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Die faire Zerspanung Forscher wollen Wolfram und Kobalt schonen

Quelle: TU Kaiserlsautern-Landau 2 min Lesedauer

Kobalt und Wolfram sind für die Batterieherstellung oder Zerspanungswerkzeuge wichtige Elemente. Für Letztere hat man mehrere nachhaltige Ideen ...

In diesem Stück Erz steckt das Element Kobalt. Doch der Abbau von Kobalt und auch Wolfram findet nicht immer menschenwürdig oder umweltschonend statt. Deshalb wollen Forscher den nachhaltigeren Umgang damit erreichen. Das soll auch mit 3-Druck klappen ... (Bild: Erzfreund)
In diesem Stück Erz steckt das Element Kobalt. Doch der Abbau von Kobalt und auch Wolfram findet nicht immer menschenwürdig oder umweltschonend statt. Deshalb wollen Forscher den nachhaltigeren Umgang damit erreichen. Das soll auch mit 3-Druck klappen ...
(Bild: Erzfreund)

Gefördert werden Kobalt und Wolfram, wie Forscher der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) berichten, aber oft unter fragwürdigen Arbeits- und Umweltbedingungen. Ein Forschungsvorhaben an der RPTU wird sich nun aber damit befassen, diese kritischen Rohstoffe in Zerspanungswerkzeugen, wie Fräsern, Bohrer oder Drehwerkzeugen zu reduzieren, zu ersetzen oder das Material per Wertstoffkreislauf zu recyceln. Die Carl-Zeiss-Stiftung fördert die Arbeiten jetzt für sechs Jahre mit rund 4,9 Millionen Euro. Bei den Arbeiten kommen unter anderem Simulationen und Verfahren der Materialanalyse zum Einsatz. Das Forschungsprojekt heißt übrigens „FairTools“.

Mit 3D-Druck oder neuartigen Hochleistungsstählen zum Ziel

In einem weiteren Teilprojekt arbeiten die Forscher daran, den Anteil von Wolfram und Kobalt in den Werkzeugen zu minimieren. Dazu setzt man auf den 3D-Druck, also die additive Fertigung. Durch diesen Prozess habe man die Möglichkeit, die Werkzeuge anders herzustellen als bei derzeit üblichen Verfahren. Wolfram und Kobalt können dabei nur gezielt an Stellen eingesetzt werden, bei denen es für die Funktion notwendig ist, wie die Forscher erklären. Beispielsweise kann der Schafft des Werkzeugs aus Stahl bestehen und nur an der Spitze, die das Werkstück bearbeitet, sind die Elemente vorhanden.

Außerdem zielt das Projekt darauf ab, das Hartmetall in den Werkzeugen vollständig durch andere Materialien zu ersetzen. Denn es gibt inzwischen neue Hochleistungsstähle, die mit ähnlichen Eigenschaften haben wie die üblichen Hartmetalle. Das heißt, auch sie sind langlebig und temperaturbeständig. Welches Material sich dazu in welcher Weise genau eignet, wird das Team aber noch untersuchen. Mitbeteiligt sind auch noch Kollegen vom Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik (IFOS).

Recyceltes Kobalt und Wolfram dürfen nicht minderwertig sein

Die Basis dieser Metallgruppe bilden Wolfram in Form von Wolframkarbid und Kobalt. Sie sind verschleißbeständig und halten hohe Temperaturen aus, wie die involvierten Forscher anmerken. In rund 80 Prozent dieser Werkzeuge seien die beiden chemischen Elemente enthalten. Aber der Abbau erfolgt, wie gesagt, unter sehr fragwürdigen sozialen und gesundheitlichen Bedingungen. Hinzu kommt die Umweltzerstörung im Umfeld der Minen. ;Deshalb möchten man die Metalle ersetzen oder den Einsatz deutlich reduzieren. Wo dies aus technischen Gründen nicht möglich ist, will man die Metalle recyclen und einen geschlossenen Wertstoffkreislauf entwickeln. Das Ziel ist es, die mechanischen Eigenschaften und damit die Langlebigkeit der Werkzeuge nicht zu beeinträchtigen. Das recycelte Material sollte also dieselbe Qualität haben, wie die primären Rohstoffe.

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