassen, untersucht.

Ein wesentliches Element des Projekts EKODA ist die Erstellung eines dynamischen Bewertungssystems, das die Eignung der Bauteile zur Wiederverwendung anhand von technologischen, ökonomischen und ökologischen Kennwerten bewertet. Zusätzlich können weitere »weiche« Faktoren wie politische und ethische Aspekte berücksichtigt werden. Auf diese Weise wird für jedes Bauteil seine Restlebensdauer bestimmt und über das globale Bewertungsmonitoring entschieden, ob es direkt wiederverwendet, aufgearbeitet oder umgearbeitet wird (R-Strategie). Des Weiteren wird eine Demontageprozesskette ausgegeben, die beschreibt, wie und bis zu welcher Tiefe das Bauteil für die bestimmte R-Strategie idealerweise demontiert wird.
Durch Verwendung dieses Systems können Unternehmen ihre Entscheidungen auf einer breiten Basis von Faktoren treffen. Dadurch werden die Kreisläufe von Automobilkomponenten geschlossen und zur Schonung der Umwelt beigetragen. Die Komponenten des PKWs können sowohl in einem weiteren PKW eingesetzt werden oder auch in Anwendungen außerhalb Verwendung finden. Das System soll langfristig als eine Art Marktplatz agieren. Durch das dynamische Bewertungssystem finden dann sowohl Anbieter von Altteilen als auch Nachfrager von aufgearbeiteten Bauteilen zusammen und es findet eine Art matchmaking für die angegebenen Anforderungen statt.
Parallel dazu werden Gestaltungsrichtlinien für Design for Recycling und Design for Remanufacturing in zukünftigen Fahrzeuggenerationen erstellt. Darüber hinaus wird die Ablaufverbesserung der Herstellung unterschiedlicher Komponenten angestrebt, um die Nachhaltigkeit der Produkte schon in der Entstehungsphase zu erhöhen. Diese Maßnahmen tragen zu einer ganzheitlichen methodischen Betrachtung der Produkte vom Entstehungs- bis zum Verwertungszeitpunkt bei.
Um die entwickelten Methoden und Technologien zu demonstrieren, werden während der Projektlaufzeit zwei Anwendungsfälle gemeinsam durch die Partner getestet. Im ersten Anwendungsfall wird ein typisches Hochspannungs-Batteriespeichersystem aus einem PKW demontiert. Der zweite Anwendungsfall befasst sich mit der Wiederverwertung von metallischen PKW-Komponenten. Dabei wird ein Blechbauteil aus der Karosserie und ein massives Bauteil aus den Antriebskomponenten betrachtet. Schlussendlich wird die gesamte Prozesskette dargestellt. Ziel ist es, die adaptiven, teilautomatisierten und KI-gestützten Demontageanwendungen mitsamt aller Teilschritte in einer Demontagezelle zu validieren.
Die Digitalisierung spielt im Förderprojekt EKODA eine zentrale Rolle. Mithilfe der Use Cases werden Digitale Zwillinge der Produkte und Anlagen erstellt, die zur Durchführbarkeit der Aufarbeitungsrouten dienen. Gleichzeitig wird so die Optimierung der Transportketten und Prozessrouten ermöglicht. Aus diesen Ergebnissen soll schließlich ein Wiederverwendungskonzept in Form eines Systembaukastens abgeleitet werden. 
Besonders kleinen und mittleren Unternehmen sollen die Projektergebnisse zugutekommen, um deren Handlungsspielraum zur Kreislauffähigkeit zu erweitern.

Effiziente und wirtschaftliche kreislauforientierte Demontage und Aufbereitung

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Öffentlichkeitsarbeit

Herr Dr. Thomas Hipke

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Herr  Patrick Alexander Schmidt

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Arbeitseinheit PFT_KA

Projektträger Karlsruhe Arbeitseinheit PFT_KA

Projektträger Karlsruhe

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Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

[verbundprojekt]

[Verbundprojekt]

Atlas Copco IAS GmbH

Demontagekonzepte für lösbare und nicht lösbare Verbindungen in automobilen Batterien zur Erhöhung der Kreislauffähigkeit

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FFT Produktionssysteme GmbH & Co. KG

Entwicklung flexibler Montagetechnologien zur Analyse, Wiederverwendung und Demontage von Batterien für einen nachhaltigen Ressourceneinsatz

Laufzeit	01.11.2022 - 30.09.2025
Ausführende Stelle	FhG • IWU
Standort	Chemnitz
Fördersumme	2.312.157,00 €
Projektvolumen	2.312.157,00 €
Fördergeber	BMFTR

Projekt

EKODA

Effiziente und wirtschaftliche kreislauforientierte Demontage und Aufbereitung

Projektbetreuung als

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.

Förderung

Arbeitseinheit PFT_KA

Dieses Projekt ist Teil des Verbundprojekts

EKODA

Weitere Teilprojekte des Verbundvorhabens

Teilprojekt 3

Laufzeit:

Förderkennzeichen:

Atlas Copco IAS GmbH

Teilprojekt 5

Laufzeit:

Förderkennzeichen:

Standort Bremen

Dieses Projekt ist Teil der Förderinitiative

MobilKreis

Teilprojektleitung

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Teilprojektleiter*in

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Verbundprojektkoordination

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Verbundprojektkoordinator*in

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