Kreislaufwirtschaft Projekt ReDriveS: Verwertungskonzept für elektrische Achsantriebe

Das Forschungsprojekt ReDriveS unter der Koordination von Zulieferer Schaeffler entwickelt ein industrielles, automatisiertes und skalierbares Verwertungskonzepts für elektrische Achsantriebssysteme – von der zerstörungsfreien Demontage über neuartige Recyclingverfahren bis hin zur digitalen Datennutzung.

Im Projekt „Automatisierte und digitalisierte Kreislaufwirtschaftslösungen für elektrische Achsantriebssysteme“, kurz ReDriveS haben die teilnehmenden Partner aus Industrie und Wissenschaft nicht nur die Einhaltung gesetzlicher Recyclingvorgaben zum Ziel, sondern vor allem einen günstigen Zugang zu hochwertigen Rohstoffen wie seltenen Erden. An dem Projekt, das sich die Leitthemen der Mobilitätswende – Digitalisierung, Nachhaltigkeit und Systemfähigkeit – auf die Fahnen hat, beteiligen sich neben Schaeffler als Koordinator AVL Software and Functions GmbH, Circu Li-Ion, EKS InTec GmbH, FEV, FFT Produktionssysteme, Fraunhofer IPA, Fraunhofer LBF, Hochschule Pforzheim, LPKF Laser & Electronics, Lehrstuhl FAPS der FAU Erlangen-Nürnberg, msg for automotive, Öko-Institut, Robert Bosch, The Battery Lifecycle Company, TU Bergakademie Freiberg, TU Clausthal – IEVB, TU Clausthal – IGMR und Volkswagen. „Mit ReDriveS starten wir als Konsortialführer gemeinsam mit dem BMWE und starken Partnern ein Schlüsselprojekt für die Kreislaufwirtschaft in der Elektromobilität“, betont Prof. Dr. Tim Hosenfeldt, Leiter Zentrale Technologien bei Schaeffler und unterstreicht: „Unser Ziel ist es, elektrische Achsantriebe über digitale Zwillinge, automatisierte Demontage und hochwertiges Recycling deutlich ressourceneffizienter zu gestalten – und damit Rohstoffe sowie Lieferketten zu sichern, CO₂ zu senken und insgesamt den Standort Deutschland zu stärken.“

Zirkulärer Materialfluss wertvoller Materialien

Mit der robotergeführten zerstörungsfreien Demontage von elektrischen Achsantrieben will Schaeffler herstellerübergreifend einen ökologisch und ökonomisch sinnvollen Weg für einen zirkulären Materialfluss wertvoller Materialien bahnen – etwas, das heute bei Achsantrieben noch nicht stattfindet. Eine besondere Rolle spielen dabei seltene Erden in den Magneten sowie Kupfer, Aluminium, Stahl und elektronische Bauelemente. Dabei wird das skalierbare Demontagekonzept sowohl eine Reparatur des Achsantriebs, die Wiederverwendung von Teilkomponenten, oder deren Recycling unterstützen. Eine Bewertungsmatrix verarbeitet Informationen über den Zustand und die Geometrie der jeweiligen elektrischen Achsantriebe, und wird daraus ökonomische Demontageszenarien für den Demontageroboter ableiten können. Dafür entwickelt der Zulieferer einen Demonstrator, verknüpft mit einem digitalen Zwilling, der Daten über den gesamten Lebenszyklus eines elektrischen Achsantriebs sammelt und verarbeitet. Je nach Lebensdauerzustand der Achsantriebskomponente kann der elektrische Achsantrieb lediglich in seine Haupteinheiten – Motor, Inverter, Getriebe – oder bis auf die Komponentenebene für das Recycling zerlegt werden.

Digitaler Zwilling aus dem Fraunhofer LBF

Als zentraler Partner entwickelt das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF diesen digitalen Zwilling, der den Zustand elektrischer Achsantriebe und die zu erwartende Restlebensdauer ihrer Komponenten bewertet. Dafür verknüpft man Daten aus Entwicklung, Herstellung und Betrieb mit zielgerichteten End-of-Life-Prüfungen und überführt sie in belastbare Zustands- und Lebensdauermodelle. Auf Basis seines Know-hows in Systems Engineering, Struktur- und Systemsimulation sowie Schädigungs- und Ermüdungsberechnung kombiniert das LBF physikalische und datenbasierte Modellierung zu einem ganzheitlichen Bild von Degradation und Nachnutzungspotenzial. Damit schafft das Institut die Entscheidungsgrundlage für effiziente Zerlegung, Wiederverwendung und eine wirtschaftliche Kreislaufführung elektrischer Achsantriebe.

Der im Projekt generische digitale Zwilling lässt sich herstellerübergreifend nutzen. Im Hinblick auf die weitere Marktentwicklung bei elektrischen Achsantrieben als Eckpfeiler einer nachhaltigen Mobilität wird ReDriveS auch neue datenbasierte Geschäftsmodelle für Achsantriebe erarbeiten. Auch hierfür ist der digitale Zwilling eine wichtige Voraussetzung.

Digitalisierung und Kreislaufwirtschaft für die Automobilindustrie

Mit seiner Kombination aus Automatisierung, Digitalisierung und Kreislaufwirtschaft steht ReDriveS exemplarisch für die Transformation der deutschen Automobilindustrie hin zu nachhaltigen, datengetriebenen und ressourceneffizienten Produktionssystemen. Die Ergebnisse des Projekts sollen nach Abschluss in industrielle Anwendungen überführt und als Branchenlösung für Autobauer, Zulieferer und Recycler nutzbar gemacht werden. (se)

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