【汽车材料网】长期以来，钢制轮毂一直被视为行业标准，直到20世纪90年代，铝材因其轻便和耐腐蚀的特性而占据了主导地位。然而，铝材的生产过程能耗极高，且会产生大量的二氧化碳排放。因此，弗劳恩霍夫IGCV研究所的研究人员希望将生产中再生铝的使用比例提高到至少30%。
将破碎后的轮辋放入熔炉中熔化（图片：弗劳恩霍夫IGCV研究所）
在由德国联邦政府资金资助的“SUPA-Wheel”（铝轮毂可持续生产）项目框架下，弗劳恩霍夫铸造、复合材料与加工技术研究所（IGCV）的研究人员遵循所谓的“从摇篮到摇篮”原则，以探索如何更好地利用再生铝。这一理念代表了可持续设计与可持续生产。其目标在于最大限度地减少废弃物并高效利用资源。在此理念下，产品被设计成在寿命结束时不会作为垃圾被丢弃，而是能够被完全回收利用或生物降解。最终目标是建立闭环循环体系。在实践中，这意味着旧轮毂不会被丢弃，而是重新融入生产流程。
制定再生铝的质量标准
然而，使用再生材料制造铝合金面临着多方面的挑战。“杂质可能会影响轮毂的强度和耐用性。对于涉及安全的关键部件而言，这是绝对不可接受的。因此，精确分析合金中不同元素之间的相互作用至关重要。只有这样，我们才能确保轮毂的性能符合汽车行业的高质量标准，”罗伯特·克莱因汉斯解释道。他在弗劳恩霍夫IGCV加兴分部从事创新铸造工艺和材料的研究工作。
再生材料轮毂的“配方”
因此，开发一种包含不同铝合金及各元素含量变化范围的“矩阵”至关重要。该矩阵有助于研究人员理解合金成分与最终材料性能之间的关联。“通过这种系统化方法，我们可以有针对性地开发既可持续又具备最佳性能的合金，”这位科学家解释道。“这就像制作蛋糕的配方一样。例如，合金中的铜含量越高，其强度就越大。但这也增加了腐蚀的风险。最终，所有‘配料’都必须精确协调。”这一创新方法——研究人员现已为此申请了专利——使得人们能够找到制造轮毂或其他零部件的最佳组合，这些组合在生态和功能方面都令人信服。
降低汽车制造商的成本
这种方法在经济上对汽车制造商也大有裨益。再生铝的生产成本远低于原生铝，因为其能耗仅需约7%。此外，随着促进脱碳的法规日益严格，汽车制造商还能实现成本节约。因此，罗伯特·克莱因汉斯认为，从长远来看，需要加大对现代化分拣和回收技术的投资。只有这样，才能确保再生铝具有更高的纯度和质量。如果要提高再生铝的市场份额，这是必不可少的一步。
