Qualitätsorientierte Bewertungsmethodik zum ökologischen Vergleich von Mono- und Multi-Material-Design im Automobil

Zur Lösung der Herausforderungen unserer Zeit wie zunehmende Ausschöpfung fossiler Ressourcen und negative Umweltwirkungen von Industrieprozessen sind neue Methoden für ein nachhaltiges Wirtschaften und einen wirksamen Klimaschutz dringend erforderlich. Aktuell ist in Deutschland eine stufenweise Reduzierung von Treibhausgasemissionen gesetzlich vorgeschrieben und das Erreichen der Klimaneutralität bis 2045 als Ziel gesetzt. Auch Automobilhersteller müssen Maßnahmen zur Steigerung der Ressourceneffizienz und Minimierung des CO2-Fußabdrucks von Prozessen und Produkten umsetzen. In dieser Arbeit werden zwei unterschiedliche Ansätze für den Bauteil- und Technologieentwurf – Multi-Material-Design mit hohem Leichtbaupotenzial und Mono-Material-Design mit verbesserter Recyclingfähigkeit – entwickelt und analysiert. Dazu werden zunächst Technologien zur Funktionalisierung von leichten Sandwichverbundbauteilen sowie die Kreislauffähigkeit von Spritzgießbauteilen in Monomaterialbauweise eingehend untersucht und bewertet. Darauf aufbauend wird eine neue Allokationsmethode vorgestellt, die beide Nachhaltigkeitsstrategien in einer Ökobilanz gegenüberstellt und die Kreislaufwirtschaft in der Automobilindustrie gezielt fördern lässt. Dieser Ansatz schafft quantifizierte ökologische und ökonomische Anreize, um die Recyclingfähigkeit von Bauteilen anhand qualitativer Kriterien frühzeitig in der Entwicklungsphase zu berücksichtigen, und trägt damit der Nachhaltigkeit des Gesamtprozesses bei.