Ziel des Vorhabens ist es, die Ressourceneffizienz für den Partikelschaum expandiertes Polypropylen (EPP) als Leichtbauwerkstoff entlang seines Lebenszyklus zu verbessern. Das wesentliche Thema des Projektvorhabens ist es zum einen, den Werkstoffkreislauf der Partikelschäume durch den Einsatz angepasster Recyclingverfahren und durch Etablierung von Recycling-Technologien und -Strategien industriell zu ermöglichen und dadurch nachhaltig zu schließen und zum anderen, durch Anwendung der neuartigen Radio-Frequenz-(RF-)Verfahrenstechnologie die Energieeffizienz der EPP-Verarbeitung signifikant zu steigern.

Um dabei den Werkstoffkreislauf in sich schließen zu können, müssen die Recyclingverfahren so weiterentwickelt werden, dass rezykliertes Partikelschaum-Altmaterial (End-of-Life) hochwertig aufbereitet wird, um es wieder in die Verarbeitungskette einspeisen und für die Herstellung von EPP-Schaumperlen nutzen zu können. Dafür ist es zwingend erforderlich das Degradationsverhalten des Werkstoffs entlang seines Lebenszyklus aufzuklären, um Prozesse zur Aufbereitung zielgerichtet definieren zu können. Zudem ergibt sich durch den Einsatz der RF-Technologie aufgrund der spezifischen Art der Energieeinbringung aus dem Inneren heraus ein herausragendes Potential, den Anteil von Recyclingmaterial signifikant auf 50-70 % zu erhöhen. Begleitet werden diese beiden Schwerpunktthemen mit einer umfassenden Materialanalyse zur Bewertung der Werkstoffeigenschaften entlang des gesamten Kreislaufs sowie der Erstellung einer Ökobilanz auch unter Berücksichtigung mehrerer Recyclingdurchläufe der Werkstoffe.

Das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden wird schwerpunktmäßig einerseits die mechanische Charakterisierung der Partikelschaumstoffe sowie der Ausgangsmaterialien verantworten. Andererseits wird eine kombinierte FE- und datenbasierte Simulationsmethodik entwickelt, um auf der Ebene des Partikelschaumstoffes den Einfluss des Einsatzes von EPP-Rezyklat in Abhängigkeit von den Rezyklatbasisdaten vorauszuberechnen. Auf Basis der experimentellen und simulationsgestützten Erkenntnisse wird eine Auswahl- und Kalibrierungsmethodik für makroskopische Materialmodelle abgeleitet, die letztlich effizient in der Struktursimulation für Bauteile und Komponenten eingesetzt werden können.