Con una fuerza laboral combinada de casi 300, 000 empleados, El plástico es uno de los principales sectores industriales de Alemania. La industria también disfruta de una sólida posición en el escenario internacional, debido en gran parte a su productiva labor investigadora. En la feria comercial "K" de este año, el evento líder mundial en la industria del plástico, un total de 11 Institutos Fraunhofer exhibirán innovadores, conceptos sostenibles y eficientes, desarrollos y soluciones para la industria del plástico (16 al 23 de octubre; stand SC01, pasillo 7).

Sustentabilidad, la eficiencia y la conservación de los recursos son algunos de los temas clave que impulsan el debate social y político en este momento, y con razón. En este contexto, el foco de atención se ha vuelto cada vez más hacia los plásticos. Sin embargo, la vida diaria sería impensable sin los plásticos. Igualmente, es un material que está destinado a desempeñar un papel clave en la fabricación y la industria del futuro. En la feria comercial "K" de este año, que se lleva a cabo bajo el lema "Plásticos para el futuro", los institutos de Fraunhofer-Gesellschaft mostrarán sus últimas innovaciones tecnológicas, que están diseñados para ayudar a que la industria del plástico del mañana sea más sostenible y más eficiente en términos de energía y recursos. Entre los temas tratados en el stand de Fraunhofer están los plásticos con nuevas propiedades; nuevos enfoques de la producción, reciclaje y reutilización de plásticos; y optimización de procesos.

Reducir el uso de recursos en la producción.

El objetivo de los métodos de producción modernos debería ser reducir el consumo de recursos conservando un alto nivel de funcionalidad del producto. Esto no solo aumenta la rentabilidad del producto en cuestión; también contribuye de manera decisiva a impulsar la sostenibilidad de la producción industrial y, por tanto, a incrementar su aceptación.

Este es el camino seguido por el Instituto Fraunhofer de Microestructura de Materiales y Sistemas IMWS con su desarrollo de estructuras ligeras hechas de productos semielaborados organo-sandwich. Fraunhofer IMWS ha demostrado que es posible producir ligeros, Estructuras sándwich termoplásticas listas para usar tanto de forma económica como eficiente en un proceso innovador que es adecuado para la producción en masa.

El diseño ligero es también el campo en el que el Instituto Fraunhofer de Investigación Aplicada de Polímeros IAP presenta un nuevo desarrollo. Usando un nuevo tipo de horno que genera temperaturas de hasta 2850 ° C, investigadores de Fraunhofer IAP han logrado producir fibras de carbono de base biológica a partir de materiales renovables, cuyas propiedades superan parcialmente a las de las fibras de carbono convencionales. Además, este nuevo proceso produce una reducción sustancial de los costes de producción.

El Instituto Fraunhofer de Investigación de la Madera, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI también presenta una innovación que conserva los recursos:una bandeja de plástico ecológica y sostenible para transportar artículos pequeños. Las bandejas de polipropileno se utilizan para transportar y almacenar millones de artículos todos los días al por mayor, comercio e industria. Los investigadores de Fraunhofer han logrado reemplazar hasta el 25 por ciento del polipropileno utilizado en la fabricación de tales bandejas por fibras de madera. Además, las nuevas bandejas no solo son más sostenibles, sino también más resistentes y ligeras, por los mismos costes de producción.

Los nuevos materiales desarrollados por el Instituto Fraunhofer de Tecnología Química ICT están destinados a dar un impulso significativo al reciclaje. Los nuevos compuestos de PLA autorreforzados de Fraunhofer ICT tienen una alta resistencia mecánica y rigidez, incluso a temperaturas elevadas. Y, como PLA puro, tienen una base biológica completa y son dúctiles, fácil de reciclar y biodegradable industrialmente. Es más, la energía consumida durante la producción de PLA y, por lo tanto, también su CO ₂ equivalente - es alrededor de la mitad de lo que implica la producción de polímeros reforzados con fibra de carbono convencionales, como los que contienen polipropileno. Además, el nuevo proceso reduce sustancialmente los costos de producción.

Del reciclaje al upcycling

De todos los materiales, Quizás no haya ninguno más adecuado para el reciclaje y la reutilización que el plástico. Las opciones aquí son muy variadas y van desde un simple reciclaje de plástico como material, a su reutilización en alguna forma de reciclaje, a una recuperación térmica de energía mediante combustión.

Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy está demostrando cómo diseñar, para plásticos, una cadena de reciclaje de energía y materiales en línea con principios circulares. El consorcio detrás del clúster desarrolla servicios especiales para, y en asociación con, la industria del plástico, incluidos los bienes de consumo asociados y las empresas comerciales, así como la industria del reciclaje.

Uno de los desafíos clave que enfrenta la industria es cómo lidiar con ciertos tipos de desechos plásticos, como envoltorios de papel de aluminio. El Instituto Fraunhofer de Durabilidad Estructural y Fiabilidad del Sistema LBF está investigando actualmente este problema. En un proyecto titulado Up-cyclePET, Los investigadores de Fraunhofer han unido fuerzas con la empresa EASICOMP GmbH para desarrollar materiales de alta calidad a partir de residuos plásticos de corta duración para su uso posterior en aplicaciones de larga duración, como las piezas de automóviles ligeras. Proporcionando el material base se utilizan botellas de bebida fabricadas con tereftalato de polietileno (PET).

El Instituto Fraunhofer de Ingeniería Interfacial y Biotecnología IGB también está investigando el uso de desechos como fuente de materia prima para la fabricación. Tales fuentes incluyen la sustancia natural 3-careno, que es un componente de la trementina y se presenta en esta forma como subproducto en la producción de pulpa de celulosa a partir de madera. La práctica común hasta la fecha ha sido eliminarlo mediante incineración. Sin embargo, utilizando nuevos procesos catalíticos, Los investigadores de Fraunhofer IGB ahora han logrado convertir el 3-careno en sustancias que pueden usarse como componentes para plásticos de base biológica. Estas nuevas poliamidas orgánicas no solo son transparentes sino que también tienen una alta estabilidad térmica, lo que los hace adecuados para una amplia gama de aplicaciones.

Mayor eficiencia de procesos innovadores

Con el fin de hacer que la industria del plástico sea más sostenible y eficiente en términos de energía y recursos, deben abordarse otras cuestiones clave. Estos incluyen una mejora de los métodos de procesamiento existentes y el desarrollo de otros nuevos.

El Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Procesos y Empaque IVV exhibe un dispositivo inteligente para probar empaques pelables. El Pack Peel Scan se utiliza para medir la fuerza necesaria para abrir bandejas de plástico y paquetes de películas de plástico. Los datos registrados se pueden utilizar directamente para evaluar la calidad del sello. Además, Los datos específicos sobre la variación en la fuerza requerida durante la apertura del empaque también se pueden aplicar junto con los métodos de aprendizaje automático (IA) para predecir errores de proceso.

Los sistemas de microfluidos se utilizan para transportar, filtrar y mezclar cantidades minúsculas de líquido en el rango de microlitros y picolitros. La medicina y la biotecnología son áreas clásicas de aplicación de esta tecnología. El Instituto Fraunhofer de Tecnología Láser ILT ha perfeccionado la producción de chips de microfluidos personalizados mediante un proceso basado en láser que ofrece una serie de ventajas. Por ejemplo, no es necesario el uso de absorbentes. Es más, Se puede utilizar un rayo láser para pulir áreas seleccionadas individualmente, logrando así un alto grado de transparencia para aplicaciones como la espectroscopia.

El Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Ingeniería de Precisión IOF está demostrando una técnica mejorada para la deposición de capas atómicas (ALD). Este es un proceso de recubrimiento clave, usó, por ejemplo, para lograr propiedades ópticas uniformes en toda la superficie interior y exterior de la óptica plástica.

El Instituto Fraunhofer de Tecnología de Fabricación y Materiales Avanzados IFAM presenta un nuevo desarrollo en el campo de la tecnología de sensores. Este nuevo sensor de reconocimiento de gestos de Fraunhofer IFAM está hecho de un material a base de polímeros y se utiliza para controlar aplicaciones de Industrie 4.0. El sensor es rentable y se adapta bien a una amplia gama de aplicaciones.

SAMMI es un nuevo sistema desarrollado en el Instituto Fraunhofer de Física de Alta Frecuencia y Técnicas de Radar FHR. Está diseñado para escanear artículos en una cinta transportadora o línea de producción y utiliza tecnología de alta frecuencia para detectar cuerpos extraños minúsculos o daños. Esto permite la identificación rápida y confiable de la contaminación en los alimentos envasados, por ejemplo.