MaTiC-M
Methods and Technologies for an intelligent Circularity of Materials
Kreislaufwirtschaft und die Entwicklung nachhaltiger Technologiedesigns – sogenannter Designs for Circularity – gewinnen angesichts des globalen Klimawandels zunehmend an Bedeutung. So lassen sich 80 Prozent der Umweltwirkungen eines Produkts auf seine Designphase zurückführen (1). Bei der Entwicklung neuer Produkte steht bislang die Steigerung der Effizienz und Leistungsfähigkeit während der Nutzungsphase im Vordergrund, zum Beispiel durch Reduzierung von Bauteil- oder Systemgewichten. Die Verwertungsperspektiven am Lebensende werden in der Entwicklungsphase meist nicht berücksichtigt. Dadurch sind viele Recyclingwerkstoffe, trotz steigendem Schrottaufkommen, oft nicht optimal nutzbar, insbesondere weil Demontage, Sortierung und geeignete Verwertung technisch kompliziert, aufwändig und unnötig teuer sind. Hier bedarf es neuer Ansätze, um Konzepte zur effektiven Lenkung von Stoffströmen und zur Berücksichtigung der Recyclingeigenschaften von Rohstoffen bereits in der Designphase von Technologien zu entwickeln.
Ziel des Impulsprojekts MaTiC-M ist die Entwicklung eines ganzheitlichen Ansatzes für eine Design-for-Circularity-Methodik. Diese soll es die Rückführbarkeit der eingesetzten Rohstoffe am End-of-Life/End-of-Use der Bauteile durch Transparenz, einheitliche Bewertung und Weiterentwicklung von Demontage- und Verwertungsrouten bereits bei der Produktentwicklung berücksichtigen. Hierfür werden KI- und Digitalisierungsmethoden sowie Tools entwickelt, welche dem Bauteilentwickler wichtige Entscheidungshilfen für eine kreislaufgerechte Konstruktion liefern. Durch die Bewertung der Stoffstromrouten und daraus abgeleitete Handlungsempfehlungen sollen höhere Recyclingquoten und eine geringe Umweltwirkung erreicht werden. Die Methodenentwicklung erfolgt hierbei anhand von DLR-Technologien aus den Bereichen Luftfahrt, Energie und Verkehr, bei denen das DLR selbst Produktentwickler ist. Durch einen intensiven Austausch mit der Industrie über die gesamte Projektlaufzeit soll zudem der Transfer in breite Anwendungsfelder sichergestellt werden.
Projektkonzept
Design-for-Circularity-Tool
Das Design-for-Circularity-Tool befindet sich aktuell in der Entwicklung, aber kann als Exponat bereits jetzt auf Messen und Events des DLR ausprobiert werden; zuletzt im Juli 2025 auf der SPACEBUZZ ONE-Woche in Jena. Das Exponat zeigt einen Elektromotor, dessen Bauteile und Materialien basierend auf der neuentwickelten Design-for-Methodik von Besuchern nachhaltiger gestaltet werden kann. So können mit CO2-Emissionen, Kreislauffähigkeit, Kosten und Kritikalität (Menge versorgungskritischer Elemente, wie Seltener Erden) insgesamt vier wichtige Kriterien minimiert werden, um den Elektromotor der Zukunft zu planen. Das reale Design-for-Circularity-Tool wird bis Ende 2025 entwickelt und soll dann in Zusammenarbeit mit Industriepartnern in die Anwendung gebracht werden, um Produktentwickler bei nachhaltigen Designentscheidungen zu unterstützen, damit Produkte zukünftig besser recycelbar, langlebiger und deren Herstellung weniger anfälliger für Versorgungsengpässe sind.
