US-Labor behauptet Innovation beim Aluminiumrecycling

Das Pacific Northwest National Laboratory des Energieministeriums (DOE) in Richland, Washington, sagt, es habe mit dem in Kanada ansässigen Automobilkomponentenhersteller Magna International an einem neuen Herstellungsverfahren zusammengearbeitet, mit dem Aluminiumschrott gesammelt und „direkt in neue Fahrzeugteile umgewandelt werden kann“. ein innovatives Verfahren, das von der Automobilindustrie entwickelt wird, insbesondere für Elektrofahrzeuge [EVs].“

Das patentierte Shear Assisted Processing and Extrusion (ShAPE)-Verfahren sammelt fabrikmäßig erzeugte Abfallreste aus Automobil- und Zulieferwerken und wandelt sie direkt in geeignetes Material für neue Fahrzeugteile um, so das DOE. Die Technologie wird nun skaliert, um leichte Aluminiumteile für Elektrofahrzeuge herzustellen.

Das Verfahren, so das DOE, „eliminiert die Notwendigkeit, dem Material neu gewonnenes Aluminium hinzuzufügen, bevor es für neue Teile verwendet wird.“ Durch die Reduzierung der Kosten für das Recycling von Aluminium können Hersteller möglicherweise die Gesamtkosten für Aluminiumkomponenten senken und sie so besser in die Lage versetzen, Stahl zu ersetzen.“

„Wir haben gezeigt, dass mit dem ShAPE-Prozess geformte Aluminiumteile den Standards der Automobilindustrie hinsichtlich Festigkeit und Energieabsorption entsprechen“, sagt Scott Whalen, leitender Forscher des Projekts. „Der Schlüssel liegt darin, dass der ShAPE-Prozess Metallverunreinigungen im Schrott aufbricht, ohne dass Energie benötigt wird.“ -intensiver Wärmebehandlungsschritt. Dies allein spart erheblich Zeit und führt zu neuen Effizienzsteigerungen.“

Ein neuer Bericht und die dazugehörige Forschung sind Teil einer vierjährigen Partnerschaft mit Magna, so das Energieministerium.

„Nachhaltigkeit steht bei allem, was wir bei Magna tun, an erster Stelle, von unseren Herstellungsprozessen bis hin zu den Materialien, die wir verwenden“, sagt Massimo DiCiano, Manager für Materialwissenschaften bei Magna. „Der ShAPE-Prozess ist ein großartiger Beweis dafür, wie wir uns weiterentwickeln und neue nachhaltige Lösungen für unsere Kunden schaffen wollen.“

Das Energieministerium gibt an, dass die Automobilindustrie derzeit zwar den Großteil ihres Aluminiums recycelt, diesem aber auch neu abgebautes Primäraluminium hinzufügen kann, bevor es zur Verdünnung von Verunreinigungen wiederverwendet wird.

Nach Angaben der Abteilung stellen Metallhersteller am häufigsten Aluminiumbarren her, die aus schmelzenden Bestandteilen bei Temperaturen von mehr als 1.000 °F hergestellt werden. Der Schmelzwerkschritt löst Ansammlungen von Verunreinigungen wie Silizium, Magnesium oder Eisen im Rohmetall und verteilt sie durch einen Prozess, der als Homogenisierung bezeichnet wird, gleichmäßig im Barren.

Im Gegensatz dazu führt das ShAPE-Verfahren „den gleichen Homogenisierungsschritt in weniger als einer Sekunde durch [und] wandelt dann das feste Aluminium in wenigen Minuten in ein fertiges Produkt um, ohne dass ein Vorheizschritt erforderlich ist.“

„Mit unseren Partnern bei Magna haben wir einen entscheidenden Meilenstein in der Entwicklung des ShAPE-Prozesses erreicht“, sagt Whalen. „Wir haben seine Vielseitigkeit unter Beweis gestellt, indem wir quadratische, trapezförmige und mehrzellige Teile hergestellt haben, die alle Qualitätsmaßstäbe für Festigkeit und Duktilität erfüllen.“

Für seine Experimente arbeitete das Forschungsteam mit der Aluminiumlegierung 6063, auch Architekturaluminium genannt. Diese Legierung wird auch für eine Vielzahl von Automobilkomponenten verwendet, darunter Motorhalterungen, Stoßfängerbaugruppen, Rahmenträger und Außenverkleidungen.

Das DOE-Forschungsteam untersucht nun noch höherfeste Aluminiumlegierungen, die typischerweise in Batteriegehäusen für Elektrofahrzeuge verwendet werden.

„Wir arbeiten derzeit an der Einbeziehung von Post-Consumer-Schrottströmen, wodurch ein völlig neuer Markt für Sekundäraluminiumschrott entstehen könnte“, fügt Whalen hinzu.

Zum DOE-Forschungsteam gehörten neben Whalen auch Nicole Overman, Brandon Scott Taysom, Reza-E-Rabby, Mark Bowden und Timothy Skszek. Zu den Magna-Mitwirkenden gehörten neben DiCiano auch Vanni Garbin, Michael Miranda, Thomas Richter, Cangji Shi und Jay Mellis.