Mit der Mission, das über 30-jährige Unternehmen in die Zukunft zu katapultieren, versucht Simon Schüßler im Design & Marketing Neues, mit Bewährtem zu kombinieren. Nachhaltigkeit steht dabei immer im Vordergrund. Work in Progress…

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Simon Schüßler, Beta Layout Gib ihm Sprache: smarter Elektroschrott

15.11.2021

Das wachsende Elektroschrottaufkommen belastet unsere Ökosysteme, beinhaltet aber auch endliche Rohstoffe, die in einem Kreislauf geführt werden müssen. Beta Layout möchte diesen Prozess durch kommunizierende Leiterplatten revolutionieren.

Betrachten wir Zukunftsszenarien in Filmen, so werden uns oft zwei Welten gezeigt. Die eine hoch digitalisiert und plastisch, die andere durch Naturkatastrophen und Mangel geplagt. Diese Szenarien scheinen die Wünsche, aber auch Ängste der Menschen angesichts der derzeitigen Entwicklung unserer Gesellschaft widerzuspiegeln. Der digitale Transformationsprozess, in dem wir uns gerade befinden, durchdringt als Querschnittsthema all unsere Lebensbereiche. Produkte, Prozesse und ganze Geschäftsmodelle werden, genauso wie unser Privatleben, immer „smarter“ und dadurch digitaler. Die vierte Industrierevolution ist im vollen Gange. Gleichzeitig zeigt uns ein Blick in die Vergangenheit: Prägende industrielle Entwicklungen gingen stets mit einer verstärkten Ausnutzung endlicher Ressourcen einher und tragen dazu bei, dass wir, trotz Pandemielage, bereits am 29. Juli 2021 die natürlichen Ressourcen des Planeten ausgeschöpft haben. Die Folgen sind in Form von Klimaveränderung, vermehrten Extremwetterereignissen, Umweltverschmutzung und Artensterben bereits spür- und messbar.

Der Wohlstand und die Anzahl der Menschen auf diesem Planeten steigen und damit auch der Konsum von Gütern. Für die Elektronikindustrie bedeutet das in Zahlen: 2021 verbrauchte jeder Mensch durchschnittlich 7,6 kg Elektronikprodukte, vor 5 Jahren waren es noch 6,8 kg. Elektroschrott ist einer der am schnellsten wachsenden Müllanteile. Die Autoren des „E-Waste Monitor“ gehen davon aus, dass das jährliche Elektroschrottaufkommen von 55,5 Millionen Tonnen im Jahr 2020, auf 74 Millionen Tonnen im Jahr 2030 ansteigen wird. Angesichts schrumpfender Rohstoffreserven und steigender Mengen an Elektroschrott und darin gebundener Rohstoffe wird deutlich, dass die Entwicklung der Digitalisierung nur erfolgreich sein wird, wenn wir zukünftig Produkte ganzheitlich betrachten und verbaute Rohstoffe im Kreislauf führen. Bei dem Leiterplattenhersteller und Prototypenspezialist Beta Layout ist das Thema Nachhaltigkeit schon anhaltend präsent. Bereits kurz nach der Firmengründung vor über 30 Jahren, schafften wir es durch die Erfindung des Pooling-Verfahrens, unterschiedliche Leiterplatten-Aufträge auf demselben Produktions-Panel zu fertigen. Dadurch ließ sich unser Ressourceneinsatz signifikant minimieren.Zusätzlich haben wir über die letzten Jahre durch Modernisierung und Digitalisierung die effiziente Auslastung unserer Produktionsanlage sichergestellt. Jetzt denken wir einen Schritt weiter. Was passiert mit den Leiterplatten, wenn der Kunde keine Verwendung mehr für sie hat und wie bekommen wir die gebundenen Rohstoffe in einen effizienten Kreislauf?

Ausgediente Baugruppen sind in ihrer Zusammensetzung hoch variabel. Sie bestehen aus wertvollen Rohstoffen, jedoch auch aus Schad- und Kunststoffen, die schädliche Umweltwirkungen haben. Der Verbund unterschiedlicher Stoffe und fehlende Informationen über die verwendeten Materialien inklusive deren Zusammensetzung machen das Recycling von Leiterplatten komplex. Die Herausforderungen liegen darin, zum einen das Verbundmaterial FR4 zu ersetzen und zum anderen die bestückten Bauteile zu verwerten. Aufgrund der fehlenden Recyclebarkeit von Faserverbundmaterialien wie FR4 arbeiten wir an der Entwicklung eines wiederverwendbaren Materials, mit gleichen mechanischen, thermischen und dielektrischen Eigenschaften. Derzeit verfolgen wir vielversprechende Ansätze wie die Verwendung von PEEK (Polyetheretherketon) sowie, als Teil der Forschungsgruppe Bayern Innovativ, die Anwendbarkeit von biobasierten- beziehungsweise biologisch abbaubaren Trägermaterialien. Neben der Abhängigkeit vom Basismaterial, sind im Recycling die bestückten Bauteile auf der Leiterplatte ein blinder Fleck. Um eine industrielle Lösung voranzutreiben, müssten die unterschiedlichen Baugruppen ihre Identität immer bei sich tragen, mit Informationen wie beispielsweise Stückliste, Materialzusammensetzung und Fertigungsstätte. Mit diesen Informationen können Leiterplatten individuell nach wertvollen Bauteilen gefiltert werden. Doch wie bekommt eine Leiterplatte ihre Identität?

Das Zauberwort ist MAGIC-PCB – die magische Leiterplatte. Mit einem patentierten Verfahren von Beta Layout werden über eine spezielle, für die Serienproduktion entwickelte, vollautomatische Applikationsmaschine RFID-Module direkt in das Schaltungsträgermaterial der Leiterplatte eingebettet. Es ist kein zusätzlicher Platz nötig und der Chip ist nicht rauslösbar, ohne die Platine zu beschädigen. Die Anbindung von Antennen an den Chip ermöglicht eine Kommunikation in einer Distanz von 2 mm bis 5 m. Somit lässt sich die Identität jeder „smarten“ Leiterplatte bestimmen und wertvolle Rohstoffe mittels geeignetem Recyclingverfahren bestmöglich zurückgewinnen. Die Einsatzmöglichkeiten der „smarten“ Leiterplatte sind damit bei weitem nicht ausgeschöpft. Denkbar wäre, Informationen zu Garantie und Reparaturbedingungen zu hinterlegen und damit die Nutzungsdauer positiv zu beeinflussen. Auch Informationen zu Produktion und Logistik können hilfreich sein. Stellen Sie sich vor, Ihr Elektrogerät könnte reden: Was würden Sie wissen wollen?

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