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In der Welt der Kunststoffe kommt viel auf Vernetzung an: Ob ein neuer Werkstoff sich für eine konkrete Anwendung eignet, entscheidet oft weniger seine chemische Zusammensetzung, sondern vielmehr die innere, aus Netzen aufgebaute Struktur. Petra Krajewsky ist am Kunststoff-Zentrum in Leipzig (KUZ) nicht nur deshalb eine gute Netzwerkerin, weil sie um die innere Struktur von Werkstoffen wie Polyethylen, Styrol oder Polyurethan (PUR) weiß.

Als Bereichsleiterin für Verarbeitungstechnik bringt sie Tag für Tag rund ein Dutzend Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie mehrere Techniker zusammen. Die arbeiten an neuen Rezepturen für maßgeschneiderte Materialien ebenso wie am optimalen Lauf von Maschinen für die Produktion von neuen Teilen im Pkw oder von Schäumen für die Gebäudedämmung.

Für die Planerin, die vor gut 20 Jahren selbst als Forscherin am KUZ einstieg, ist es häufig ein Spagat zwischen den Ansprüchen verschiedener Partner: Staatlich geförderte angewandte Wissenschaft ist in klar definierten Projekten meist auf zwei Jahre befristet. Dienstleistungen für Unternehmen erbringt ihre Abteilung oft parallel und kurzfristig. „Angesichts verschiedener Erwartungen an mein Team und an das KUZ ist es für mich wichtig, gute Teamplayer zu haben. Wer als Einzelkämpfer kommt, soll Individualist im Team werden, um zusammen kreativ und doch schlagkräftig sein zu können“, beschreibt die studierte Werkstofftechnikerin ihren Anspruch.

KI als Fleißarbeit

Dieser Anspruch soll ihre Abteilung auch in gerade begonnene und bevorstehende Forschungsprojekte zu Künstlicher Intelligenz und Digitalisierung tragen. „Die Digitalisierung bedeutet für uns erst einmal sehr viel Fleißarbeit: Um Ingenieur-Wissen mit mathematischen Modellen zu kombinieren, müssen wir zunächst große Datenmengen aufnehmen und dann die Grundlagen für deren Verarbeitung schaffen“, umreißt Krajewsky die Aufgabe. Das gilt z.B. für das im Moment noch visionäre automatisierte Anfahren von Maschinen. „Wir wollen einen Versuchsstand so aufbauen, dass alle für den Spritzguss wichtigen Komponenten und Aggregate von der Trocknung des Rohmaterials über das Plastifizieren und Formen bis zur Abkühlung miteinander verknüpft werden und der Produktionsprozess optimal steuerbar ist“, erläutert Krajewsky.

Sie sieht das KUZ für künftige Digitalisierungsprojekte gut aufgestellt, zumal ein Schwerpunkt der Expertise in Leipzig auf der technologischen Seite liegt. Neben dem Spritzguss ist es die Polyurethan-Verarbeitung, die den KUZ-Maschinenpark prägt. Die anspruchsvolle PUR-Technik mit ihren flüssigen Ausgangsmaterialien und chemischen Reaktionen fordert der erfahrenen Ingenieurin stets Respekt ab. „Die beste Voraussetzung für einen auch künftig reibungslosen Betrieb“, meint sie.

Treiber für Innovationen

Am Institutssitz in Leipzig-Plagwitz im Westen der Stadt hat Krajewsky Zäsuren und Trends der Kunststoff-Forschung miterlebt: Als sie 1997 nach Studium in Merseburg, Industrieerfahrung und Babypausen am KUZ einstieg, fiel das in die Zeit einer ersten Bio-Kunststoff-Euphorie. „Damals begann das KUZ wieder Personal einzustellen. Und die Forschung zur Entwicklung und Verarbeitung von abbaubaren Bio-Kunststoffen z.B. für die Verpackungsbranche oder die Forschung für langlebige Produkte in der Fahrzeugindustrie waren wichtige Treiber für Innovationen. Das KUZ nahm hier eine Vorreiterrolle ein“, betont Krajewsky, die schon damals zur Verarbeitung von biobasierten Produkten auf Stärke- ebenso wie zu Verpackungen auf Roggenbasis forschte.

Revival von Trends unter neuen Vorzeichen

Eingeholt wurden die Forschenden - nicht nur am KUZ - aber bald von der Tank-Teller-Diskussion rund um die Frage von Flächenverfügbarkeit und landwirtschaftlicher Praxis. „Wir erlebten, wie Forschung sich konkurrierenden gesellschaftlichen Ansprüchen und Erwartungen ausgesetzt sieht“, resümiert Petra Krajewsky. An die Zukunft der Bio-Kunststoffe glaubt sie weiterhin – als Problemlöser für ausgewählte Anwendungen, nicht als Allheilmittel für Fragen der Verpackungsbranche. So arbeitet das KUZ aktuell in einem vom BMWi geförderten Projekt an der gezielten Nutzung des als Lebensmittel bei vielen Verbrauchern wenig beliebten Glutens - als Mittel zur Verbesserung von Polylactid-Eigenschaften.

"Schon in den neunziger Jahren entwickelte sich die Sandwich-Technologie,
kam aber nicht so recht auf den Markt."

Die schon seit den neunziger Jahren am KUZ lebendige Recyclingforschung zeigt für die Bereichsleiterin, wie gute technische Lösungen sich unter neuen Vorzeichen wieder beleben können, so in der heute etablierten Technologie zur Herstellung sogenannter Kunststoff-Sandwiches mit einem leichten Kern, z.B. aus Schaum, und einer Umhüllung als Metallersatz. „Schon in den neunziger Jahren entwickelte sich die Sandwich-Technologie, um beispielsweise Recyclingmaterialien zu umhüllen, kam aber nicht so recht auf den Markt. Jetzt erleben wir aus ganz anderen Gründen ein Revival: In Zeiten des Leichtbaus, auch angetrieben durch die E-Mobilität, ist die Sandwich-Technologie voll im Trend.“ Dass sich dieser durchsetzen konnte, liegt für Krajewsky nicht zuletzt an der wichtigen Rolle der Automobilindustrie als Innovationstreiber. Mit der Kunststoffbranche sind Krajewskys Team und das KUZ insgesamt u.a. über die Fördergemeinschaft des Instituts verbunden. Vernetzung ist für die Bereichsleiterin daher nach innen wie nach außen entscheidend. Auch um gemeinsam zu erkennen, ob Trends von gestern auch künftig die Trends von morgen sein könnten.

aufgezeichnet von Alexander Knebel, Pressesprecher