FIBRECAST II: An advanced process route for fibre MMCs combining filament winding with liquid metal infiltration casting

• Research unit: EU RFP
• Project number: 98.0105

Key words (English)

MMC; Metal matrix; compounds; casting; recycling

Alternative project number (English)

EU project number: BRPR-CT98-0663

Research programs (English)

EU-programme: 4. Frame Research Programme - 2.1 Industrial and materials technologies

Short description (German)

Siehe Abstract

Partners and International Organizations (German)

Coordinator; RWTH, GI, Aachen (D)

Abstract (German)

Im Projekt Fibrecast II wurde das Recyclingverhalten von langfaserverstärkten Aluminiumlegierungen (MMC's) untersucht.
Im Laborverfahren wurden folgende Separationsmechanismen analysiert:
· Trennung durch Krafteinwirkung (Zentrifugieren)
· Trennung in der Schmelze (Begasung, Sedimentation, Dekantieren)
· Trennung beim Abguss durch Filter
Die höchsten Ausbeuten wurden durch Zentrifugieren erhalten. Begasung lässt zwar Trennung zu, führt aber neben niedrigen Ausbeuten zu Abdampfen von volatilen Legierungsbestandteilen (Zn). Da es in der Schmelze ohne mechanische Zusatzkräfte nur zu einer unzureichenden Trennung von Fasergeflecht und Metall kommt, ist zu erwarten, dass beim Umschmelzen grösserer Mengen mit massiver Filterverstopfung und mit geringen Ausbeuten zu rechnen ist. Es wurden daher zwei Fälle unterschieden:
· Verunreinigungsfall: Recycling mit geringem Anteil an Langfasern (< 3%)
· Recyclingfall: Recycling mit > 20 % Faseranteil.
Der Verunreinigungsfall entspricht der heutigen Situation und wohl auch der mittelfristigen, bei der kaum Langfasermaterial in den Kreislauf kommt. Im Recyclingfall geht man davon aus, dass weltweit eine grosse Menge an Langfasermaterial produziert wird, das dann in eigenen Anlagen umgeschmolzen werden könnte. Solche Anlagen könnten dann z. B. mit Separationszentrifugen ausgestattet werden. Die grösste ökonomisch/ökologische Herausforderung liegt bei einem solchen Konzept im Aufbau eines weltweit organisierten Sammelkonzepts. Um erste Abschätzungen zu diesem Vorgehen machen zu können, wurde der Recyclingkreislauf systemdynamisch modelliert. Es zeigte sich dabei, dass bei der Berücksichtigung von CO2-Kompensationsansätzen ein solches Konzept unter gewissen Voraussetzungen (z.B. kostengünstiger Sammeltransport von Flugzeugteilen aus langfaserverstärktem Material in Ladefreiräumen von Flugzeugen und Umschmelzen in solarthermischen Grossanlagen) durchaus sinnvoll sein kann.

References in databases (English)

Swiss Database: Euro-DB of the
State Secretariat for Education and Research
Hallwylstrasse 4
CH-3003 Berne, Switzerland
Tel. [phone]
Swiss Project-Number: 98.0105