Ökodesign fördert Nachhaltigkeit im Co-Engineering
Ökodesign als Initiative für einen nachhaltigeren Produktentwicklungsprozess.
Ob es sich um die Erfüllung internationaler Vorschriften für alle Materialien handelt, um die Verwendung der nachhaltigsten Transportmethoden durch die Zulieferer oder um die sorgfältige Forschung und Entwicklung neuer Materialien – mit dem proaktiven Ansatz in Sachen Nachhaltigkeit unternimmt Dätwyler jetzt mutige Schritte, damit wir alle die Zukunft geniessen können.
Chancen der Elektrifizierung
Der Wille und das Bestreben umweltfreundlichere Produktionsprozesse zu gestalten, äussert sich in der Elektrifizierung der Automobilindustrie und erfordert Komponenten, die unter weniger aggressiven Umweltbedingungen besser funktionieren.
Während Verbrennungsmotoren robuste Komponenten erfordern, die extremen Temperaturen, unterschiedlichen Ölen oder Harnstoff und Vibrationen standhalten können, stellen Elektrofahrzeuge weniger Anforderungen an Komponenten.
Dadurch eröffnen sich zahlreiche Möglichkeiten für neue Werkstoffe, wie etwa thermoplastische Elastomere (TPE), die als nachhaltige Elastomer-Alternative ideal für die moderne elektrifizierte Welt geeignet sein sollen. Die Anwendung des Öko-Designkonzepts bei der Entwicklung dieser neuen Komponenten ist wichtig und fördert neue Ideen wie die Demontagefreundlichkeit und das End-of-Life-Recycling.
Derzeit befindet sich der Elektrofahrzeug-Sektor in seiner ersten Entwicklungsphase, in der die ideale elektrische Antriebseinheit und das ideale Batteriesystem entwickelt werden. Ist dies einmal erreicht, wird sich die Aufmerksamkeit zweifellos auf die Verbesserung der Nachhaltigkeit der Fahrzeuge richten. Dätwyler wird dann mit den effektivsten Lösungen zur Stelle sein.
Erfolg für die Nachhaltigkeitsprojekte von Dätwyler im Bereich Mobilität
Die Forschungsarbeit von Dätwyler hinsichtlich nachhaltiger Materialien und Abfallvermeidung hat zu einer Reihe von erfolgreichen Projekten geführt, die nicht nur die von uns, sondern auch die von unseren Kunden ausgehende Umweltbelastung reduziert.
Der Mobilitätssektor befindet sich weltweit in einem gewaltigen Umbruch und unsere Produkte bilden das Herzstück der Fahrzeugelektrifizierung. Während die Materialien und Komponenten von Dätwyler einen wichtigen Beitrag zur Effizienz- und Leistungssteigerung von Elektrofahrzeugen leisten, arbeiten wir ebenfalls hart daran, die Umweltauswirkungen unserer Wertschöpfungskette zu reduzieren.
Wir verfolgen zahlreiche Projekte, die neben der Nachhaltigkeit unserer Produktionsprozesse auch die Prozesse in anderen Branchen fördern werden – sei es, den Anteil an recyceltem Material in unseren Produkten zu erhöhen oder konventionelle Materialien durch Materialien aus erneuerbaren Quellen zu ersetzen.
Reduzierung von Silikonabfällen
Bei der Herstellung von Elastomerprodukten stellt Silikonabfall den Grossteil der Abfallstoffe dar und bleibt auch in unseren Prozessen nicht aus. Wir lassen diese Silikonrückstände von einem Drittunternehmen zu einem feinen Pulver zermahlen, anstatt sie zu entsorgen. Das Pulver kann anschliessend als Rohmaterial für neue Produkte verwendet werden.
Seit 2012 verwenden wir zunehmend recyceltes Silikon aus unseren eigenen Prozessen. Eines unserer aktuellen Projekte zielt darauf ab, den gesamten Silikonabfall in der Produktion verwenden zu können. Dadurch verringert sich nicht nur die Abfallmenge aus dem Herstellungsprozess, sondern es sinken auch die Produktionskosten, sodass die niedrigeren Preise wiederum an die Kunden weitergegeben werden können.
Russ aus Altreifen
Wir verwenden zur Herstellung unserer Produkte nicht nur Abfälle aus unseren eigenen Prozessen, sondern auch Abfälle aus anderen Branchen. Eines der wichtigsten von uns verwendeten Recyclingmaterialien ist Russ, der aus Altreifen zurückgewonnen wird. Jedes Jahr werden weltweit über eine Milliarde Reifen entsorgt, und alles, was wir zur Verringerung dieser Abfallmenge beitragen können, hilft sowohl der Reifenindustrie als auch unserem Planeten.
Aber nicht nur der Russ aus Altreifen kann wiederverwendet werden. Wir benutzen ebenfalls Kautschukpulver – das Resultat des Zerkleinerns von vulkanisiertem Reifengummi – und wiederaufbereitetes Gummi, das durch die sogenannte «Devulkanisierung» entsteht, also der Einwirkung von Hitze und chemischen Stoffen vor einer erneuten Vulkanisierung des Gummis.
In einem unserer Produkte verwenden wir bereits alle drei Arten von recyceltem Gummi und haben vor kurzem damit begonnen, rezyklierten Russ zur Herstellung von Bauteilen für den Ersatzteilmarkt zu nutzen. Die Palette der Komponenten, die wir aus Altreifengummi herstellen können, wird sich mit der Verfeinerung unserer Produktionsverfahren und der Verbesserung der Lieferketten weiter vergrössern.
Darüber hinaus verwenden wir zur Herstellung unserer Produkte auch Abfälle aus anderen Industrien.
Nachhaltige Kieselsäure
Ein weiterer zentraler Forschungsbereich beschäftigt sich mit der Verwendung alternativer Rohstoffe, die aus erneuerbaren Quellen anstelle von Einwegverbindungen stammen. Eines der spannendsten Projekte dreht sich um die Verwendung von Reishülsenkieselsäure als Ersatz für herkömmlich abgeschiedene Kieselsäure – ein im Jahr 2022 initiiertes Forschungsprojekt.
Die Kieselsäure-Gewinnung aus Reishülsen erfordert eine komplexe Abfolge von Schritten und beginnt mit der Verbrennung der Hülsen in einer Verbrennungsanlage, wodurch Asche erzeugt wird, die zu 90 % aus Siliziumdioxid besteht. Die Metalloxide werden anschließend durch alkalische Auslaugung von den Materialien getrennt und als Ergebnis bleibt hochreines Siliziumdioxid zurück.
Nach einer Reihe von Anpassungen im Produktionsprozess hat Dätwyler die physikalischen Eigenschaften des Elastomers verbessern können und kürzlich von einem der Kunden die Genehmigung erhalten, in EPDM-Mischungen für ein bestimmtes Bauteil herkömmliche Kieselsäure durch Reishülsenkieselsäure ersetzen zu dürfen.
Erneuerbare Füllstoffe aus Cellulose
Wir haben ausserdem Forschungen durchgeführt, um die auf Erdöl basierenden Aramidfasern durch ein Nebenprodukt zu ersetzen, das auf einem der erneuerbarsten Materialien der Welt basiert: Cellulose. Cellulose ist ein struktureller Bestandteil aller grünen Pflanzen und vieler Algenarten. Sie ist das am häufigsten vorkommende organische Polymer der Welt und hat das Potenzial, als Füllstoff in Gummimischungen verwendet zu werden. Dies stellt einen großen Fortschritt für die Nachhaltigkeit von Elastomeren dar.
Cellulose ist ein Strukturbestandteil aller grünen Pflanzen und das am häufigsten vorkommende organische Polymer.
In Zusammenarbeit mit der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) hat Dätwyler ein Verfahren zur Modifizierung mikrofibrillierter Cellulose (MFC) entwickelt, die als Ersatz für herkömmliche Füllstoffe wie Aramidfasern eingesetzt werden kann, um Elastomermischungen zu verstärken.
Bei Versuchen mit der neuen, nachhaltigeren Verbindung ist eine gute Kompatibilität zwischen dem modifizierten MFC-Füllstoff und der Elastomermatrix festgestellt worden. Die Verstärkungswirkung ist sogar höher als bei herkömmlichen erdölbasierten Fasern gewesen. Aufgrund dieser vielversprechenden Ergebnisse hat Dätwyler den Modifizierungsprozess patentiert und plant nun, die Forschung im Bereich der cellulosebasierten Füllstoffe und die Skalierbarkeit der Prozesse auszuweiten.
Autor
Dr. Jakub Kadlcak
Head of Materials Development and Surface Technologies
Mobility and General Industry
Weitere Informationen
Dätwyler patentiert nachhaltige Füllstoffe auf Cellulose-Basis
Dätwyler hat zusammen mit dem Entwicklungspartner Empa ein industrielles Verfahren zur Oberflächenmodifizierung von mikrofibrillierter Cellulose (MFC) entwickelt und patentiert.
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