KMU-innovativ Ressourceneffiziente Herstellung hybrid-additiver Recyclingwerkzeuge (ReHaRecy)

Problemstellung
Die Notwendigkeit einer nachhaltigen Ressourcennutzung fordert KMU zunehmend, Werk- und Wertstoffe in den Kreislauf zurück zu führen. Das Recycling ist dabei technisch sehr herausfordernd und beginnt mit der mechanischen Zerkleinerung. Bereits hier treten je nach Eingabematerial unterschiedlich starke Kombinationen von Verschleiß- und Schlagbeanspruchung an den Schneiden der Hackmesser auf. Daher sind häufige Messerwechsel notwendig, die zu erhöhtem Produktionsausfall bzw. Personalaufwand führen.

Zielsetzung
Das KMU-innovativ Projekt ReHaRecy fokussiert diese Thematik und widmet sich der Weiterentwicklung von Hackmessern, bestehend aus Träger und Schneide. Entwicklungsgegenstand ist ein hybrider Ansatz: Auf einen spanend gefertigten Grundkörper wird eine verschleißfeste Schneide, die durch die additive Fertigungstechnik des Elektronenstrahlschmelzens gefertigt wird, aufgeklebt.

Ziel ist, die Träger über mehrere Zyklen einzusetzen. Dafür wird innerhalb des Projekts ein reversibler Fügeprozess entwickelt, sodass nur die Schneiden gewechselt werden müssen. Diese Herstellung der hybriden Hackmesser verringert Materialabfälle und vermeidet Materialmischungen, die bei der Wiederaufbereitung der bisherigen monolithischen Werkzeuge zusätzliche Energie für die Trennung bedürfen.

Vorgehensweise
Zunächst erfolgt die Erarbeitung eines lösbaren Füge- und zugehörigen Recyclingverfahrens für den Verbund aus Träger und Schneide. Dafür wird unter anderem erarbeitet, wie der Fügeprozess aufgebaut, wie dieser in den eigenen Produktionsprozess integriert und auch beim Kunden durchgeführt werden kann. Zudem sind die Schneiden hinsichtlich der Verschleißbeständigkeit und Kosteneffizienz weiterzuentwickeln. Hierfür wird das Elektronenstrahlschmelzen auf maximale Bauraumausnutzung hin untersucht sowie die Nutzung von Pulvermischungen aus Hartstoffen und Werkzeugstahl geprüft. Finale Praxistests der Prototypen unter Realbedingungen fließen in eine umfassende Beurteilung der Verschleißbeständigkeit sowie der Haltbarkeit der hybrid gefertigten Messer.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Nach erfolgreicher Umsetzung wird es zukünftig möglich sein, ressourceneffiziente Hackwerkzeuge mit Schneiden von höchsten Qualität zu produzieren. Der hybride Ansatz eröffnet die Möglichkeit, den Anwendungsbereich der Produkte zu erweitern. Neben dem Eintritt in den Recyclingmarkt als erster Anbieter geklebter Schneidwerkzeuge ist ein Technologietransfer in die Bereiche automobile Bremssysteme, Leichtbau oder Additive Fertigung denkbar.

• CutMetall Sales GmbH
• Drei Bond GmbH Chemische Verbindungstechnik
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein