미국 연구소, 알루미늄 재활용 혁신 주장

워싱턴 주 리치랜드에 있는 에너지부(DOE) 태평양 북서부 국립 연구소는 캐나다에 본사를 둔 자동차 부품 제조업체인 Magna International과 협력하여 알루미늄 스크랩을 수집하고 "기술을 사용하여 새로운 자동차 부품으로 직접 변환할 수 있는 새로운 제조 공정에 대해 협력했습니다"라고 밝혔습니다. 자동차 산업, 특히 전기자동차(EV)를 위해 개발되고 있는 혁신적인 프로세스입니다.”

특허받은 ShAPE(전단 보조 가공 및 압출) 프로세스는 자동차 및 공급업체 공장에서 공장에서 생성된 스크랩 트리밍을 수집하여 이를 새로운 자동차 부품에 적합한 재료로 직접 변환한다고 DOE는 말합니다. 이제 이 기술은 EV용 경량 알루미늄 부품을 만들기 위해 확장되고 있습니다.

DOE에 따르면 이 공정을 통해 “새 부품에 사용하기 전에 새로 채굴된 알루미늄을 재료에 첨가할 필요가 없습니다. 알루미늄 재활용 비용을 줄임으로써 제조업체는 알루미늄 부품의 전체 비용을 줄여 강철을 더 잘 대체할 수 있습니다.”

프로젝트 수석 연구원인 Scott Whalen은 "우리는 ShAPE 공정으로 형성된 알루미늄 부품이 강도와 에너지 흡수에 대한 자동차 산업 표준을 충족한다는 것을 보여주었습니다. 핵심은 ShAPE 공정이 에너지를 사용하지 않고도 스크랩의 금속 불순물을 분해한다는 것입니다."라고 말했습니다. -집약적인 열처리 단계. 이것만으로도 상당한 시간이 절약되고 새로운 효율성이 도입됩니다.”

새로운 보고서와 그에 따른 연구는 Magna와의 4년 파트너십의 일부라고 DOE는 말합니다.

Magna의 재료 과학 관리자인 Massimo DiCiano는 "지속 가능성은 제조 공정부터 사용하는 재료에 이르기까지 Magna에서 수행하는 모든 작업의 ​​최전선에 있습니다."라고 말합니다. "ShAPE 프로세스는 우리가 고객을 위해 지속 가능한 새로운 솔루션을 어떻게 발전시키고 창출하려고 하는지 보여주는 훌륭한 증거입니다."

DOE는 자동차 산업이 현재 대부분의 알루미늄을 재활용하고 있지만 불순물을 희석하기 위해 재사용하기 전에 새로 채굴된 1차 알루미늄을 첨가할 수도 있다고 밝혔습니다.

부서에 따르면 금속 제조업체는 대부분 화씨 1,000도 이상의 온도에서 재료를 녹여 만든 알루미늄 빌렛을 만듭니다. 용융 공장 단계에서는 원금속에 있는 실리콘, 마그네슘, 철과 같은 불순물 덩어리를 용해하고 균질화라는 공정을 통해 빌렛에 균일하게 분포시킵니다.

이와 대조적으로 ShAPE 공정은 "동일한 균질화 단계를 1초 이내에 완료한 다음 예열 단계 없이 몇 분 만에 고체 알루미늄을 완제품으로 변환합니다."

“Magna의 파트너들과 함께 우리는 ShAPE 프로세스의 발전에서 중요한 이정표에 도달했습니다.”라고 Whalen은 말합니다. "우리는 강도와 연성에 대한 품질 기준을 모두 충족하는 정사각형, 사다리꼴 및 다중 셀 부품을 만들어 다양성을 보여주었습니다."

실험을 위해 연구팀은 건축용 알루미늄으로도 알려진 6063 알루미늄 합금을 사용하여 작업했습니다. 이 합금은 엔진 크래들, 범퍼 어셈블리, 프레임 레일 및 외부 트림을 포함한 다양한 자동차 부품에도 사용됩니다.

현재 DOE 연구팀은 EV용 배터리 인클로저에 일반적으로 사용되는 고강도 알루미늄 합금을 조사하고 있습니다.

“우리는 현재 2차 알루미늄 스크랩에 대한 완전히 새로운 시장을 창출할 수 있는 소비 후 [스크랩] 스트림을 포함시키기 위해 노력하고 있습니다.”라고 Whalen은 덧붙입니다.

Whalen 외에도 DOE 연구팀에는 Nicole Overman, Brandon Scott Taysom, Reza-E-Rabby, Mark Bowden 및 Timothy Skszek이 포함되었습니다. DiCiano 외에도 Magna 기여자에는 Vanni Garbin, Michael Miranda, Thomas Richter, Cangji Shi 및 Jay Mellis가 포함되었습니다.