Werkstoffdaten und innovative Technologien für die moderne Produktion

IHK-Fachforum – Werkstoffdaten als Treiber für kreislauffähige, innovative und wirtschaftliche Produkte (03.06.2025)

Am 03. Juni 2025 versammelten sich bei dem IHK-Fachforum „Werkstoffdaten als Treiber für kreislauffähige, innovative und wirtschaftliche Produkte“ rund 20 Experten, um die Bedeutung digitaler Werkstoffdaten für die Zukunft der Materialentwicklung und Produktion zu diskutieren. Moderiert wurde die Veranstaltung von Katharina Böhlke und Emilija Kohls, Projektmanagerin im Projekt transform_EMN. 

Der Vortrag „Was erwartet Unternehmen in Bezug auf Regulierung, zirkuläre Produktentwicklung und die Digitalisierung von Material- und Produktionsdaten?“ von Dr. Viktor Trapp und Dr. Matthias A. Popp vom Fraunhofer ISC in Würzburg zeigte auf, wie Digitalisierung, Automatisierung und Künstliche Intelligenz (KI) die Produktionslandschaft revolutionieren. Dr. Trapp erläuterte, dass regulatorische Vorgaben wie der Green Deal, der European Critical Raw Materials Act, das Ecodesign sowie der Circular Economy Act – ergänzt durch digitale Pässe wie den Batteriepass und den digitalen Produktpass – die Bedeutung von Datenverfügbarkeit und Transparenz deutlich erhöhen. 

Dr. Popp präsentierte anhand praktischer Beispiele – etwa beim Mischen von Farben, im 3D-Druck oder bei der Batteriezellenentwicklung – wie automatisierte Prozesse in Kombination mit digitalen Auswertungstools und KI die Materialforschung beschleunigen können. Wissensmanagementsysteme und Datenbanken dienen dabei als Grundlage für Machine Learning und digitale Zwillinge, um Produktionsprozesse effizienter zu gestalten und Innovationen voranzutreiben. 

Herr Dr. Ing. Pedro Dolabella Portella vom Fraunhofer IWM in Freiburg stellte in seinem Vortrag „Werkstoffdaten in der Produktentwicklung, Qualitätssicherung und für den digitalen Produktpass“ die Plattform MaterialDigital vor, gefördert vom BMBF. Er zeigte auf, wie strukturierte Erfassung von Werkstoff- und Metadaten die Effizienz sowie Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen steigert. Die Plattform umfasst eine Vielzahl an Werkstoffen – darunter Beton, Glas, Aluminium, Piezokeramik, Kunststoffe, Kautschuk und Kupfer – und ermöglicht es, Daten nicht nur projektbezogen zu nutzen, sondern dauerhaft in einer durchsuchbaren Wissensdatenbank zu speichern. 

Abschließend präsentierte Herr Portella die Plattform QIDigital, welche eine digitale Qualitätsinfrastruktur bereitstellt. Er betonte zudem den Beitrag von Standardisierung und digitalen Produktpässen zur Förderung der Kreislaufwirtschaft sowie nachhaltiger Produktionsprozesse. 

Dr. Tanja Einhellinger-Müller von CeramTec stellte die Frage: „Was ist heute mit Künstlicher Intelligenz möglich?“ Sie zeigte anhand eines Beispiels aus der Herstellung von Piezokeramik auf, wie Digitalisierung, Automatisierung und maschinelles Lernen die traditionelle Materialentwicklung – die meist 3 bis 10 Jahre dauert – erheblich verkürzen können. Zudem erläuterte sie das Projekt DILEMA-K: Hier arbeiten Materialentwickler eng mit IT-Dienstleistern zusammen, um Hochleistungskeramik mithilfe von KI bei Literatur- und Patentrecherchen sowie bei der Vorhersage und Optimierung von Materialeigenschaften effizienter zu entwickeln. 

Im Vortrag „Finden von Alternativwerkstoffen in Zeiten der Nachhaltigkeit“ beleuchtete Herr Daniel Trost von TotalMateria den ökologischen Fußabdruck der Materialproduktion. Werkstoffe tragen maßgeblich zum CO₂-Ausstoß eines Produkts bei; insbesondere die Metallherstellung verursacht rund 40 % der industriellen Emissionen und ist äußerst ressourcenintensiv. Mineralien sind jedoch essenziell für grüne Technologien und spielen eine zentrale Rolle bei der Elektrifizierung – vor allem durch den hohen Metallbedarf im Zuge des Übergangs zur Elektromobilität. 

Hierbei gewinnen Werkstoffdatenmanagementsysteme an Bedeutung: Sie ermöglichen eine schnelle Bewertung sowie den Austausch nicht-konformer Materialien mithilfe umfangreicher Datenbanken und intelligenter Cross-Referencing-Tools. Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der Lebenszyklus-Analyse (LCA), welche die Umweltwirkungen eines Produkts vom Rohstoffabbau bis zum Endverbraucher umfassend bewertet. Solche Analysen helfen Unternehmen dabei, ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen, den CO₂-Fußabdruck zu verringern und umweltfreundliche Materialien gezielt auszuwählen. 

Zum Abschluss hob Herr Trost die zentrale Rolle des digitalen Produktpasses (DPP) hervor: Dieser verfolgt den gesamten Lebenszyklus eines Produkts digitalisiert, integriert Daten zu Materialeigenschaften, Umweltbelastungen sowie gesetzlichen Vorgaben – ein unverzichtbares Werkzeug für nachhaltige Produktion im Zeitalter von Industrie 4.0.