Rec2TecPart Ein KMU-tauglicher Prozess für Funktionsbauteile aus Sekundärrohstoffen Matthias Katschnig Otto Gloeckel-Straße 2, A-8700 Leoben, Tel.: +43 3842 402 3501 kv@unileoben.ac.at www.kunststofftechnik.at
Rec2TecPart MOTIVATION UND ZIEL 2
Warum dominiert Neuware den Markt? 3 wesentliche Hemmnisse in Wertschöpfungskette von (technischem) Rezyklat: Compoundeur kämpft mit Eingangsqualitätsschwankungen und Beschaffungsmengen. Verarbeiter kämpft mit schwankender Qualität, Lieferschwierigkeiten und sieht Rezyklat als Risiko. Schnittstellenbarrieren zwischen Sammler, Rezyklierer, Compoundeur, Kunststoffverarbeiter. 3
Rezyklat Premiumprodukt? Verordnungen, Richtlinien, Gesetze Preisdruck Rezyklat Ressourceneffizienz, CO 2 4
Erfolgreiche Beispiele als Ansporn TRODAT PRINTY 4912 Bildquelle: http://www.trodat.net AEG Öko-Staubsauger Bildquelle: http://newsroom.electrolux.com 5
Projektziel Funktionsbauteile aus Sekundärrohstoffen 6
Ziel: kompetitives, technisches Rezyklat! - 10 % Rohstoffkosten! Technisch gleichwertig! - 20 % CO2-Emission! 7
Rec2TecPart HERANGEHENSWEISE 8
Schlüsselfragen auf KMU-Ebene 1/2 Wie sieht ein guter Rezyklier-Prozess zur Herstellung von Hochleistungrezyklaten aus? Korrelation Eingangsqualität des Kunststoffabfalls mit Ausgangsqualität des Rezyklats? Schwankungsbreiten kontrollieren? 9
Schlüsselfragen auf KMU-Ebene 2/2 Wie dokumentiert man die neugewonnene Qualität für Kunden? Wie lassen sich Funktionsbauteile aus Sekundärrohstoffen entwickeln? Wie kann man das Marktpotential optimal heben? Rohstoffpreisentwicklung am Primär-/Sekundärmarkt? 10
Basis der Innovation Straffes Management innerhalb der Beschaffungslogistik: Erforderliche Homogenität der Einsatzmaterialien (Fließeigenschaften, Füllstoffgehalt etc.). Spezielle Compoundierung (gezieltes Upgrading) als Werkstoff nach Maß für spezifische Bauteile im Zielmarkt. Ökologische und ökonomische Evaluierung des Produkts als Wettbewerbsvorteil. 11
Was muss Rec2TecPart leisten? Durchgehende Prozesskette Rec2TecPart-Prozess. Der Compoundeur stellt ein auf das Funktionsbauteil maßgeschneidertes, hochqualitatives und umweltfreundliches Compound aus Sekundärrohstoffen her RecHQ. Der Kunststoffverarbeiter fertigt damit ein Funktionsbauteil. und erreicht die spezifischen Zielmärkte. 12
Rec2TecPart-Netzwerk RecHQ-Produktion (MBA, NGR, TPKL) Prozessdesign/Methoden (TCKT, MUL-KV) Rec2TecPart (PM: MUL-KV) Additive (GC, BMC) Markt (DI Daucher, KC) 13
Case Studies TPKL PI MBA PC NGR PI POM PC/ABS PE/EVOH Feder Lautsprecher Folie 14
Rec2TecPart CASE STUDY FEDER 15
Rec2TecPart-Prozess Action Table Action Table Waste Stream Homogenization Control I Recipe Design Compounding Control II RecHQ RecHQ part Material ID Evaluate technical needs Specification Heterogeneous Homogeneous 16
Welche Module werden eingesetzt? Action Table Action Table Waste Stream Homogenization Control I Recipe Design Compounding Control II RecHQ RecHQ part Material ID Evaluate technical needs Specification Heterogeneous Homogeneous 17
Material-Spezifikationen Werte durch Spritzgiesser vorgegeben Kerbschlagzähigkeit 5,9 ± 1 kj/m² E-Modul 3100 ± 500 MPa Zugfestigkeit 66 ± 10 MPa MFR 12 ± 2 g/10 min 18
Design of Experiments Best Mix 2^3 Design, vollfaktoriell: Zwei verschiedene Maschinen bei zwei Firmen Thermostabilisator: 1 or 0 Impact Modifier: 1 or 0 Basis-Polymer: POM CoPo PI Antworten: MFR Kerbschlagzähigkeit Zugprüfwerte 19
KSZ des Best Mix 20
Best Mix RecHQ Best Mix (±SD) Vorgabe (±Range) KSZ 7,4 ± 1,1 kj/m² 5,9 ± 1 kj/m² E-Modul 2683 ± 23 MPa 3100 ± 500 MPa Zugfestigkeit 62,8 ± 0,4 MPa 66 ± 10 MPa MFR 11 ± 1,2 g/10 min 12 ± 2 g/10 min 21
ISO 14040ff Funktionelle Einheit: Arretierfeder; 11,2 g RecHQ-Feder (POM Copo, PI) Delrin-Feder(POM Delrin) Ökobilanz Systemgrenzen: Cradle 2 Gate Methode: Carbon Footprint (single issue) Szenario: pessimistisch (Allokation 50/50, Wegfall thermische Verwertung) Peer Review: ClimatePartner 22
Ökobilanz ~ 35 g ~ 26 g 23
RecHQ als Neuware-Konkurrent! - 20 % Rohstoffkosten! Technisch gleichwertig! Quelle: www.stauff.com - 25 % CO2-Emission! 24
Rec2TecPart TAKE HOME MESSAGE 25
Take Home Message Rec2TecPart als KMU-tauglicher Prozess kann technische Komponenten aus 100 % Sekundärrohstoff herstellen. Modulare Adaption macht Implementierung leichter. Schnittstellenmanagement. Konstante Lieferqualität in ausreichenden Mengen. RecHQ ist technisch, ökologisch und ökonomisch sinnvoll. Verbrennung von technischen Thermoplasten ist Ressourcenverschwendung! 26
Energy Globe Styria Award 2016 27
Rec2TecPart 28