米国の研究所がアルミニウムリサイクルの革新を主張

ワシントン州リッチランドにあるエネルギー省（DOE）パシフィック・ノースウェスト国立研究所は、カナダに本拠を置く自動車部品メーカー、マグナ・インターナショナルと協力して、アルミニウムスクラップを収集し、「アルミニウムを使用して新しい自動車部品に直接変換できる新しい製造プロセスに取り組んできた」と発表した。自動車業界、特に電気自動車（EV）向けに開発されている革新的なプロセスです。」

DOEによると、特許取得済みのせん断支援加工および押出（ShAPE）プロセスは、自動車工場やサプライヤー工場から工場で発生するスクラップトリミングを収集し、それを新しい自動車部品に適した材料に直接変換するという。 この技術は現在、EV用の軽量アルミニウム部品の製造に拡張されています。

DOE によると、このプロセスにより、「新しい部品に使用する前に、新たに採掘されたアルミニウムを材料に添加する必要がなくなりました。 アルミニウムのリサイクルコストを削減することで、メーカーはアルミニウム部品の全体的なコストを削減し、鋼鉄の代替をより可能にすることができるかもしれません。」

「ShAPEプロセスで形成されたアルミニウム部品が、強度とエネルギー吸収に関して自動車業界の基準を満たしていることを示しました」と、このプロジェクトの主任研究員であるスコット・ウェーレン氏は述べています。「重要なのは、ShAPEプロセスがエネルギーを必要とせずにスクラップ中の金属不純物を分解することです」 -集中的な熱処理ステップ。 これだけでもかなりの時間が節約され、新たな効率がもたらされます。」

新しい報告書とそれに至る調査はマグナ社との4年間にわたるパートナーシップの一環であるとDOEは述べている。

「持続可能性は、製造プロセスから使用する材料に至るまで、マグナで行うすべてのことの最前線にあります」とマグナの材料科学マネージャー、マッシモ ディシアーノは言います。 「ShAPE プロセスは、当社がどのように進化し、お客様のために新しい持続可能なソリューションを作成しようとしているかを示す優れた証拠です。」

DOEによると、自動車業界は現在、ほとんどのアルミニウムをリサイクルしているが、不純物を希釈するために再利用する前に、新たに採掘された一次アルミニウムを添加することもできるという。

同局によると、金属メーカーはほとんどの場合、成分を1,000°F以上の温度で溶かして作られるアルミニウムビレットを製造している。 溶解工場のステップでは、シリコン、マグネシウム、鉄などの不純物のクラスターを原料金属に溶解し、均質化として知られるプロセスを通じてビレット内にそれらを均一に分散させます。

対照的に、ShAPE プロセスは「同じ均質化ステップを 1 秒未満で完了し、予熱ステップを必要とせずに数分で固体アルミニウムを最終製品に変換します。」

「マグナのパートナーとともに、私たちは ShaPE プロセスの進化における重要なマイルストーンに到達しました」と Whalen 氏は言います。 「私たちは、強度と延性の品質ベンチマークを満たす正方形、台形、マルチセル部品を作成することで、その多用途性を示しました。」

研究チームは実験のために、建築用アルミニウムとしても知られる 6063 アルミニウム合金を使用しました。 この合金は、エンジン クレードル、バンパー アセンブリ、フレーム レール、外装トリムなどのさまざまな自動車部品にも使用されています。

DOEの研究チームは現在、EVのバッテリーケースに通常使用されるさらに高強度のアルミニウム合金を調査している。

「私たちは現在、消費者からの[スクラップ]の流れを含めることに取り組んでいます。これにより、二次アルミニウムスクラップの全く新しい市場が生まれる可能性があります」とホエーレン氏は付け加えた。

Whalen に加えて、DOE 研究チームには、Nicole Overman、Brandon Scott Taysom、Reza-E-Rabby、Mark Bowden、Timothy Skszek が含まれていました。 DiCiano に加えて、Magna の寄稿者には、Vanni Garbin、Michael Miranda、Thomas Richter、Cangji Shi、Jay Mellis が含まれていました。