26.08.2026
Forschung
Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU untersucht neue Recyclingverfahren für Aluminiumschaum. Produktionsreste, Aluminiumspäne und ausgediente Bauteile sollen als Ausgangsmaterial für neue Schaumstrukturen dienen. Dadurch könnte sich der Bedarf an energieintensiv hergestelltem Aluminiumlegierungspulver reduzieren.
Aluminiumschaum ist ein leichter Strukturwerkstoff mit hoher Energieaufnahme und guten Dämpfungseigenschaften. Er kommt unter anderem im Fahrzeug- und Maschinenbau, im Bauwesen sowie in Leichtbausystemen zum Einsatz. Die konventionelle Herstellung basiert überwiegend auf Aluminiumlegierungspulvern, deren Produktion vergleichsweise aufwendig und kostenintensiv ist.
Aufbereitete Aluminiumspäne ersetzen neues Pulver
Das Fraunhofer IWU untersucht deshalb, wie sich sortenreine Aluminiumspäne, Produktionsreste und Altteile in die pulvermetallurgische Herstellung von Aluminiumschaum zurückführen lassen. Ein Ansatz besteht darin, neues Aluminiumlegierungspulver teilweise oder vollständig durch aufbereitete Späne zu ersetzen.
Durch Mahlen und Klassieren entstehen aus den Spänen pulverförmige Ausgangsstoffe, die sich zu schäumbaren Halbzeugen weiterverarbeiten lassen. Die daraus hergestellten Aluminiumschäume erreichen nach Angaben des Instituts vergleichbare Strukturen und Dichten wie Schäume aus konventionell erzeugtem Pulver.
„Die Nutzung von Produktionsabfällen direkt im Werkstoffkreislauf bietet erhebliche ökologische und wirtschaftliche Potenziale“, erklärt Dr.-Ing. Jörg Hohlfeld, Leiter der Gruppe Metallschaum am Fraunhofer IWU. Da die Herstellung von Sekundäraluminium weniger Energie benötigt als die Erzeugung von Primäraluminium, können Materialbedarf und CO₂-Emissionen sinken.
Produktionsreste und Altteile mechanisch aufbereiten
Neben Aluminiumspänen untersuchten die Forschenden weitere Reststoffe, darunter Folien, Coilabschnitte und Felgenmaterial. Durch mehrstufige mechanische Verfahren wie Schneiden, Brechen, Mahlen und Sieben lassen sich daraus definierte Partikelgrößen für die Schaumherstellung erzeugen.
Auch ausgediente Aluminiumschaumbauteile können grundsätzlich wieder in den Materialkreislauf eingebunden werden. Dafür entwickelte das Forschungsteam Verfahren zur Zerkleinerung, Sortierung und werkstoffgerechten Weiterverarbeitung.
Solid-State-Recycling vermeidet das Einschmelzen
Ein Schwerpunkt liegt auf dem Solid-State-Recycling. Bei diesem Verfahren wird das Aluminium nicht vollständig eingeschmolzen, sondern im festen Zustand aufbereitet und weiterverarbeitet. Dadurch können Teile der vorhandenen Materialstruktur erhalten bleiben. Gleichzeitig lassen sich der Energieaufwand und mögliche Materialverluste gegenüber schmelzmetallurgischen Recyclingverfahren reduzieren.
Die Untersuchungen zeigen, dass mechanisch aufbereitete Aluminiumreste grundsätzlich als Alternative zu neu erzeugtem Aluminiumlegierungspulver eingesetzt werden können. Damit ergeben sich neue Möglichkeiten für geschlossene Materialkreisläufe im Automobilbau, Maschinenbau, Schienenfahrzeugbau und weiteren Leichtbauanwendungen.
Schwankende Schrottqualitäten bleiben eine Herausforderung
Für den industriellen Einsatz müssen insbesondere die Einflüsse unterschiedlicher Legierungen, Verunreinigungen und schwankender Schrottqualitäten untersucht werden. Weitere Forschungsarbeiten sollen deshalb die Reproduzierbarkeit der Materialeigenschaften verbessern.
Geplant sind außerdem Lebenszyklusanalysen, mit denen sich Energiebedarf, Materialverluste und CO₂-Emissionen der schrottbasierten Aluminiumschaumherstellung quantitativ bewerten lassen.
Hintergrund: Eigenschaften von Aluminiumschaum
Aluminiumschaum besitzt eine Dichte von deutlich unter einem Gramm pro Kubikzentimeter. Der metallische Strukturwerkstoff verbindet geringes Gewicht mit hoher Steifigkeit sowie guten Energieaufnahme- und Dämpfungseigenschaften. Typische Anwendungen sind Sandwichstrukturen, Crashsysteme und Leichtbaukomponenten.
Literaturhinweis: J. Hohlfeld, C. Hannemann, N. Berndt, C. Lies, T. Hipke: „Aluminiumschaum: Nachhaltige Herstellung und Verwertung“, Werkstattstechnik 116 (2026), Ausgabe 4, S. 324–334.
(Quelle: Fraunhofer IWU)
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