Quo vadis Kunststoffforschung?

Karsten Kretschmer

SKZ – Das Kunststoff-Zentrum, Friedrich-Bergius-Ring 22, 97076 Würzburg

Neue Werkstoffe waren schon immer tragende Säulen in der Entwicklung der Menschheit. Ganze Zeitalter wurden nach den wesentlichen Materialien für Werkzeuge und Gebrauchsgüter benannt – Steinzeit, Bronzezeit, Eisenzeit. Die Bedeutung der Werkstoffe ist auch heute noch ungebrochen, so stellen Unternehmen mit einem direkten Werkstoffbezug einen herausragenden Wirtschaftsfaktor für den Industriestandort Deutschland dar. Betrachtet man die Wirtschaftszahlen der Werkstoffbranchen (Chemie, Keramik, Glas, Kunststoff, Bergbau, Eisen, Papier), so erkennt man die enorme Bedeutung – 34 % des Bruttoinlandsprodukts werden direkt hier erwirtschaftet.

Vor allem Werkstoffe auf Kunststoffbasis konnten in den letzten Jahrzehnten immer neue Anwendungsgebiete erschließen. Ein wesentlicher Grund für diese Entwicklung ist die Möglichkeit die Eigenschaften eines Polymers an die Anforderungen einer Anwendung anzupassen. Ein sehr gutes Beispiel hierfür sind Thermoplastische Elastomere, deren Härte durch eine geeignete Rezeptierung in weiten Bereichen eingestellt werden können. Ein anderer Grund für den Siegeszug polymerer Werkstoffe liegt in der Innovationsoffenheit der Industrie. Neue Ideen und Anwendungsgebiete wurden und werden offen angenommen und schnell umgesetzt. Hierbei stellt die sehr enge Zusammenarbeit zwischen allen Betrieben entlang der Wertschöpfungskette untereinander und mit Forschungseinrichtungen die Basis für diesen Erfolg dar. Dies ist umso wichtiger, da die vormals großen anwendungstechnischen Zentren der Rohstoffhersteller im Zuge der Fokussierung auf die Kerngeschäfte verkleinert wurden und so in erheblichem Ausmaß Entwicklungsressourcen nicht mehr zur Verfügung stehen.

Gleichzeitig stellen sich die Entwicklungsfragestellungen zunehmend als immer komplexer dar. So steht häufig weniger die Entwicklung eines isolierten Materials oder einer Materialformulierung im Vordergrund als vielmehr die Entwicklung von Systemen bestehend aus einem Material, der Herstelltechnologie eines Teils und der Anwendungstechnik des finalen Produkts. Hier sind für jeden Teilschritt eine Reihe von Randbedingungen einzuhalten, um schließlich eine technisch, wirtschaftlich und auch eine ökologisch sinnvolle Lösung zu generieren.

Gerade diese Systemkompetenz ist Chance, aber auch zugleich Herausforderung, die von Industrie und Forschungseinrichtungen gemeinsam gemeistert werden muss. Nur eine ganzheitliche Vorgehensweise, die alle wesentlichen Partner involviert, kann eine überlegene Lösung generieren, auch wenn hier häufig, vor allem in der Anfangsphase, einige Reibungsverluste zu überwinden sind.

Nahezu alle der – je nach Quelle – zehn bis zwanzig Megatrends unserer Zeit sind mit neuen Herausforderungen für die Werkstofftechnik verbunden. So werden die Mobilitätskonzepte der Zukunft – unabhängig vom eigentlichen Antriebsstrang – neue Leichtbaukonzepte benötigen. Zusammen mit den enormen Anforderungen an die Sicherheit und den Komfort von Fahrzeugen bedeutet dies, das hier Konzepte entwickelt werden müssen, die optimiert auf die einzelnen Einsatzgebiete die geforderten Eigenschaften bei minimalem Gewichtseinsatz zeigen und dabei noch wirtschaftlich interessant sind. Diese Vielzahl an Anforderungen werden kaum von einem Polymer, einem Stahl oder einem anderen Werkstoff allein geleistet werden können. Dies bedeutet, dass nun Unternehmen und Institute, die sich bisher weitgehend aus dem Weg gegangen sind, sich zusammenschließen müssen und Multimaterialkonzepte entwickeln müssen. Parallel dazu gilt es wirtschaftliche Herstellungs- und Verarbeitungskonzepte zu konzipieren und zu testen auch unter der Berücksichtigung, dass die eingesetzten Werkstoffe nach Ende der Gebrauchsphase wirtschaftlich wiederverwendet werden können.

Gerade in Deutschland besteht ein gut ausgebautes System an Förderungen für Forschung und Entwicklung, welches eine exzellente Basis für die notwendigen Arbeiten zur Bewältigung der Herausforderungen der Zukunft darstellt. Sowohl Bundesländer als auch die Bundesregierung und private Stiftungen stellen Gelder bereit, die Risiken z. B. bei der Entwicklung und Erforschung neuer Werkstoffe, neuer Anwendungen und neuer Prozesse abmindern. Eine wesentliche Herausforderung besteht in der Bekanntheit der unterschiedlichen Fördermöglichkeiten, so sind viele dieser Programme den Firmen kaum bekannt. Aber selbst wenn kleinen und mittelständischen Unternehmen die Existenz dieser Mittel bekannt sind, bestehen häufig erhebliche Vorbehalte solchen Unterstützungen gegenüber.

Nahezu alle dieser Vorbehalte, zum Beispiel in Bezug auf die Veröffentlichung der Projektergebnisse, können bei näherer Betrachtung der (zugegeben umfangreichen) Richtlinien entkräftet werden. Auch der Aufwand zur Beantragung und zur Administration von Projekten wurde in den letzten Jahren in einigen Programmen wesentlich verbessert. Ein gutes Beispiel an dieser Stelle ist das „Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie bei dem die Bürokratie auf ein Minimum reduziert wurde und das so gerade für kleine und mittelständische Unternehmen, deren Fragestellungen sich häufig direkt um die Entwicklung neuer Produkte drehen, sehr attraktiv ist.

Die Forschungsförderung steht dabei vor enormen Herausforderungen, da sie einerseits die Erforschung wissenschaftlicher Grundlagen fördern, andererseits aber auch die Anwendung dieser Erkenntnisse fördern und letztendlich auch fordern muss. Vor allem auf den letzten Aspekt ist in den letzten Jahren verstärkt Wert gelegt worden, was aber vor dem Hintergrund, dass andere Nationen (vermeintlich) besser in der Lage sind, Forschungsergebnisse in Produkte zu überführen, nachvollziehbar ist.

Darüber hinaus ist zu beobachten, dass in den letzten Jahren themengebundene Forschung, z.B. zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit in bestimmten Bereichen, wie etwa der „Elektromobilität“ oder „Energieeffizienz“ stärker fokussiert wird, als themenoffene Forschung. Auch wenn dies einerseits nachvollziehbar ist, so ist doch gerade die themenoffene Forschung für kleine und mittelständische Unternehmen, die das Rückgrat der deutschen Wirtschaft darstellen, enorm wichtig, wie sich auch am Erfolg der ZIM-Programme wie auch der Industriellen Gemeinschaftsforschung der AiF ablesen lässt.

Um die Zukunftsfähigkeit der deutschen Wirtschaft auch weiterhin im internationalen Vergleich zu stärken gilt es zum einen die bürokratischen Hürden bei der Beantragung und bei der Bearbeitung weiter abzubauen. Die ersten Schritte in diese Richtung sind bereits getan. Nun muss dieser Weg weiter ausgebaut werden. Dabei muss allen klar sein, dass Innovationen, auch wenn sie gefördert werden, nicht zum Nulltarif zu haben sein werden. So ist auch die Finanzierung von Forschungseinrichtungen verstärkt an die Anforderungen der Industrie anzupassen, idealer Weise im Rahmen der Projektförderungen. So können grundfinanzierte wie auch außeruniversitäre, nicht grundfinanzierte Forschungseinrichtungen ihre Arbeiten und ihre Angebote noch besser an die Bedürfnisse der Industrie anpassen.

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