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KIOptiPack – Design und Produktion

Ganzheitliche KI-basierte Optimierung von Kunststoffverpackungen mit Rezyklatanteil

Kunststoffe sind bereits als ein vielseitiges und hochfunktionelles Material für zum Beispiel Verpackungen bekannt. Durch eine konsequente Nutzung von Rezyklaten als Bestandteil von Kunststoffprodukten können darüber hinaus Emissionen (wie etwa CO2 oder der Eintrag von Makro- und Mikroplastik in Gewässer) und der Erdölbedarf drastisch reduziert werden. Allerdings gelingt diese nachhaltige Mehrfachnutzung der wertvollen Rohstoffe noch nicht an allen Stellen. Beispielsweise werde im Verpackungssektor aktuell nur ca. 11% der Rezyklate für eine erneute Verpackungsherstellung verwendet, was vom Ziel von 30+ % noch ein gutes Stück entfernt ist. Verschiedene Faktoren erschweren den Rezyklateinsatz, wie etwa die schwankenden Eigenschaften oder die schlechte Verfügbarkeit von Chargen hoher Reinheit.

Damit ein industriell sicherer Einsatz von Rezyklaten erfolgen kann, setzte das Innovationslabor „KIOptiPack - Design und Produktion“ zuerst bei den Materialqualitäten an.

Die über fünfzig Partner verfolgen das Ziel, praxisreife KI-gestützte Werkzeuge für das erfolgreiche Produktdesign sowie die qualitätsgerechte Produktion von Kunststoffverpackungen mit hohem Rezyklatanteil in einem KI-Anwendungs- und Datenraum bereitzustellen, zu validieren und in die Anwendung zu transferieren. Dabei werden grundlegend unterschiedliche, aber aufeinander aufbauende Prozesse wie die Auslegung der Verpackung unter Aspekten der Rezyklierbarkeit und Funktionalität, die Produktion von Folien im Extrusionsverfahren und das Formen von z.B. Bechern aus den Folien ganzheitlich betrachtet.

Diese Aktivitäten werden mittels einer zentralen Netzwerkplattform verknüpft. Diese erlaubt nicht nur den Austausch mit dem Partnerprojekt „K3I-Cycling“, in dem Sammlung, Sortierung, Logistik und Aufbereitung vertieft betrachtet werden. Sie ermöglicht auch neue Einblicke bei der Ökobilanzierung und erlaubt eine Optimierung des Gesamtsystems unter Einbeziehung aller Teilhabenden.

Abgerundet wird das Projekt durch Analysen der Geschäftsmodelle und des Verhaltens der Konsumierenden. Damit eröffnet das Projekt KI-OptiPack Wege, um in der industriellen Praxis jene Material- und Prozessqualitäten zu erhalten, die für eine Kreislaufwirtschaft der Kunststoffe nötig sind.