Stoffkreisläufe sind die Grundlage einer nachhaltigen Wirtschaft - die Natur macht es vor. Weiterverwenden, wiederverwerten und weiterverwerten sind die Leitmotive.
Ersatz Seltener Erden in neuen Werkstoffen
Die Fertigung hochtechnologischer Leichtbaukomponenten mittels additiver Verfahren erfordert höchstfeste Legierungen. Mit dem Projekt A3-4AM entsteht eine neue Generation von Aluminium-Legierungen für die additive Verarbeitung im Pulverbettverfahren (selective laser melting, SLM), ohne kritische Rohmaterialien wie Metalle seltener Erden, und wesentlich günstiger als kommerzielle Alternativen im high-performance Bereich.
Prozessanpassung für Recyclingwerkstoffe
Viele Verpackungen im Food- und Pharma-Bereich werden aus Aluminium-Folien oder aus Al-Schichtverbundwerkstoffen hergestellt. Die Gründe hierzu liegen in der extremen Dünnwandigkeit der Folien, in der guten Umformbarkeit, in der Korrosionsbeständigkeit und dem geringen Gewicht. Bei Einweg-Verpackungsprodukten ist die Frage der Umweltverträglichkeit entscheidend. Ob Aluminium ein nachhaltiger Werkstoff ist, entscheidet sich an der Frage, ob Primär-Aluminium oder recyceltes Aluminium eingesetzt wird, das 95% weniger Energie benötigt. Die Umstellung auf Recycling-Aluminium bedingt eine Anpassung der Fertigungsprozesse.
Werkstoffliches Recycling von Prepreg-Abschnitten
Die Herausforderung beim werkstofflichen Recycling von Duroplast-Prepreg-Abfällen liegt darin, dass die beim Zerkleinern entstehende Wärme das Material klebrig macht. Gemeinsam mit unseren Projektpartnern haben wir kosteneffiziente Recycling-Prozessrouten erarbeitet, die eine Automatisierung der Zerkleinerung der Abfälle zu Schnipseln ermöglichen. Durch direktes Verpressen dieser Schnipsel können neue Halbzeuge oder Komponenten hergestellt werden. Die Machbarkeit des Zerkleinerns der Abfälle zu Schnipseln und deren Verarbeitung zu neuen Bauteilen wurde so nachgewiesen.
Wiederverwendung von Schleifkörnern
Weltweit fallen geschätzte 2'700'000 Tonnen Schleifschlamm an, ein Gemisch aus Schleifgut, Abrasivkörnern und Kühlschmiermittel. Während die Aufbereitung von Spänen bei der Zerspanung mit definierter Schneide, zum Beispiel Fräsen, etabliert ist, wird Schleifschlamm bislang zu Briketts gepresst und endgelagert. Hinzu kommt, dass die meisten Schleifkörner kaum oder gar nicht verschliessen sind und wiederverwendet werden könnten. Es gibt deshalb ein wirtschaftliches und ökologische Potenzial der Aufbereitung und Wiederverwendung von Schleifschlamm. Das Projekt erarbeitet die dafür notwendigen Prozessketten für unterschiedlichste Anwendungen.
Kobaltrückgewinnung aus Li-Ion-Batterien
In den letzten Jahren ist die Zahl von benutzerfreundlichen, kleinen elektronischen Massengeräten mit Li-Ion-Batterien und kurzer Lebensdauer stark angewachsen. Dies ist eine große Herausforderung für die Recyclingindustrie, da das Trennen der Batterien vom restlichen Gerät ein gefährlicher manueller Prozess mit Brandgefahr ist. Aus diesem Grund werden meist nur die wertvollen Edelmetalle durch Pyrolyse zurückgewonnen. Andere kritische Batteriematerialien wie Kobalt gehen im Recyclingprozess verloren. Dieses Projekt erarbeitete eine neue Technik zur mechanischen Zerlegung von kleinen mikroelektronischen Geräten mit Li-Ion-Batterien, die eine bessere Rückgewinnung der enthaltenden Wertstoffe erlaubt.
