Loop closed: Elektrowerkzeuge für morgen mit Kunststoff von gestern
Werkzeuge von Bosch Power Tools stehen für Innovationskraft, Qualität und Zuverlässigkeit. Deshalb gilt auch für die Closed-Loop Edition der Schlagbohrmaschine UniversalImpact 800: Keine Kompromisse!
„Es gibt noch viele Herausforderungen beim Serieneinsatz von Kunststoffrezyklat – insbesondere bei Verfügbarkeit, Verarbeitungsfähigkeit und Qualität. Doch gemeinsam mit MKV und HolyPoly konnten wir beweisen, dass Kreislaufwirtschaft auch für Elektrowerkzeuge machbar ist.“
Anne Purper,
Bosch Power Tools
78 % recycelter technischer Kunststoff aus alten Elektrowerzeugen befindet sich im Produktgehäuse der UniversalImpact 800 Closed-Loop Edition
(In allen von außen sichtbaren Komponenten des Hauptprodukts ohne Kabel und Zubehör)
Die Closed-Loop Edition der Schlagbohrmaschine Bosch UniversalImpact 800 ist ein Beweis für eine ganze Branche: Kreislaufwirtschaft für Elektrowerkzeuge ist machbar!
Mit der Schlagbohrmaschine zeigt HolyPoly gemeinsam mit dem Compoundeur MKV und Bosch Power Tools, wie ein geschlossener End-to-End-Prozess aussehen kann – vom Rücklauf ausgedienter Elektrowerkzeuge über das Kunststoffrecycling bis hin zum Einsatz der Rezyklate in einer Sonderedition.
Den Weg zu diesem Erfolg ebnete eine aufwändige Machbarkeitsstudie, für die tausende ausgediente Elektrowerkzeuge analysiert wurden. Die gewonnenen Daten ermöglichten den Aufbau einer einzigartigen Datenbank, die bei der Entwicklung eines Recyclingmaterials mit Neuware-Qualität zum Gamechanger wurde.
So entstand schließlich ein Closed-Loop-Elektrowerkzeug, das in jeder Hinsicht Recycling ohne Kompromisse repräsentiert.
Technik für Generationen
Als globaler Player ist die Robert Bosch GmbH ein breit aufgestellter Konzern, dessen Expertise in vielen verschiedenen Industriebranchen geschätzt wird – und ebenso bei den Verbrauchern. Neben Haushaltsgeräten sind vor allem die Elektrowerkzeuge von Bosch bei Verbraucherinnen und Verbrauchern bekannt und beliebt.
Auch im Geschäftsbereich Bosch Power Tools gilt der konzernweite Leitspruch „Technik fürs Leben“. Qualität, Langlebigkeit und Leistungsfähigkeit sind daher wichtige Argumente, die für den Kauf von Bosch-Markenqualität sprechen. Ebenso gehört dazu die Überzeugung, dass alle Geschäftsaktivitäten gleichermaßen ökologisch, ökonomisch und sozial tragfähig sein müssen.
„Durch das Projekt mit HolyPoly haben wir den technischen Beweis dafür, dass wir den Kunststoff tatsächlich im Kreislauf führen können. Das Projekt deckt gleich mehrere Schwerpunkte unserer Nachhaltigkeitsstrategie ab: verantwortungsvollen Materialeinsatz, Zirkularität sowie CO₂-Reduzierung.”
Die Challenge: Recycling ohne Sonderbehandlung
Der Lebenszyklus eines Elektrowerkzeugs endet in Deutschland meist auf dem Wertstoffhof. Doch weil die gesamte Verwertungskette primär auf Metall-Recycling ausgelegt ist, werden die meisten anderen Rohstoffe verbrannt, darunter viele Tonnen hochwertiger Kunststoffe. Genau hier setzt das Projekt mit Bosch Power Tools an: Ziel war es, eine Sonderedition eines Elektrowerkzeugs herzustellen, dessen Gehäuse überwiegend aus recyceltem Kunststoff aus Altgeräten besteht und so den Materialkreislauf schließt. Denn robuster Kunststoff verdient ein zweites Leben!
„Da die Materialien einen großen Anteil am CO₂-Fußabdruck ausmachen, ist es nur logisch, dass wir uns mit Recyclingkunststoffen befassen. Mit diesem Pilotprojekt wollen wir herausfinden, mit welchem technischen und wirtschaftlichen Aufwand wir die nötigen Materialmengen und -qualitäten verfügbar machen können.“
Thomas Hampel,
Bosch Power ToolsAllerdings stößt Bosch Power Tools hier auf eine große Herausforderung: Elektrowerkzeuge benötigen Materialien, die sowohl wechselnden thermischen Beanspruchungen als auch den bei Falltests auftretenden Stoßbelastungen widerstehen. Ein dafür häufig eingesetzter technischer Kunststoff ist unter anderem PA6-GF30, der auf dem Markt für Sekundärrohstoffe jedoch in der erforderlichen Qualität und Farbe kaum verfügbar ist.
Die Idee von Bosch Power Tools ist es daher, diesen Engpass durch einen eigenen Materialkreislauf für Kunststoffe aus Elektrowerkzeugen zu überwinden und so neue Maßstäbe für die Branche zu setzen.
Der Großteil des CO₂-Fußabdrucks entfällt bei Elektrowerkzeugen auf das verwendete Material. Um dessen Emissionen signifikant zu reduzieren und so die eigenen Nachhaltigkeitsziele zu erreichen, kommt dem Einsatz von Recyclingkunststoffen eine entscheidende Bedeutung zu.
That’s where HolyPoly comes in...
Um die Idee gemeinsam mit Bosch Power Tools Wirklichkeit werden zu lassen, hat sich HolyPoly mit der MKV Kunststoffgranulate GmbH zusammengeschlossen. Die Ergebnisse einer ersten Potenzialabschätzung überzeugten Bosch und das Unternehmen kam für die Machbarkeitsstudie an Bord. Deren klare Botschaft – Ja, das kann funktionieren – war der Startschuss für die Produktion der UniversalImpact 800 Closed-Loop Edition.
„Unsere Herausforderung war es, auf Basis von Altgeräten eine serientaugliche Qualität für eine Sonderedition zu realisieren – echtes Neuland, ohne etablierte Standards oder langjährige Praxiserfahrung, auf die wir hätten zurückgreifen können. Geschafft haben wir es dank der vielfältigen Expertise aller Beteiligten und der beeindruckenden Entschlossenheit im gesamten Team.“
Pascal Haaf,
HolyPolyAm Ende lautete die Herausforderung: Mit einer Sonderedition der Schlagbohrmaschine UniversalImpact 800 den „Closed Loop“ praktisch unter Beweis stellen – und dabei im direkten Vergleich mit dem klassischen Produkt aus Neumaterial bestehen. Optik, Haptik und Qualität mussten identisch sein; zugleich sollte sich die Serientauglichkeit auf den regulären Bosch-Fertigungsstrecken bewähren.
Kurz gesagt: kein Proof of Concept mit Sonderbehandlung, sondern eine reguläre Produktion unter normalen Industriebedingungen – die sowohl den Anforderungen der Endanwender als auch den Anforderungen der Produktion gerecht wird.
Optik
Haptik
Qualität
Der Prozess: Es ist erst geschafft, wenn der Kreislauf geschlossen ist
Ein Closed-Loop für Elektrowerkzeuge – diese Aufgabe war auch für die Spezialisten von HolyPoly eine echte Herausforderung. Von der strategischen Planung über die Materialsortierung bis zur Serienfreigabe und Vermarktung durch Bosch Power Tools: Das HolyPoly-Team mobilisierte in jedem Prozessschritt umfassendes Fachwissen, vielfältige Kompetenzen und innovative Recycling-Ansätze.
Zu den zentralen Meilensteinen zählten die Entwicklung einer Traceability- und Datenlösung, ein datenbankgestützter Demontage-Workflow, friktionsbasierte Nasswäsche, farbbasierte Elastomerseparation sowie die On-site-Begleitung bei der Material- und Gehäuseherstellung.
„Trotz einiger ‚Achterbahn-Momente‘ im Verlauf des Projekts hat das Team mit einer ‚niemals aufgeben‘-Mentalität immer eine Lösung gefunden. Dieses Mit- und Vordenken, das wirkliche Ownership der Problematik in Kombination mit tiefer Kunststoffexpertise und einem starken Netzwerk ist für uns die besondere Stärke von HolyPoly – und hat maßgeblich dazu beigetragen, dass wir gemeinsam so rasch Ergebnisse erzielen konnten.“
Unverzichtbar auf diesem Weg mit dem Bosch Team war das breite HolyPoly-Netzwerk aus Erstbehandlern, Prüflaboren, Spritzgießern und weiteren Partnern – allen voran der MKV GmbH. Dessen Kompetenz und Kapazitäten in Compoundierung und Testing waren ebenso entscheidend wie die Beteiligung an Potenzialanalyse und Machbarkeitsstudie. Denn auch wenn HolyPoly die Fäden in der Hand hielt: Ohne intensives Teamplay und das Vertrauen von Bosch wäre dieses bislang unerreichte Ziel kaum möglich gewesen.
„In der Machbarkeitsstudie wollten wir vor allem zwei zentrale Fragen klären: Lässt sich Material aus alten Elektrowerkzeugen überhaupt zurückgewinnen? Und können wir es anschließend wiederverwenden? Beide Fragen konnten wir eindeutig mit “Ja” beantworten.“
Machbarkeitsstudie: Datenbasiert zur Rezyklatqualität auf Neuware-Niveau
Was ist überhaupt möglich? Hinter dieser scheinbar einfachen Frage verbergen sich zahlreiche komplexe technische, wirtschaftliche und regulatorische Aspekte, die darüber entscheiden, ob sich das Konzept für Recycling von technischen Kunststoffen in Elektrowerkzeugen realisieren lässt. Dafür wurde eine Stichprobe von einigen Tausend ausgedienten Elektrowerkzeugen unterschiedlichen Typs und verschiedener Baujahre von Erstbehandlern eingesammelt und in einer einzigartigen Datenbank erfasst.
Verdichtet zu 13 wissenschaftlichen Hypothesen über technische Umsetzbarkeit und wirtschaftliche Rahmenbedingungen wurden sie zur Roadmap der Machbarkeitsstudie. Vier Beispiele:
Umsetzbarkeit
Der Anteil der leicht zugänglichen, technischen Kunststoffe ist groß genug.
Umsetzbarkeit
Es sind genug ausgediente Elektrowerkzeuge verfügbar.
Wirtschaftlichkeit
Wir können anhand visueller Merkmale alte Elektrowerkzeuge mit unerwünschten Inhaltsstoffen aussortieren.
Wirtschaftlichkeit
Die Identifikation der Materialien lässt sich wirtschaftlich umsetzen.
Im Recyclingprozess wurden die Kunststoffe vier verschiedenen Chargen zugeordnet, mit denen Verarbeitbarkeit und die Einhaltung der Anforderungen getestet werden konnten. Um höchste Qualität sicherzustellen, setzte HolyPoly gemeinsam mit acht Partnerunternehmen in allen Prozessschritten – von der Zerkleinerung über die Materialtrennung bis zur Extrusion – auf zeitgemäße Technologien, die zum Teil bislang noch nicht im Kunststoffrecycling eingesetzt wurden.
Das Ergebnis überzeugte selbst skeptische Experten. Der gewonnene glasfaserverstärkte Kunststoff erfüllte die gleichen hohen Qualitätsanforderungen wie Neumaterial. Damit war er ohne Anpassungen bereit für die Verarbeitung auf den bestehenden Produktionslinien für Bosch-Gehäusekomponenten.
„Das Rezyklat, das wir hergestellt haben, hat die gleichen qualitativen Eigenschaften wie die Neuware, die bei Bosch Power Tools eingesetzt wird und kann für die gleichen anspruchsvollen Produkte eingesetzt werden.“
Kai Zies,
MKV GMBH
Für die einzigartige Tool-Datenbank wurde eine spezialisierte IT- und Analyse-Infrastruktur eingerichtet und mehr als eine halbe Million Datenpunkte in den drei Bereichen Produktanalyse, Verarbeitungsversuche und Materialprüfungen erfasst. Jedes der Geräte wurde vollständig demontiert und nach 35 Kriterien wie Werkzeugtyp, Marke, Demontagezeit, Röntgenfluoreszenz-Ergebnissen, Gehäusematerial und -gewicht untersucht. So ließ sich datenbasiert sicherstellen, dass nur technisch geeignete und rechtlich zugelassene Kunststoffe und darin enthaltene Additive in die weiteren Aufbereitungsschritte gelangten. So entstand eine wertvolle Basis, um die Wirtschaftlichkeit zu bewerten und nicht geeignete Materialien frühzeitig zu erkennen.
„Die Datenbank war für uns der Schlüssel zum Erfolg. Aus den Daten lässt sich so viel ablesen und ableiten, dass wir damit den Weg für die Umsetzung der Closed-Loop Sonderedition ebnen konnten.”
Im Testing wurden Handsortierung und automatische Selektion gegenübergestellt – jeweils für die typischen Farben von Bosch Power Tools - grün für Heimwerker-Geräte und blau für Geräte für Profis aus Industrie und Handwerk. Anschließend erfolgten umfangreiche Verarbeitungsversuche: verschiedene Recyclingtechnologien wurden sowohl im Labor als auch im industriellen Maßstab getestet. Daraus gingen vier Testchargen hervor, die in den Materialqualitätsprüfungen auf mechanische, rheologische und farbliche Kennzahlen sowie potenziell kritische Substanzen geprüft wurden – zur Sicherung höchster Material- und Produktsicherheit.
„Ehrlich gesagt waren meine Erwartungen an das gelieferte Material nicht besonders hoch: Ich hatte eine solide Basismischung erwartet, mit der wir nach gründlicher Aufbereitung arbeiten können. Tatsächlich konnten wir das Material ohne Additive oder zusätzliche Glasfasern direkt verarbeiten.“
Von der Studie zur Realität: Die Schlagbohrmaschine als Proof of Concept
„Wenn aus einem Proof of Concept direkt eine Sonderedition wird, ist das eine tolle Chance: Neben der technischen Machbarkeit lassen sich gleich auch die Kundenakzeptanz und Rückmeldungen des Marktes evaluieren.“
Die Machbarkeitsstudie zeigte eindrucksvoll, dass sich ausgediente Elektrowerkzeuge in hochwertige Gehäusematerialien in Bosch-Qualität verwandeln lassen. Doch der entscheidende Beweis unter realen Produktionsbedingungen stand noch aus. Deshalb entschied sich Bosch Power Tools, mit der UniversalImpact 800 Closed-Loop Edition den ersten geschlossenen Materialkreislauf von Werkzeug zu Werkzeug zu demonstrieren – einem in vielen Haushalten verbreiteten Gerät mit hohem PA6-Anteil im Gehäuse.
Als Leuchtturmprojekt sollte die Sonderedition zeigen, dass der Einsatz von Rezyklat unter Serienanforderungen machbar ist und zugleich Aufschluss über Marktfähigkeit und Kundenreaktionen geben.
Um ausreichend Material für die Sonderedition zu gewinnen, wurden mehrere tausend bunt gemischte Altgeräte gesammelt und vorsortiert. Diese großen Mengen waren notwendig, da höchste Qualitätsanforderungen eine besonders sorgfältige Auswahl erforderlich machten. Am Ende blieben jene ausgediente Elektrowerkzeuge übrig, die alle drei Auswahlkriterien erfüllten: grünes Gehäuse, glasfaserverstärktes PA6-Material und frei von unerwünschten Additiven.
Exploration: Die Suche nach verlässlichen Altkunststoff-Quellen, etwa bei zertifizierten Erstbehandlern oder spezialisierte Recyclingfirmen weitergegeben.
Beschaffung: Organisation zehntausender ausrangierter Elektrowerkzeuge über das Partnernetzwerk von HolyPoly.
Sortierung: Nicht jedes grüne Kunststoffgehäuse ist für die Bosch-Qualität gut genug: Nur wenn der Materialmix stimmt und keine unerwünschten Stoffe enthalten sind, darf es in die nächste Runde.
Nach der Gerätedemontage und dem Recycling der übrigen Komponenten konnte wertvolles PA6-GF-Material zurückgewonnen werden. Durch Schreddern, Nachsortieren und Reinigen entstand daraus ein feines Mahlgut – die Basis für das Compounding zum Endmaterial.
Analyse: Die einzigartige HolyPoly-Datenbank stellt sicher, dass kein Altmaterial zum Risiko wird, denn sie gibt Aufschluss über den Materialmix oder unerwünschte Zusätze einzelner einzelner Gerätegruppen oder Herstellungsjahre.
Demontage: Die Kunststoffgehäuse werden vom Motor und weiteren Bestandteilen getrennt. Externe Partner recyclen die Metallfraktionen, während die nutzbaren Kunststoffteile für die weitere Verarbeitung vorbereitet werden.
Zerkleinerung: Im Shredder beginnt die maschinelle Recyclingphase, die sich schon heute in industrielle Prozesse integrieren lässt. Dabei entstehen die Flakes - ein erstes Vormaterial, das nach dem Zerkleinern von Metallresten befreit wird.
Aufbereitung: Auf die letzte maschinelle Farbsortierung folgt eine gründliche Mehrfach-Reinigung und Trocknung, bis das Material bereit für die Mühle ist, die es zu einem gleichmäßigen Granulat mit klar definierter Korngröße mahlt.
Compounding: In diesem Prozessschritt beim HolyPoly-Partner MKV werden alle Chargen des Granulats miteinander vermischt, damit ein homogenes Rezyklat entsteht. Dieses wird dann compoundiert – also aufgeschmolzen – und damit für die Produktion bei Bosch vorbereitet.
In den Produktionshallen von Bosch Power Tools und seinen Partnern wurden aus dem Rezyklat Gehäusekomponenten für die Sonderedition der Schlagbohrmaschinen vom Typ UniversalImpact 800.
Kommissionierung
Montage
Spritzguss
Das Resultat: Werkzeug-zu-Werkzeug funktioniert in Serie
Es ist geschafft: Ein geschlossener Kreislauf für Elektrowerkzeuge im Industrie-Maßstab ist nicht nur denkbar, sondern auch machbar. Mit der Schlagbohrmaschine UniversalImpact 800 ist zudem ein Werkzeug-Klassiker zum Closed-Loop-Botschafter geworden, zu einem handfesten Statement für die Kreislaufwirtschaft.
„Ich kenne kein Projekt oder kein Produkt, bei dem Kreislaufwirtschaft so konsequent umgesetzt wurde in einem Feld, das bisher noch nie in dem Zusammenhang betrachtet wurde – und dann am Ende ein Produkt zu haben, das funktioniert, das sehr gut funktioniert. Das erzeugt natürlich einen gewissen Stolz.“
Die Umsetzung der Sonderedition lieferte wertvolle Kennzahlen und beantwortete Fragen wie: Wie lange dauert die Sammlung relevanter Mengen? Welche Quote an nutzbarem Material ist realistisch? Welche Auswirkungen haben zusätzliche Prozessschritte – etwa der Einsatz von Masterbatch – auf Timing und Planung?
Da Projekte mit Neumaterialien üblicherweise ohne diese Fragen auskommen und streng nach Zeitplan ablaufen, wird der Einsatz von Rezyklaten häufig als Risiko empfunden. Die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse schaffen eine faktenbasierte Grundlage im Umgang mit bestehenden Unsicherheiten und machen zukünftige Zeitpläne sowie Projektkalkulationen deutlich belastbarer – auch wenn der Weg bis zum serienmäßigen Einsatz noch bevorsteht.
Impact: Hoher Rezyklatanteil
Das TÜV-Zertifikat weist bei dem Gerät einer Rezyklatquote von 78% aller Kunststoffteile aller von außen sichtbaren Komponenten des Hauptprodukts ohne Kabel und Zubehör aus. Die grünen Kunststoffteile bestehen zu 100 Prozent aus Closed-Loop-Rezyklat, die schwarzen aus 99 Prozent, die um das farbgebende Masterbatch (1%) ergänzt wurde. Die nicht kreislaufgeführten 22 % entfallen auf Komponenten wie Schalter, Bohrfutter und Softgrip, da diese aus anderen Kunststoffarten bestehen oder anders gefärbt waren.
Außer dem Rezyklatgehalt bestätigte der Audit durch den TÜV, dass HolyPoly mit einem ausschließlich mechanischen Recyclingprozess gearbeitet und keinerlei chemischen Zusätze verwendet hat.
Von der Ausnahme zum Industriestandard
Mit dem Projekt hat Bosch Power Tools einen transformativen Prozess angestoßen, der das Potenzial einer zirkulären Materialnutzung für technisch anspruchsvolle Produkte aufzeigt. Es ist ein klares Statement für die Machbarkeit eines echten Closed-Loops für Elektrowerkzeuge – und hat bereits wertvolle Erkenntnisse über die Bosch-Qualifizierungsprozesse sowie über den Aufbau komplexer Lieferketten ermöglicht.
Um den „Werkzeug-zu-Werkzeug“-Kreislauf im großen Maßstab wirtschaftlich zu machen, planen HolyPoly und MKV, die Entwicklung aktiv voranzutreiben und industrielle Ansätze der Materialaufbereitung zu erproben. Dabei sollen automatisierte Sortierverfahren weiterentwickelt und skaliert werden, um unerwünschte Stoffe bis auf Flake-Ebene – also die Ebene einzelner zerkleinerter Kunststoffstücke – noch effizienter zu extrahieren.
V.l.n.r.: Felix Schulz, Victor Jibrin, Thomas Hampel, Pascal Haaf, Anne Purper, Kai Zies, Heiner Lukas, Fridolin Pflüger
Laura Cordes
ist Project Owner Bosch Power Tools #Powermining und beantwortet dir gern alle Fragen zum Projekt