Gemeinsam mit Partner*innen hat die Universität Paderborn das Projekt Digi4Circular ins Leben gerufen, bei dem eine digitale Plattform zur Förderung der Kreislaufwirtschaft entwickelt wird. Ziel ist es, eine ganzheitliche Lösung zu schaffen, die sämtliche Daten über den Lebenszyklus inklusive des Lebensendes und der damit einhergehenden Materialwiederverwertung in die Produktentwicklung überträgt. So sollen optimierte Designs für Kreislaufwirtschaften und spezifische Fertigungsverfahren erzeugt und dadurch Abfall minimiert und die Ressourcennutzung maximiert werden. Das Projekt zeigt konkret auf, wie der durch die Plattform ermöglichte erhöhte Einsatz von recyceltem Aluminium die CO2-Emissionen um ganze 85 Prozent reduzieren kann. Das Projekt integriert physikbasierte Methoden und maschinelles Lernen, um die notwendigen Daten für kreislauffähige Produkte bereitzustellen.
Dazu gehören zum Beispiel das automatisierte Design von Bauteilen und -gruppen, die Integration von Normen, Standards und Expertenwissen sowie ein innovatives computerbasiertes Materialdesign, das Materialeigenschaften ohne aufwendige Experimente vorhersagen kann. Die digitale Plattform verbindet alle erforderlichen Software-Tools in einem Informationsraum, wobei Lebenszyklusdaten systematisch in einem digitalen Produktpass erfasst werden. Diese Informationen sind jederzeit und überall für Entwickler*innen zugänglich und bieten maximale Transparenz für die Nutzer*innen. Außerdem werden Lebenszykluskonzepte, die Bereiche wie Reparatur, Wiederaufarbeitung, Wiederverwendung und Recycling beinhalten, entwickelt.
„Das Vorgehen wird anhand konkreter Anwendungsfälle von Aluminiumdruckguss in der Automobilindustrie demonstriert. Durch die Kombination automatisierter Workflows mit Algorithmen, die teilweise von maschinellem Lernen unterstützt werden, ermöglicht die ‚Digi4Circular‘-Plattform kreislauffähige Produktdesigns – basierend auf den für End-of-Life-Szenarien berechneten Umweltauswirkungen“, erklärt Prof. Dr. Iryna Mozgova von der Universität Paderborn, die das Vorhaben leitet. Manuel Ott, Oberingenieur der Fachgruppe Datenmanagement im Maschinenbau, ergänzt: „Der digitale Produktpass gewährleistet maximale Transparenz für die Nutzer*innen hinsichtlich Herkunft, Herstellungsprozessen, Umweltauswirkungen und anderer relevanter Informationen über das Produkt.“ Neben der Fachgruppe sind außerdem der Lehrstuhl für Werkstoffkunde und der Bereich Produktentstehung am Heinz Nixdorf Institut der Universität an dem Projekt beteiligt.
