Unsere Strategie in der Legierungsentwicklung berücksichtigt nicht nur technologische, sondern auch ökonomische und ökologische Kriterien. Wir vermeiden die Verwendung von im Abbau und/oder in der Beschaffung kritischer Elemente wie beispielsweise Metalle von Seltenen Erden. Neue Fertigungstechnologien verringern die Verschwendung von Rohstoffen. Zudem erforschen wir neue, emissionsfreie Methoden zur Gewinnung von Metallen aus pulverförmigen oxydischen Erzen.

Durch den Einbezug des gesamten Materialkreislaufs vom Rohstoff über Pulver- und Bauteilerzeugung bis zur Wiederverwertung werden viele Business Cases ermöglicht, sodass unsere Hochleistungslegierungen in Luftfahrt, Energietechnik und Motorsport Anwendung finden.


Nachhaltigkeit im 3D-Druck

Additiven Fertigungstechnologien liegen einige Vorteile in Sachen Nachhaltigkeit zugrunde. Der offensichtlichste ist die Vermeidung von Abfall während der Herstellung, im Kontrast zu subtraktiven Methoden. Ein weiterer Unterschied zu konventionellen Technologien ist der ausgesprochene Ungleichgewichtszustand des Materials nach der Pulverherstellung sowie nach Verarbeitung beispielsweise mit Selective Laser Melting (SLM). Dies erlaubt es, auch Elemente zu verarbeiten, welche sich in Sekundär-(Recycling-) Legierungen ansammeln und nur bis zu einer gewissen Grenze tolerierbar sind. Die direkte Nachhaltigkeit von Metallen verbessern wir durch Erforschung emissionsfreier Gewinnungsprozesse. Zusammen mit massgeschneiderten Legierungen für leichtgewichtige Konstruktionen wenden wir ein breites Spektrum für eine nachhaltige Materialwahl im Bereich AM an.

Emissionsfreier Reduktionsprozess zur Gewinnung von Metallpulver, für die Verwendung in AM. Quelle: Airbus (Projektpartner)

Recyclinglegierungen für den 3D-Druck

Recyclinglegierungen werden im Bereich AM noch nicht verwendet. Allerdings ist das ökologische Hauptargument für die Verwendung von Leichtmetallen deren ausgezeichnete Energiebilanz bei der Wiederverwendung. In Zukunft werden viele konventionelle Anwendungen dieser Sekundärlegierungen entfallen, als Beispiel seien hier Druckguss-Motorblöcke genannt. Wir forschen an der Entwicklung von Recycling-freundlichen Legierungen und dem Einsatz von Sekundärlegierungen im Bereich neuer Fertigungstechnologien.

Hohes Niveau an tolerierbaren Verunreinigungen in einer Al-Mn Legierung. Quelle: Raabe D., et al. Nature (2019)