Recycling- und reparaturgerechte Fügetechnologie

Neue EU-Vorgaben verändern die Produktentwicklung

Regulatorischer Wandel erfordert neue Ansätze in der Fügetechnik

Ab 2026 verschärfen europäische Vorgaben die Anforderungen an Reparierbarkeit, Recyclingfähigkeit und nachhaltige Produktgestaltung deutlich. Mit der EU-Reparaturrichtlinie dürfen Produkte künftig nicht mehr so konstruiert sein, dass sie sich nicht öffnen, reparieren oder sortenrein trennen lassen. Dadurch rücken neue Fügetechnologien verstärkt in den Fokus: Klassische Verfahren wie Kleben, Schweißen oder Nieten stoßen bei den neuen Vorgaben häufig an Grenzen, da sie eine Reparatur, eine Wiederverwendung oder das Recycling erheblich erschweren.

Parallel dazu verändern weitere regulatorische Rahmenwerke die industrielle Praxis grundlegend. Die Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) verpflichtet Unternehmen zur Berichterstattung über Umwelt- und Zirkularitätsaspekte, während die kommende Ecodesign Sustainable Products Regulation (ESPR) Anforderungen an nachhaltige Produkt- und Prozessgestaltung sowie den Nachweis von Materialeffizienz und Rezyklierbarkeit definiert. Ergänzt werden diese Vorgaben durch Normen wie die CEN/CENELEC EN 4555x-Reihe zu allgemeinen Ökodesignanforderungen sowie die ISO 20887:2020 zur Planung von Rückbaubarkeit und Anpassungsfähigkeit.

Besonders betroffen sind die Nutz- und Schienenfahrzeugindustrie sowie die Bauindustrie (z. B. Fenster- und Fassadensysteme) sowie der Personen- und Einsatzfahrzeugbau, in denen öffentliche Ausschreibungen zunehmend die Recyclingfähigkeit von Produkten voraussetzen. Für Unternehmen gilt daher: Wer frühzeitig reagiert und Fügetechnologien neu denkt, sichert sich regulatorische Konformität, Marktvorteile und langfristige Ausschreibungsfähigkeit.

Nachhaltiges Hybridfügen mit HPCi®

Regelkonform, effizient und prozesssicher in der industriellen Fertigung

HPCi<sup>®</sup> ermöglicht nachhaltige Hybridverbindungen zwischen Metall, Kunststoff und Keramik – ohne Klebstoffe oder mechanische Fügehilfen, schnell und industriell erprobt.
© Fraunhofer IWS
HPCi® ermöglicht nachhaltige Hybridverbindungen zwischen Metall, Kunststoff und Keramik – ohne Klebstoffe oder mechanische Fügehilfen, schnell und industriell erprobt.

Mit HPCi® (HeatPressCool-integrative) steht eine vom Fraunhofer IWS entwickelte Fügetechnologie zur Verfügung, die gezielt auf die neuen Anforderungen an Reparierbarkeit, Recyclingfähigkeit und Ressourceneffizienz ausgerichtet ist. HPCi® analysiert, digitalisiert und optimiert Fügeprozesse über die gesamte Prozesskette hinweg und ermöglicht damit zukunftsfähige, regelkonforme Produktionsstrategien.

Die Technologie erlaubt die Herstellung leistungsfähiger Hybridverbindungen zwischen Metall, Kunststoff und Keramik – ohne zusätzliche Hilfsmittel wie Klebstoffe, Niete oder Schrauben. Dadurch wird nicht nur der Materialeinsatz reduziert, sondern auch die spätere Demontage, Reparatur und das sortenreine Trennen der Materialien gezielt unterstützt. HPCi® schafft so die Grundlage für regelkonforme, nachhaltige und wirtschaftliche Produktionsprozesse, ohne Kompromisse bei Festigkeit, Dichtheit oder Designfreiheit einzugehen.

Dabei ist die Technologie gleichzeitig in der Lage, gegenüber vergleichbaren Klebprozessen die Prozesszeit signifikant zu verkürzen. In Kombination mit der Substitution des Klebstoffs oder anderer mechanischer Befestigungselemente oder Dichtungen können so erhebliche wirtschaftliche Potenziale gehoben werden. Der industrielle Einsatz beweist: Kunden setzen unsere HPCi® Technologie bereits in bis zu 6-stelligen Jahresstückmengen effektiv ein. 

Wirtschaftliche und ressourceneffiziente Prozesse

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  • Materialeinsatz- und Kostenreduktion durch ausschließliche Verwendung der Grundmaterialien
  • Kurze Gesamtprozesszeiten unter 30 Sekunden – nahezu unabhängig von der Bauteilgröße
  • Hohe Prozessstabilität und Qualität über die gesamte Fertigungskette
  • Skalierbar von händischer Herstellung bis hin zur Vollautomatisierung
  • Hohe Designfreiheit bei gleichzeitig regelwerkskonformen und wirtschaftlichen Lösungen

Beitrag zu Reparierbarkeit und Kreislaufwirtschaft

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  • Sortenreines Trennen der Grundmaterialien möglich nach Erreichen der Bauteillebensdauer
  • Optimierung von Reparierbarkeit und Recyclingfähigkeit bereits im Fügedesign
  • Reparierbarkeit ohne signifikanten Festigkeitsverlust der Verbindung möglich
  • Sortenreines Trennen der Grundmaterialien möglich
  • Unterstützung der Anforderungen aus EU-Reparaturrichtlinie, CSRD und ESPR
  • Nachhaltige Produkt- und Prozessgestaltung ohne zusätzliche Fügelemente
  • Verbesserte Materialnutzung und geringerer CO₂-Fußabdruck
  • Ermöglicht zukunftsfähige Fügestrategien für die zirkuläre Industrie
  • Life Cycle Assessment (LCA) für den gesamten Fügeprozess erarbeitet

Leistungsfähige Verbindungen für den Leichtbau

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  • Hochfeste Verbindung, die über die Grenzen einer Klebverbindung hinausgehen können
  • Substitution von Klebstoffen, und mechanischen Verbindungs- sowie Dichtelementen
  • Funktionsintegrierte, gewichtsoptimierte Hybridstrukturen

HPCi® im industriellen Einsatz

Anwendungs- und Projektbeispiele

  • Hochfeste Verbindung für Automobil- und Luftfahrtanwendungen
  • Korrosionsresistent und langzeitstabil für Anlagenbau und Chemieindustrie
  • Kosteneffizient und skalierbar für Verpackungstechnik und Weiße Ware
 

BMWK-Projekt

ZEus

Zero Emission Aircraft with Sustainable Fuselage Concept and Technology
Laufzeit: 11/2022–01/2026 

 

BMBF-Projekt

JOASIS

Entwicklung eines 30 Prozent leichteren Sitzrahmens für Elektrofahrzeuge unter Verwendung der HPCi-Verbindungstechnologie
Laufzeit: 09/2021–08/2024 

 

BMWi-Projekt

TheDi

Entwicklung von technischen Verfahren für das thermische Direktfügen in kurzer Zeit von Metall-Kunststoff-Hybrid-Verbindungen
Laufzeit: 04/2021–03/2023

News und Medien

 

Presseinformation / 26.10.2020

Leichte E-Abfallflitzer für die Städte

Wie gut gefügte Alu- und Faserverbundkunststoffe zum Klimaschutz beitragen

 

Presseinformation / 24.1.2019

Fügezange verbindet Metall und Kunststoff innerhalb von Sekunden