Na, Logisch

Nachhaltige Lackentwicklung durch digitale Technologien für den Klima- und Umweltschutz

Die Automobilherstellung ist eine Branche, die insgesamt viel Energie verbraucht und so einen hohen CO₂-Ausstoß verursacht. Was dabei nur wenigen bekannt ist: Ca. 40 Prozent der benötigten Primärenergie fallen bei der Fahrzeuglackierung an. Die Anforderungen sind daher hoch: So unterliegt die Zusammensetzung der verwendeten Lacke Regularien, die sich zum Beispiel aus dem europäischen Green Deal für eine nachhaltige Europäische Union ableiten. Gleichzeitig fordern Anwender von den Lackherstellern eine stets gleichbleibende Qualität und Verarbeitbarkeit der Lacke.

Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden und bei Bedarf einzelne Lackbestandteile zu ersetzen, müssen die Produzenten bisher nach einem zeit- und energieintensiven „Trial and Error“-Prinzip verfahren. So werden bei der Lackformulierung Rohstoffe miteinander verbunden und dann auf eine Oberfläche appliziert, getrocknet und anschließend charakterisiert. Bei unzulässigen Abweichungen folgt ein weiterer Durchlauf. Diesen Kreislauf effizient und nachhaltig zu gestalten, ist die Mission des Projekts Na, Logisch: Die Lackentwicklung soll durch den Einsatz digitaler Technologien optimiert werden, etwa um die Zahl der Fehlversuche künftig erheblich zu reduzieren. Dazu werden anfallende Material- und Prozessdaten zentral gesammelt, sodass daraus KI-gestützte Modelle entwickelt werden können – sowohl für die Prozesse als auch für die chemischen Formulierungen. Für den Praxistest kommt eine beispielhafte Industrielackieranlage zum Einsatz.

Eine zentrale Entwicklung, die das Projektteam sich vorgenommen hat, ist ein digitaler Zwilling für die Lackproduktion und -applikation. Dazu soll eine Datenbank mit Prozessparametern und Qualitätsmerkmalen erstellt werden – als Grundlage für ein KI-gestütztes Vorhersagemodell.

Die im Projekt Na, Logisch entwickelten digitalen Technologien sollen in der Zukunft deutschen Lackherstellern und der lackverarbeitenden Industrie zugänglich gemacht werden. Neben einer Prozessoptimierung könnten so die bisher hohen Ausschussraten minimiert werden – derzeit verzeichnen Hersteller noch 5 bis 30 Tonnen Lackabfälle pro Jahr. Rezepturen können schnell und ohne Qualitätsverluste angepasst werden. Auch die Verwendung von nachhaltigen Lackrohstoffen, deren Materialeigenschaften zu starken Schwankungen neigen, könnte erleichtert werden. Ein Wettbewerbsvorteil für die ca. 200 deutschen Betriebe – davon 90 Prozent KMU –, die der Lackherstellung zuzuordnen sind und die laut aktueller Prognose im Jahr 2025 einen Umsatz von rund 11 Milliarden Euro generieren werden.

Konsortium:

• AOM-Systems GmbH
• Fraunhofer IFAM
• Hochschule Niederrhein
• Füll Lab Automation GmbH
• Pi Probabiligence GmbH
• Mankiewicz Gebr. & Co.