Алюминиевая пена из стружки и отходов: как замкнуть материальный цикл

Алюминиевая пена сочетает низкую плотность со способностью поглощать энергию и гасить вибрации. Эти свойства позволяют применять ее в автомобилестроении, машиностроении, строительстве и легких энергоэффективных конструкциях. Однако обычно материал производят из порошков алюминиевых сплавов, получение которых остается сложным и дорогостоящим.

Специалисты Института Фраунгофера IWU исследуют альтернативный подход — использование вторичного сырья в порошково-металлургическом производстве алюминиевой пены. В качестве исходного материала они рассматривают чистую стружку одного сплава, производственные отходы и материалы, отслужившие свой срок. После механической переработки их можно возвращать в цикл.

Переработанная стружка вместо первичного порошка

Первичный порошок алюминиевого сплава можно частично или полностью заменить переработанной стружкой. После измельчения и классификации из нее получают порошкообразное сырье, пригодное для изготовления вспениваемых полуфабрикатов. Структура и плотность готовой пены сопоставимы с показателями материала, произведенного традиционным способом.

«Использование производственных отходов непосредственно в рамках материального цикла открывает значительные экологические и экономические возможности», — отмечает д-р инж. Йорг Хольфельд, руководитель группы по производству металлических пен в Институте Фраунгофера IWU.

Вторичный алюминий требует значительно меньше энергии, чем первичный. Поэтому использование отходов способно сократить расход исходных материалов, затраты и выбросы CO₂.

Как вернуть крупные отходы и старые изделия в цикл

Исследователи также работали с более крупными алюминиевыми отходами: фольгой, рулонным материалом и материалом колесных дисков. Сырье последовательно режут, дробят, измельчают и просеивают, получая частицы нужного размера для производства пены.

Отслужившие компоненты из алюминиевой пены также можно возвращать в материальный цикл. Для них команда разработала отдельные подходы к измельчению, сортировке и дальнейшей переработке с учетом особенностей материала.

Переработка без переплавки

Подход Фраунгофера IWU не сводится к переплавке отходов. Институт разрабатывает методы твердотельной переработки, при которых сохраняется значительная часть исходной структуры материала. Это позволяет дополнительно снижать энергозатраты и уменьшать потери сырья.

Фото: Института Фраунгофера IWU