Recyclingstrecke für Kunststoffe für filamentgebundenen 3D‐Druck

Wie lassen sich Methoden der nachhaltigen Produktion mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz weiterentwickeln? Zur Klärung dieser und ähnlicher Forschungsfragen wird eine energieeffiziente Recyclingstrecke für Kunststoffe für filamentgebundenen 3D‐Druck aufgebaut. Das Forschungsprojekt wird von der Carl-Zeiss-Stiftung mit 1.000.000 Euro gefördert.

Die Präsidentin der Hochschule Trier, Prof. Dr. Dorit Schumann begrüßte am 12. Juli die Gäste zur Eröffnung des ForschungsprojektesKI-Genf: "Effiziente, intelligente, generative Fertigung mit Recyclingkunststoffen durch KI-Optimierung" im Innovationslabor Digitalisierung am Umwelt-Campus Birkenfeld und betonte die Wichtigkeit des Labors. Der Staatssekretär im Ministerium für Wissenschaft und Gesundheit Dr. Denis Alt dankte der Carl-Zeiss-Stiftung für die Förderung dieses hochaktuellen Projekts, das die Themen Künstliche Intelligenz und Nachhaltigkeit miteinander verbindet. "Die Förderung durch die Carl-Zeiss-Stiftung ist Auszeichnung für die beteiligten Forschenden und Anerkennung ihrer hervorragenden Forschung. Sie ist zudem ein Beleg für die hohe Leistungsfähigkeit der Hochschule Trier. Die Förderung der Carl-Zeiss-Stiftung hat für das Land einen hohen Stellenwert", sagte Dr. Denis Alt.

"Künstliche Intelligenz und technische Lösungen für mehr Nachhaltigkeit sind entscheidend, um die Herausforderungen der nächsten Jahre zu bewältigen. Daher zählen sie zu unseren Förderschwerpunkten", sagt Dr. Felix Streiter, Geschäftsführer der Carl-Zeiss-Stiftung.

"Aktuell fördern wir in Rheinland-Pfalz Projekte mit rund 40 Millionen Euro", so Streiter weiter. "Den Transfer in die wirtschaftliche Verwendung denken wir dabei immer mit." Im Anschluss an das Grußwort von Dr. Felix Streiterstellten Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Michael Wahl und Prof. Dr. Klaus-Uwe Gollmer das Projektes KI-GenF vor und nahmen die Teilnehmenden mit zu einer beeindruckenden Laborführung. Das Projekt KI-Genf ermöglicht es, industrielle Kunststoffabfälle für den filamentgebundenen 3D-Druck aufzuarbeiten.

Hierzu werden die Abfälle unter anderem mit Unterstützung von Kamerasystemen sortenrein getrennt, zerkleinert und zu neuem Druckmaterial, dem sogenannten Filament extrudiert. Bei den einzelnen Arbeitsschritten werden mit Hilfe von Sensoren Prozessdaten erfasst welche anschließend durch Verfahren des maschinellen Lernens ausgewertet und Prozessoptimierungen erreicht werden. Diese intelligente Rückführung von Kunststoffabfällen in den Kunststoffkreislauf ermöglicht es, den Abfallstrom in Firmen zu reduzieren. Interessierte Unternehmen können für eine Zusammenarbeit gerne die Projektleiter Prof. Wahl und Prof. Gollmer kontaktieren. Das interdisziplinäre Team mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus der Verfahrenstechnik, Informatik und dem Maschinenbau optimiert darüber hinaus den 3D-Druckvorgang mit Hilfe von künstlicher Intelligenz. Bei der generativen Fertigung werden Prozessparameter wie Filamentdurchmesser, Fertigungstemperaturen beziehungsweise auftretende Abweichungen erfasst und der Prozess laufend angepasst.

Dieses Vorgehen verringert Qualitätsprobleme und anfallenden Ausschuss bei der Bauteilerstellung. Am Tag der Eröffnung wurde den Gästen der aktuelle Zwischenstand des Demonstrators zum Kunststoffrecycling sowie weitere interdisziplinär umgesetzte Projekte im bereits bestehenden, durch die Carl-Zeiss-Stiftung geförderten Makerspace "Innovationslabor Digitalisierung" (INNODIG) vorgestellt.

KI-GenF verbindet die Studienfächer Verfahrenstechnik, Informatik und Maschinenbau in einem spannenden, anwendungsbezogenen und interdisziplinären Projekt, in dem Professorinnen und Professoren, Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und Studierende des Umwelt-Campus Birkenfeld gemeinsam an Lösungen arbeiten.