Unter dem Leitgedanken „Vom Molekül bis zum Bauteil“ präsentiert das Fraunhofer LBF sein Leistungsangebot entlang der gesamten Entwicklungskette technischer Kunststoffprodukte. Besucherinnen und Besucher erfahren, wie sie Material- und Verarbeitungsrisiken frühzeitig erkennen, Entwicklungszeiten verkürzen und die Zuverlässigkeit ihrer Bauteile absichern können. Im Mittelpunkt stehen insbesondere Lösungen für die Optimierung von Kunststoffformulierungen, den Einsatz und die Stabilisierung von Rezyklaten, Closed-Loop-Recycling sowie die Auslegung und Bewertung langlebiger Kunststoffbauteile.

Am Stand können Unternehmen ihre konkreten Entwicklungsfragestellungen mit den Expertinnen und Experten des Fraunhofer LBF besprechen – von schwankenden Rezyklatqualitäten über anspruchsvolle Flammschutzanforderungen bis zur Betriebsfestigkeit hochbelasteter Bauteile.

Kompetenzen entlang der gesamten Entwicklungskette

Kunststoffentwicklungen stellen Unternehmen heute vor mehrere parallelen Herausforderungen: Nachhaltigkeitsziele und Rezyklateinsatz müssen mit hohen Anforderungen an Verarbeitung, mechanische Eigenschaften, Sicherheit und Lebensdauer vereinbart werden. Das Fraunhofer LBF unterstützt Unternehmen dabei, diese Zielkonflikte systematisch zu lösen.

Das Leistungsangebot reicht von der Materialanalytik und Materialauswahl über die additivgestützte Formulierungsentwicklung und die Bewertung der Verarbeitbarkeit bis hin zu Simulationen, Alterungsuntersuchungen, Langzeitprüfungen und Betriebsfestigkeitsanalysen am Bauteil. Dadurch können Material, Fertigungsprozess und Bauteildesign gezielt aufeinander abgestimmt werden.

Für Besucherinnen und Besucher der FAKUMA bedeutet das: Sie erhalten am Stand einen direkten Einblick, wie das Fraunhofer LBF Entwicklungsprojekte begleitet und wie sich Risiken bereits in frühen Phasen der Produktentwicklung reduzieren lassen. Das hilft, aufwendige Iterationsschleifen, kostenintensive Nachentwicklungen und spätere Ausfälle im Einsatz zu vermeiden.

Exponat „Circulus“: Recyclinggerecht entwickeln und Bauteile zuverlässig absichern

Als Exponat zeigt das Fraunhofer LBF den Batteriekasten „Circulus“. An diesem Beispiel werden die Kompetenzen des Instituts für die Entwicklung leistungsfähiger, langlebiger und recyclinggerechter Kunststoffbauteile anschaulich sichtbar. Der Batteriekasten verdeutlicht, wie sich Anforderungen aus Werkstoffauswahl, Konstruktion, Verarbeitung, Sicherheit, Belastbarkeit und Kreislauffähigkeit frühzeitig zusammenführen lassen. Das Fraunhofer LBF unterstützt dabei unter anderem bei der werkstofflichen Auslegung, der Auswahl geeigneter Additive, der Optimierung von Verarbeitungsparametern sowie bei der Bewertung der Bauteileigenschaften unter realitätsnahen thermischen und mechanischen Belastungen.
Besucher können am Exponat diskutieren, welche Strategien für ihre eigenen Anwendungen geeignet sind – etwa für Strukturbauteile, Gehäuse, Elektronikkomponenten, Fahrzeuganwendungen oder Produkte mit hohen Anforderungen an Lebensdauer und Wiederverwertbarkeit.

Schnellere Formulierungsentwicklung – besonders für Rezyklate

Ein Schwerpunkt des Messeauftritts liegt auf der effizienten Entwicklung und Optimierung von Kunststoffformulierungen. Gerade bei Rezyklaten sind Materialeigenschaften häufig chargenabhängig und unterliegen Schwankungen. Das kann die Verarbeitung erschweren, die Bauteilqualität beeinträchtigen und zu erhöhtem Prüf- und Entwicklungsaufwand führen.
Mit Mikro- und Miniextrudern kann das Fraunhofer LBF zahlreiche Rezepturen bereits im Grammmaßstab schnell untersuchen und bewerten. Unternehmen profitieren davon, dass vielversprechende Material- und Additivkombinationen früh identifiziert werden können, bevor umfangreiche Versuche auf produktionsnahen Anlagen notwendig werden. Das spart Material, Zeit und Kosten.

Für die gezielte Optimierung nutzt das Institut zudem Online-Rheometrie. Dabei werden Scher- und Dehnviskosität parallel erfasst. Dadurch lässt sich präzise bewerten, wie Additive, Materialzustand und Verarbeitungsbedingungen zusammenwirken. Unternehmen erhalten belastbare Daten, um geeignete Rezepturen und Prozessfenster für ihre Anwendungen festzulegen.

In Verbindung mit KI-gestützten Systemen eröffnet dieser Ansatz Perspektiven für eine chargenangepasste Formulierungsentwicklung in Echtzeit. Insbesondere Verarbeiter und Hersteller, die Rezyklate mit schwankender Qualität einsetzen, können so gezielter auf Materialschwankungen reagieren und eine gleichbleibende Bauteilqualität absichern.

Das Fraunhofer LBF entwickelt unter anderem Lösungen für:

• die Nachstabilisierung von Rezyklaten,
• Formulierungen mit Antioxidantien,
• PFAS-freie Verarbeitungshilfsmittel,
• Kettenverlängerer zur Kompensation von Molekulargewichtsverlusten,
• Abbauadditive sowie
• die gezielte Anpassung von Verarbeitung und Bauteileigenschaften.

Closed-Loop-Recycling für flammgeschützte Kunststoffe

Ein weiteres zentrales Thema am Stand ist das Recycling flammgeschützter Kunststoffe. Diese Materialien werden beispielsweise in Elektronik- und Elektroanwendungen, Fahrzeugen, Kabeln und Bauprodukten eingesetzt. Mit zunehmendem Rezyklateinsatz wächst jedoch die Herausforderung, Flammschutzwirkung, mechanische Eigenschaften und Verarbeitbarkeit auch nach mehrfacher Verarbeitung zuverlässig zu erhalten. Das Fraunhofer LBF untersucht hierfür unter anderem sogenannte Repair-Additive. Sie können dazu beitragen, Molekulargewichtsverluste und damit verbundene Eigenschaftseinbußen auszugleichen. Ziel ist es, Kunststoffkreisläufe zu schließen und gleichzeitig die hohen Anforderungen an Sicherheit, Qualität und Funktion zu erfüllen.

Die Erkenntnisse fließen unter anderem in das Projekt „HFFR-Up2Cycle – Geschlossene Kreislauflösungen für flammgeschützte Kunststoffe“ ein. Gemeinsam mit der Pinfa entwickelt das Fraunhofer LBF Strategien für Closed-Loop-Recycling in E/E-, Automobil- und Kabelanwendungen.

Für Unternehmen lohnt sich der Besuch am Stand insbesondere dann, wenn sie:

• den Rezyklatanteil in flammgeschützten Produkten erhöhen möchten,
• die Stabilität und Leistungsfähigkeit wiederverarbeiteter Kunststoffe absichern müssen,
• geeignete Additivierungsstrategien suchen oder
• belastbare Prüf- und Bewertungsmethoden für ihre Recyclingmaterialien benötigen.

Fundierte Bauteilbewertung und Design for Recycling

Nachhaltige Kunststoffentwicklung endet nicht bei der Materialformulierung. Entscheidend ist, wie sich ein Werkstoff im fertigen Bauteil unter realen Einsatzbedingungen verhält. Das Fraunhofer LBF begleitet Unternehmen deshalb von der Werkstoffebene bis zur Bauteilvalidierung.

Eine umfangreiche Schwingfestigkeitsdatenbank für thermoplastische Kunststoffe unterstützt die frühzeitige und fundierte Bewertung von Bauteilen. Sie berücksichtigt unter anderem den Einfluss von Material, Herstellverfahren, Geometrie, Temperatur und Belastung auf das Ermüdungsverhalten. Damit lassen sich Auslegungen bereits in frühen Entwicklungsphasen absichern und kritische Belastungsszenarien gezielt untersuchen.

Durch die Kombination aus Werkstoffkompetenz, Simulation, experimenteller Prüfung und Betriebsfestigkeitsbewertung können Unternehmen Entwicklungsrisiken reduzieren, Bauteile materialeffizienter auslegen und die Lebensdauer ihrer Produkte verbessern. Gleichzeitig unterstützt das Fraunhofer LBF bei Fragestellungen rund um Design for Recycling – also der Entwicklung von Bauteilen, die bereits konstruktiv auf eine möglichst hochwertige Wiederverwertung ausgerichtet sind.

Austausch zu individuellen Entwicklungsfragen am Messestand

Das Fraunhofer LBF lädt Fachbesucherinnen und Fachbesucher ein, am Stand konkrete Fragestellungen aus der Produktentwicklung zu diskutieren. Im Fokus stehen unter anderem:

• nachhaltige und verarbeitungsstabile Kunststoffformulierungen,
• Rezyklatqualität und Chargenschwankungen,
• Additivierung und Nachstabilisierung,
• PFAS-freie Verarbeitungslösungen,
• Recycling flammgeschützter Kunststoffe,
• Betriebsfestigkeit und Langzeitverhalten von Kunststoffbauteilen sowie
• Designstrategien für langlebige und recyclinggerechte Produkte.

Ansprechpartner am Stand

• Dr. Elke Metzsch-Zilligen, Division Director Research and Development
• Dr. Michael Großhauser, Central Project Acquisition