Entwicklung eines kundenspezifischen und wirtschaftlichen Herstellungsprozesses für recycelte FGL-Erzeugnisse für Industrie und Medizin
Kurzbeschreibung
FGL werden heute aufgrund zu hoher Preise noch verhältnismäßig selten für industrielle Anwendungen eingesetzt, trotz ihrer technischen Vorteile. Die Hauptursache hierfür ist der hohe Materialpreis einhergehend mit ungenutztem Materialverschnitt von bis zu 90% bei der Herstellung von manchen FGL-Erzeugnissen. Das Recycling dieses durch Verschnitt anfallenden Sekundärmaterials ist, bedingt durch die Empfindlichkeit von FGL auf Herstellungsparameter, nicht trivial. Deshalb muss der Herstellungsprozess beginnend bei der Schmelze bis zum FGL-Erzeugnis analysiert und angepasst werden. Niedrige Herstellungskosten werden durch schlanke und robuste Prozesse weiter sichergestellt, welche aus der Analyse des Material- und Informationsflusses entwickelt werden.Das Nutzen dieses Verschnittmaterials durch Recycling schafft neue Verkaufsargumente.
Motivation
In der Medizintechnik ergibt sich bei der Herstellung von Stents derzeit ein Materialverschnitt von bis zu 90%. Bei der Herstellung von Komponenten aus FGL-Blech, selbst bei einer verschnittoptimierten Anordnung der Komponenten fällt ein Materialverschnitt von bis zu 50% an. Durch eine Erhöhung der Ressourceneffizienz im Herstellungsprozess kann der Primärmaterialeinsatz von FGL gesenkt werden und dadurch ein zentraler Kostentreiber minimiert was günstigere Materialpreise zur Folge hat.Die Rückführung des Verschnittmaterials kann die Kundenbindung erhöhen und eröffnet neue Optionen hinsichtlich der Vertriebsstrategie.
Zielsetzung
Ziel sind recycelte FGL-Produkte mit nur geringen Qualitätsunterschiede bei deutlich reduziertem Preis im Vergleich zu den konventionell verfügbaren FG-Legierungen zu entwickeln. Kunden sollen so nur für das Material bezahlen ,was sie tatsächlich verwenden. Zusätzlich soll die derzeitig nicht geklärte Entsorgungs- und Lagerungsthematik von FGL-Verschnittmaterial für Kunden gelöst werden.
Lösungsweg
Beginnend bei der schmelzmetallurgischen Herstellung wird der Einfluss des Sekundärmaterials auf die Materialeigenschaften der Ingots und Halbzeuge untersucht. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf den Anforderungen an die Reinheit der Ausgangsmaterialien. Mit den dabei gewonnenen Erkenntnissen wird der Schmelzprozess optimiert, so dass variable Verunreinigungsgrade kompensiert werden können. Des Weiteren wird der Halbzeugherstellungsprozess einschließlich der Wärmebehandlung untersucht, um der verunreinigungsbedingten Abnahme der Materialqualität durch Zuführen von Sekundärmaterial entgegenzuwirken. Die technisch gewonnenen Erkenntnisse werden dann in Prozessanweisungen und Ablaufpläne überführt damit stabile Prozesse zu gewährleistet werden können. Es werden Maßnahmen für die identifizierten Stellhebel zur Beeinflussung der Produktqualität entwickelt und umgesetzt um die Prozessgüte weiter zu erhöhen.