Verantwortungsvolles Aluminium: Die Vorteile von Recycling in der additiven Fertigung

AUGUST 21, 2024 | Lesezeit: 10 min

Die additive Fertigung (AM) gewinnt in zahlreichen Branchen rasch an Bedeutung. In dem Maße, in dem AM zunimmt, steigt auch die Bedeutung einer verantwortungsvollen Fertigung exponentiell an.

Wir bei EOS bemühen uns, den 3D-Druck so nachhaltig wie möglich zu gestalten. Deshalb haben wir eine Reihe von verantwortungsvollen Produkten entwickelt - das neueste ist EOS Aluminium AlSi10Mg. Als recycelte Rohstofflösung kann diese neue Formulierung Unternehmen dabei helfen, ihre Klimaziele zu erreichen und eine sicherere, sauberere AM-Industrie zu fördern.  

Die Kraft des Aluminiumrecyclings

Die leichten und gleichzeitig starken Eigenschaften von Aluminium machen es zu einem unverzichtbaren Metall für viele Anwendungen. In der Vergangenheit hatte es jedoch erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt, die schätzungsweise 2 % der gesamten Treibhausgasemissionen der Welt ausmachen.

Die Primärproduktion - die Herstellung von neuem oder "ungebrauchtem" Aluminium - ist ein kohlenstoffintensives Unterfangen. Nach der Gewinnung des Metalls aus Bauxiterz muss es nach dem Bayer-Verfahren zu Aluminiumoxid (oder Tonerde) raffiniert werden. Im nächsten Schritt wird Tonerde durch Elektrolyse zu metallischem Aluminium geschmolzen. Dies ist für AM-Anwendungen unerlässlich, da es Verunreinigungen entfernt und die Herstellung von für den 3D-Druck geeigneten Pulvern erleichtert. 

Letztlich ist allein dieser entscheidende Schritt für bis zu einem Drittel des Kohlenstoff-Fußabdrucks der Industrie verantwortlich. Und da die Nachfrage bis 2050 voraussichtlich um bis zu 80 % steigen wird, ist es einfach nicht nachhaltig, sich auf Primäraluminium zu verlassen. 

Vorteile von Sekundäraluminium

Zum Glück ist sekundäres (oder recyceltes) Aluminium eine viel sicherere Alternative. Wie alle Metalle besteht auch Aluminium aus Atomen, die in einer kristallinen Struktur miteinander verbunden sind. Dadurch lässt es sich leicht schmelzen und in einen festen Zustand überführen, ohne dass sich seine grundlegenden Eigenschaften ändern. Daher kann man Aluminium theoretisch unendlich oft recyceln.

Außerdem ist das Sekundärmetall 95 % energieeffizienter als sein primäres Gegenstück. Mit anderen Worten: Es werden nur 5 % der Energie benötigt, die zur Herstellung von neuem Aluminium erforderlich ist. Diese Einsparungen bringen erhebliche Vorteile mit sich - sowohl für die Umwelt als auch für Ihr Unternehmen:

• Verringert den Energieverbrauch: Die Einführung des Aluminiumrecyclings hat den Kohlenstoff-Fußabdruck auf der ganzen Welt erheblich verringert. In Nordamerika ist die Kohlenstoffintensität von Primäraluminium seit 1991 um 49 % gesunken. Außerdem hat die Branche ihren Energieverbrauch seit 1998 um 55 % gesenkt. 
• Senkt die Produktionskosten: Energieeinsparungen führen zu Kosteneinsparungen und helfen den Unternehmen, ihre Gesamtleistung zu verbessern. Darüber hinaus bieten viele Regierungen Anreize für die Verwendung von recycelten Materialien, einschließlich Steuererleichterungen, Zuschüsse und Subventionen, die die Gesamtproduktionskosten für Hersteller senken können.
• Trägt zur Kreislaufwirtschaft bei: Durch die Verwendung von recyceltem Aluminium wird sichergestellt, dass die Materialien kontinuierlich in den Produktionskreislauf zurückgeführt werden, wodurch die Abfallmenge minimiert und der Bedarf an Rohstoffen verringert wird. Tatsächlich werden fast 75 % des jemals produzierten Aluminiums auch heute noch verwendet.

Wie EOS eine verantwortungsvolle Produktion vorantreibt

Wir bei EOS möchten Unternehmen dabei helfen, ihren CO2-Fußabdruck durch nachhaltigen 3D-Druck zu minimieren. In diesem Sinne haben wir eine Reihe von Responsible Products entwickelt, darunter klimaneutrale und kohlenstoffreduzierte Lösungen. Wir sind stolz darauf, dass nun auch EOS Aluminium AlSi10Mg zu dieser Reihe gehört.

Als eines der beliebtesten Metalle in unserem Portfolio ist EOS Aluminium AlSi10Mg für zahllose Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie und in anderen Bereichen unverzichtbar. Diese neue Formulierung enthält mindestens 30 % recyceltes Ausgangsmaterial, was bedeutet, dass fast ein Drittel des Materials aus bereits verwendetem Aluminium gewonnen wurde.

Durch die geringere Abhängigkeit von der Primärextraktion führt dieses Pulver zu einer 25%igen_{CO2e-Reduktion}- eine wesentlich nachhaltigere Option für AM-Anwendungen. Im Rahmen der unabhängigen Ökobilanz des Fraunhofer EMI hat der TÜV Süd diese Ergebnisse nach ISO14040/44-Standards überprüft.

Entscheidend ist, dass AlSi10Mg die gleichen Eigenschaften wie sein Vorgänger aufweist. EOS hat dies durch die Validierung des Materials nach unseren hohen Qualitäts- und Entwicklungsstandards sichergestellt. Alle Eigenschaften und Leistungskennzahlen bleiben für AM gleich und helfen Ihnen, den kostspieligen und zeitaufwändigen Requalifizierungsprozess zu vermeiden.

Nach Angaben des National Institute of Standards and Technology (NIST) kann die vollständige Requalifizierung von AM-Anwendungen Tausende von Tests und mehrere Jahre in Anspruch nehmen, was die Unternehmen letztlich Millionen von Dollar kosten kann. Mit Responsible AlSi10Mg können Sie diese Herausforderungen vermeiden und die Produktion mit dem zusätzlichen Vorteil eines umweltfreundlicheren Aluminiumpulvers fortsetzen.

Verständnis von AlSi10Mg

EOS Aluminium AlSi10Mg eignet sich für eine breite Palette von AM-Anwendungen. Beachten Sie seine Spezifikationen:

• Höchstzugkraft: 460 MPa ist die maximale Spannung, die das Material bei Dehnung oder Zug aushalten kann, bevor es bricht. Eine hohe Zugfestigkeit bedeutet, dass es für anspruchsvolle Anwendungen wie Rumpfrahmen und andere Strukturkomponenten geeignet ist.
• Streckgrenze: Es ist wichtig zu wissen, wie viel Last ein Material aushalten kann, bevor es sich verbiegt oder verzieht. AlSi10Mg hält bis zu 245 MPa stand, d. h. es kehrt in seine ursprüngliche Form zurück, wenn die Spannung bis zu diesem Punkt entfernt wird.
• Bruchdehnung: Dies ist ein Maß dafür, wie sehr sich das Material dehnen kann, bevor es bricht, ausgedrückt in Prozent seiner ursprünglichen Länge. AlSi10Mg hat eine Dehnung von 5 %, d. h. es kann sich um 5 % dehnen, bevor es reißt.
• Gute thermische und elektrische Leitfähigkeit: AlSi10Mg kann Wärme gut übertragen, was für Anwendungen wichtig ist, bei denen eine Wärmeableitung erforderlich ist, wie z. B. bei Zylinderköpfen von Motoren. Es bietet auch die Möglichkeit der Wärmebehandlung, so dass seine Eigenschaften durch kontrollierte Erwärmung und Abkühlung Prozesse.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass AlSi10Mg stark, haltbar und flexibel ist. Diese Eigenschaften machen das Material vielseitig einsetzbar für viele potenzielle Anwendungsfälle in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und anderen kohlenstoffintensiven Industrien, insbesondere angesichts der immer strengeren Umweltstandards und -vorschriften. 

Wir bei EOS wissen, dass die Erfüllung Ihrer Ziele in den Bereichen Umwelt, Soziales und Unternehmensführung (ESG) eine Priorität ist. Wenn Kunden unsere verantwortungsvollen Produkte kaufen, stellen wir ihnen jährliche Zertifikate aus, die belegen, wie viel_CO2esie eingespart haben. TÜV SÜD prüft und bestätigt diese Daten, so dass Sie sie nach Belieben verwenden können. Ob es um die Messung der ESG-Leistung, die Erstellung von Emissionsberichten oder die Sicherung günstiger Kredite geht, diese Zertifikate sind der Beweis für Ihr Engagement für Nachhaltigkeit. 

Unterstützen Sie eine verantwortungsvolle Produktion mit EOS

Machen Sie einen Schritt zur Vermeidung von Treibhausgasemissionen mit EOS Aluminium AlSi10Mg. Möchten Sie mehr erfahren? Entdecken Sie noch heute unser Angebot an verantwortungsvollen Produkten.