Mit dem Projekt KIOptiPack verfolgt das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV ein ambitioniertes Ziel: Durch den Einsatz künstlicher Intelligenz sollen Kunststoffverpackungen nachhaltiger, effizienter und kreislauffähiger werden. Gemeinsam mit 51 Partnern aus Wissenschaft und Industrie entsteht dafür ein datengetriebener Werkzeugkasten für Design, Produktion und Recycling.
Zentrale Elemente von KIOptiPack sind KI-gestützte Optimierungswerkzeuge sowie ein übergreifender Datenraum. Diese digitale Infrastruktur ermöglicht es, alle relevanten Material- und Prozessinformationen entlang der Wertschöpfungskette zu vernetzen – mit dem Ziel, Rezyklat intelligent in Verpackungslösungen zu integrieren und die Kreislaufwirtschaft zu stärken.
KIOptiPack als Innovationstreiber für Verpackungslösungen
Im Zentrum von KIOptiPack stehen modulare Softwarelösungen, die durch KI-Algorithmen Verpackungsdesigns optimieren. Die entwickelten Werkzeuge berücksichtigen Materialeigenschaften, Umweltverträglichkeit, Herstellbarkeit und Funktionalität. Dadurch können Kunststoffverpackungen mit hohem Rezyklatanteil entstehen, die gleichzeitig effizient produziert und recycelt werden können.
Der im Projekt entwickelte Datenraum bildet die technische Grundlage für die unternehmensübergreifende Zusammenarbeit. Alle relevanten Daten – von Rohstoffen über Produktionsparameter bis zur Produktnutzung – werden strukturiert erfasst und KI-gestützt ausgewertet. So entsteht eine gemeinsame Sprache und Grundlage für nachhaltige Verpackungsentwicklung.
Datenraum und KI sichern Rezyklatqualität in KIOptiPack
Eine der zentralen Herausforderungen im Projekt KIOptiPack ist die Qualitätssicherung von Rezyklaten. Verunreinigungen durch Fremdstoffe oder chemische Rückstände können die Einsatzmöglichkeiten einschränken. Das Fraunhofer IVV nutzt daher chromatographische Analysen in Kombination mit KI-Tools, um Rezyklate zuverlässig zu bewerten und geeigneten Anwendungen zuzuführen.
Die KI-Werkzeuge helfen dabei, schwankende Materialqualitäten gezielt zu verarbeiten. Anwendungsbeispiele wie Joghurtbecher mit homogener Wandstärkenverteilung zeigen, wie durch intelligente Datenverknüpfung selbst hochspezialisierte Verpackungen mit Rezyklat realisiert werden können.
KIOptiPack reagiert auf Rezyklatlücke und Marktanforderungen
Trotz steigender Nachfrage wird das Angebot an Rezyklat bis 2030 nicht ausreichen, um gesetzliche Quoten zu erfüllen. Mit KIOptiPack adressiert das Fraunhofer IVV diese Lücke, indem es datenbasierte Lösungen für eine effizientere Ressourcennutzung bietet. Echtzeitvorschläge zur Verarbeitung und Anpassung an variable Rezyklatqualitäten machen den Produktionsprozess flexibler und resilienter.
Darüber hinaus dient KIOptiPack als Plattform für den branchenweiten Austausch. Expertinnen und Experten diskutieren Lösungsansätze und Anwendungen auf Veranstaltungen wie dem Zukunftsforum Kunststoffkreislauf. Ziel ist es, aus der Forschung praxistaugliche Werkzeuge für eine funktionierende Kreislaufwirtschaft zu entwickeln.