Für eine Keramik heißt das: sieben Schritte: Pulversynthese, Mahlung, Formgebung, Sinterung, Polung, Bauteilintegration und Rückgewinnung. Sie sind heute weitestgehend getrennt dokumentiert — DILEMA-K soll das ändern.
Kulmbach, im Dezember 2025. Eine Piezo-Aktorscheibe für einen Diesel-Common-Rail-Injektor entsteht in einer der präzisesten Prozessketten der Materialtechnik.
Sieben Hauptschritte führen vom Rohstoff zum funktionalen Bauteil — und jeder dieser Schritte hat Dutzende Parameter, die das Endergebnis prägen. Pulversynthese (Ausgangschemikalien, Korngröße, Reinheit). Mahlung (Mediengröße, Dauer, Energieeintrag). Formgebung (Bindergehalt, Druck, Grünkörper-Eigenschaften). Sinterung (Aufheizrate, Spitzentemperatur, Atmosphäre, Haltezeit). Polung (Feldstärke, Temperatur, Dauer). Bauteilintegration (Verbindungstechnik, Belastungsprofil). Und am Ende: Rückgewinnung, wenn das Bauteil seinen Dienst getan hat.
In der Praxis sind diese sieben Schritte heute meist in unterschiedlichen Unternehmen, mit unterschiedlichen Dokumentationssystemen und unterschiedlichen Datenformaten erfasst. Der Pulverhersteller kennt seine Chargenparameter, der Keramikhersteller kennt seine Sinterprofile, der Anwender kennt seine Betriebsdaten — aber keiner dieser Datensätze redet mit dem anderen. Das Wissen, das aus einer durchgängigen Datenkette entstehen würde, verteilt sich auf Aktenordner, ERP-Systeme und Excel-Tabellen, die nie zusammengeführt werden.
Genau hier setzt DILEMA-K an. Im Verbundprojekt arbeitet numberland mit vier Keramikherstellern, vier IT-Partnern und drei Forschungseinrichtungen daran, diese sieben Schritte erstmals in einer durchgängig digitalen Kette abzubilden — als Wissensgraph, in dem jede Probe ihre vollständige Vergangenheit mitführt. Die OCO als Datenmodell dahinter beschreibt jeden Prozessschritt mit standardisierten Parametern, jede Messung mit standardisierter Methode (CHMO) und Einheit (QUDT), jede Provenance mit W3C-PROV-O.
Was das für die Branche bedeutet: nicht mehr eine vage Suche nach der „goldenen Charge", sondern systematisches Lernen aus jedem Bauteil. Wenn sich aus 1 000 dokumentierten Sintervorgängen ableiten lässt, welche Parameterkombination zu welcher Bauteildichte führt — und welche Betriebsdaten welche Lebensdauer ergeben — wird Materialentwicklung quantitativ, statt erfahrungsbasiert. Und Recycling wird vom Versprechen zur planbaren Wertschöpfungsstufe: wer weiß, was im Bauteil steckt, kann es zurückgewinnen.
„Eine Keramik durchläuft sieben Hauptschritte vom Pulver bis zum Recycling. In jedem Schritt wird Wissen erzeugt, in fast jedem geht es wieder verloren. DILEMA-K ist der Versuch, aus diesen Fragmenten erstmals ein durchgängiges digitales Abbild der Wertschöpfungskette zu synthetisieren. Wenn das gelingt, ist es ein Modell für andere Materialklassen." — Dr. Wolfgang Grond, Inhaber Numberland
Zahlen, Daten, Fakten
- 7 Hauptschritte einer Funktionskeramik-Wertschöpfungskette: Pulversynthese → Mahlung → Formgebung → Sinterung → Polung →
Bauteilintegration → Recycling - DILEMA-K (BMBF-Verbundprojekt seit März 2025): 11 Konsortialpartner decken die gesamte Kette ab
- Standards im Einsatz: PMDco (gemeinsame Sprache), QUDT (Einheiten), CHMO (Messmethoden), PROV-O (Provenance)
- Numberland-OCO als Datenmodell: 5200 Klassen, 44 Module, alle Schritte in eigener Modulhierarchie abgebildet
- Anschluss an MaterialDigital-Aufruf 3: vollständige Wertschöpfungskette inkl. Recycling als Förderkriterium