Einfluss der Oberflächenchemie von Al-Spänen auf einen reibungsinduzierten Recyclingprozesses zur Herstellung von Al-Drähten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Guido Grundmeier; Professor Dr.-Ing. Werner Homberg
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 500288680

Das zentrale Ziel des Vorhabens ist die Erforschung der Wechselwirkungen zwischen einer speziellen chemischen Vorbehandlung und dem reibungsinduzierten Recyclingprozess (RIR) bzw. der Qualität der damit erzeugten Aluminiumhalbzeuge (Draht). Der RIR basiert auf dem Conformverfahren und eröffnet aufgrund seines quasistationären Charakters und der spezifischen Werkzeuganordnung ideale Bedingungen für kombinierte und sich gegenseitig ergänzende chemische und technologische Untersuchungen im o.a. Kontext. Aus umformtechnischer gilt es hierzu das Ausgangsmaterial (insbesondere Aluminiumspäne) und dessen Veränderung im Extrusionskanal zu charakterisieren und modellhaft zu beschreiben. Ablauf und Ergebnis des RIR werden nachhaltig von der Oberflächenausbildung des Ausgangsstoffes bestimmt. Aus chemischer Sicht gilt es daher die Korrelation der Oxidstruktur und Adsorbate mit den sich ausbildenden inneren Grenzflächen der Aluminiumlegierung zu bestimmen sowie einen grenzflächenchemischen Prozess zur gezielten Vorbehandlung der Späne in den Recyclingprozess einzubinden. Zur Umsetzung des Gesamtziels wird das Vorhaben in einzelne Teilziele eingeteilt: • Detaillierte technologische Untersuchung der Vorgänge im Extrusionskanal bzw. insbesondere in der Spankompaktierungszone einschließlich einer geeigneten Modellierung in Abhängigkeit u.a. von Art, Größe und Oberflächenausbildung des Ausgangsmaterials (Aluminiumspäne). • Monomolekulare Funktionalisierung bei gleichzeitiger Kontrolle der Oxidschichtdicke der Aluminiumspäne • Modellbildung zum Einfluss der Oberflächenchemie der Späne auf die Zusammensetzung der Pressschweißzonen in der generierten Legierung • Konzeption, Auslegung und Aufbau eines integrierten Versuchsstandes für den RIR von chemisch vorkonditionierten und rückstands- und oxidfreien Spänen • Nachweis der Funktion des integrierten Versuchsstandes und detaillierte Charakterisierung der Halbzeugeigenschaften bzw. der Einflüsse und Wechselwirkungen mit den chemischen und umformtechnischen Einflussparametern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen