Nachhaltiger Leichtbau: Ökobilanz zu Metallschaumkomponenten aus Aluminium

Im Rahmen einer Studie am Fraunhofer IWU wurde die ökologische Nachhaltigkeit von sogenannten Metallschaum-Sandwiches untersucht. Dabei handelt es sich um Leichtbauhalbzeuge, die bei der Produktion von Werkzeugschlitten zum Einsatz kommen. Diese Metallschaumkomponenten verbinden hohe Stabilität mit geringem Gewicht und ermöglichen dadurch eine ressourcenschonende Konstruktion.

Ziel des Projekts war es, die Umweltwirkungen von Metallschaum-Sandwiches entlang ihres gesamten Herstellungsprozesses zu erfassen und Optimierungspotenziale für eine nachhaltigere Produktion aufzuzeigen. Im Mittelpunkt stand der Vergleich zweier Materialpfade: der Herstellung aus energieintensivem Primäraluminium und aus wiederverwertetem Recyclingaluminium.

Die Aluminiumproduktion zählt zu den energieintensivsten industriellen Prozessen weltweit und verursacht hohe CO₂-Emissionen. Eine nachhaltige Substitution von Primäraluminium durch Recyclingmaterial bietet daher einen erheblichen Beitrag zur Ressourcenschonung, Energieeffizienz und Klimaschutz. Die Untersuchung am Fraunhofer IWU liefert praxisnahe Erkenntnisse, wie Industrieunternehmen ihre Materialstrategie im Sinne einer Kreislaufwirtschaft gestalten können. Damit leistet das Projekt einen Beitrag zur Transformation hin zu einer klimaneutralen Produktion.

Die Erstellung der Ökobilanz erfolgte in Orientierung an den Vorgaben der ISO 14040/14044. Die Grundlage bildeten Prozessdaten aus der institutseigenen Fertigung, die zur Modellierung der Energie- und Materialflüsse herangezogen wurden. Bewertet wurde der Produktionsprozess nach dem »Cradle-to-Gate«-Prinzip, das die Umweltwirkungen von der Rohstoffgewinnung bis zum fertigen Halbzeug abbildet.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Verwendung von sekundärem Aluminium die durchschnittlichen Umweltwirkungen um etwa 20 % reduziert, insbesondere in den Kategorien Treibhauspotenzial, Energieverbrauch und Feinstaubbildung. Gleichzeitig bleibt die mechanische Leistungsfähigkeit des Materials erhalten. Darüber hinaus wurden konkrete Verbesserungspotenziale entlang der Produktionskette identifiziert. Beispielsweise durch den Einsatz erneuerbarer Energien in der Schäum- und Extrusionsphase, durch energieeffizientere Anlagen oder durch die Wiederverwendung von Schnittresten aus der Weiterverarbeitung.