W4F-Demonstrator: Innovativer Ansatz zum Sortieren schwarzer Kunststoffe

In Deutschland lag die Recyclingquote für Kunststoff zuletzt bei rund 44 % – weit entfernt von einer echten Kreislaufführung. Insbesondere schwer zu sortierende Materialien wie schwarze Kunststoffe wirken sich negativ auf diese Quote aus. Diese fallen besonders in der Automobilbranche und bei Elektrogeräten an. Angesichts steigender Anforderungen an Ressourceneffizienz, gesetzlicher Vorgaben und dem wachsenden gesellschaftlichen Bewusstsein für Nachhaltigkeit ist es daher umso wichtiger, neue Technologien und Verfahren zu entwickeln, um Materialien im Kreislauf zu halten.

Schwarze Kunststoffe stellen seit Langem eine besondere Herausforderung im Recyclingprozess dar. Der Grund liegt in ihrer Farbe: Herkömmliche optische Sortiersysteme, wie sie in Recyclinganlagen eingesetzt werden, arbeiten überwiegend mit Nahinfrarottechnologie (NIR). Diese kann schwarze Materialien jedoch kaum erkennen, da der in ihnen enthaltene Ruß das Licht absorbiert und keine verwertbaren Rückstrahlungen erzeugt. In der Folge werden schwarze Kunststoffe häufig nicht korrekt sortiert, sondern ausgeworfen und thermisch verwertet – was wertvolle Rohstoffe verloren gehen lässt und das CO₂-Budget strapaziert.

Nur durch innovative Lösungen lassen sich schwarze Kunststoffe künftig zuverlässig identifizieren, sortieren und hochwertig recyceln – ein entscheidender Schritt in Richtung einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft.

Unser W4F-Demonstrator nutzt die aktive Thermographie, um eine Analyse von schwarzen Kunststoffmaterialien durchzuführen. Der Prozess beginnt mit dem gezielten oberflächlichen Aufheizen des Probenmaterials. Anschließend erfolgt eine thermographische Analyse des sich bewegenden Materials, um tiefere Einblicke in die Materialeigenschaften zu gewinnen. Diese Analyse ist entscheidend für die Identifizierung von Materialfehlern und -unterschieden.

Der vom Fraunhofer IZFP verfolgte innovative Ansatz ermöglicht eine Klassifizierung der schwarzen Kunststoffe, die aufgrund der thermographischen Analyse effizient erkannt und sortiert werden können. Dies kann nicht nur zu einer Verbesserung bestehender Recyclingprozesse beitragen, sondern auch eine betriebsinterne Kreislaufführung der eigenen Materialien in der Industrie ermöglichen. Darüber hinaus ist diese Technologie auch in der Lage, herkömmliche Defektprüfung zu realisieren, um Qualität und Integrität von Materialein sicherzustellen. Der Kunststoff-Demonstrator stellt somit einen wertvollen Lösungsansatz dar, um eine effiziente Sortierung und ein effektives Recycling zu ermöglichen.

 

Sie möchten mehr erfahren? Hier finden Sie den W4F-Demonstrator betreffende Publikationen

• K. Schmitz, N. Shpakova, A. Keller, U. Netzelmann. Classification of black plastic using active thermography. 10th Sensor-Based Sorting & Control (SBSC 2024).
• K. Schmitz, N. Shpakova, A. Keller, U. Netzelmann. Materialidentifikation von schwarzen Kunststoffen mittels aktiver Thermographie. Zerstörungsfreie Materialprüfung. DGZfP-Jahrestagung 2024.