Automatisiertes Recycling flexibler Materialien

Flexible Materialien wie Textilien, Kabel oder Brennstoffzellenmembranen stellen die automatisierte Abfallwirtschaft vor besondere Probleme. Ihre weiche, verformbare Struktur lässt sich mit herkömmlichen Robotern nur schwer verarbeiten. Genau hier setzt das europäische Forschungsprojekt FlexCycle (Flexible Robotic Automation Techniques for Soft Materials Recycling) an. Mit einem Budget von 7,5 Millionen Euro und 12 Partnern aus sechs Ländern sollen in den kommenden vier Jahren Recyclingprozesse für die Wiederverwertung flexibler Materialien industrietauglich gemacht werden.

Textilien im Robotik-Labor

Ein Schwerpunkt liegt auf Bekleidung. Die Projektpartner trainieren KI-Systeme darauf, flexible Kleidungsstücke zu identifizieren und sicher zu handhaben. Die Systeme sollen Merkmale wie Nähte erkennen, um Zubehörteile wie Knöpfe und Reißverschlüsse gezielt zu entfernen. Auf diese Weise werden die Stoffe aus den Kleidungsstücken zurückgewonnen und für weitere Verarbeitungsschritte bereitgestellt.

Brennstoffzellen und Kabel als weitere Use Cases

Neben Textilien adressiert FlexCycle zwei weitere komplexe Materialstrukturen. Im Use Case Brennstoffzellen stehen empfindliche, flexible Membranen im Fokus, die gesundheitsschädliche Substanzen enthalten. Roboter sollen hier eine sichere Extraktion ermöglichen und edelmetallhaltige Katalysatormaterialien zurückgewinnen. Bei Kabeln geht es darum, verhedderte Bündel zu bearbeiten. Die Systeme lernen, durch das Drahtgewirr zu navigieren, ein Zielkabel zu isolieren und anschließend Isolierschichten automatisiert zu entfernen, um etwa Kupfer effizient zurückzugewinnen.

Rolle der Fraunhofer-Institute und technologische Basis

Im Konsortium übernehmen Fraunhofer IWKS und Fraunhofer LBF zentrale Aufgaben bei technischen Membranen. Fraunhofer IWKS konzentriert sich auf PEM-Brennstoffzellen und nutzt seine Expertise, um edelmetallhaltige Katalysatoren wie Platin hocheffizient zurückzugewinnen. Das Fraunhofer LBF bearbeitet die Kreislaufführung fluorhaltiger PFAS-Membranen wie Nafion. Untersucht werden Verfahren wie chemische Auflösung in speziellen Lösungsmittelsystemen mit anschließendem Recasting sowie Depolymerisation. Technologisch kombiniert FlexCycle flexible Roboterwerkzeuge (Endeffektoren) mit KI-basierter Modellierung und entwickelt Demonstratoren, die die Praxistauglichkeit der autonomen Systeme in allen drei Anwendungsfeldern zeigen sollen.