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Artikel und Hintergründe zum Thema

Reconditioning

Andreas Mühlbauer,

Vollhartmetall im Kreislauf

Werkzeuge aus Vollhartmetall stehen im Zentrum nachhaltiger Fertigung. Dieser Beitrag zeigt, wie Reconditioning ihre Einsatzzeit verlängert und Recycling am Lebensende einen geschlossenen Rohstoffkreislauf schafft – ohne Einbußen bei Qualität oder Leistungsfähigkeit.

Zur Herstellung von hochreinem APW sind mehrere physikalische und chemische Behandlungen notwendig. © Wolfram Bergbau und Hütten

Rohstoffe sind endlich. Dies fordert von Unternehmen stets aufs Neue nachhaltige Lösungen. So sucht die mechanische Fertigung immer wieder neue Wege, hohe Produktivität mit Energieeffizienz und Ressourcenschonung in Einklang zu bringen, ohne dass darunter die Qualität leidet. So auch beim Recycling von Werkzeugen aus Vollhartmetall, die in der mechanischen Fertigung eingesetzt werden. Ein Unternehmen, das in diesem Bereich bereits jetzt Vorreiter ist und die eigenen Prozesse immer wieder auf den Prüfstand stellt, ist Walter. Dafür arbeitet der Hersteller von Zerspanungswerkzeugen aus Tübingen eng mit dem Pulverhersteller Wolfram Bergbau und Hütten aus Österreich zusammen. Dadurch stellt der Zerspanungsexperte sicher, dass die Werkzeuge im eigenen Kreislauf behalten werden.

Der Nachhaltigkeitsansatz bei Walter nimmt von Anfang an das Ziel in den Fokus, einen ressourcenschonenden Umgang mit Rohstoffen sicherzustellen, indem bereits im Entwicklungs- und Herstellungsprozess das Recycling der Werkzeuge mitgedacht wird. Dadurch bezieht das Unternehmen von Beginn an den gesamten Lebenszyklus der Werkzeuge mit ein. Bevor gebrauchte Vollhartmetallwerkzeuge allerdings recycelt werden, bereitet Walter sie im Reconditioning neu auf, damit Kunden diese wieder neu einsetzen können. Dabei werden die Werkzeuge durch Nachschleifen, mit neuen Beschichtungen und anderen Maßnahmen wiederaufbereitet, um sie wieder einsatzfähig zu machen. Damit lässt sich die Effizienz eines Werkzeuges um ein Vielfaches ausweiten. Das spart Anschaffungskosten und reduziert den Einsatz seltener Ressourcen.

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Irgendwann erreicht jedoch auch das robusteste Werkzeug das Ende seines Lebenszyklus. Wenn ein Werkzeug die gewünschte Standzeit nicht mehr erzielt und nicht mehr die gewohnte Qualität liefert, kommt das Recycling. Walter-Kunden können online über das Recycling-Portal ein Preisangebot für die gebrauchten Werkzeuge einholen, kostenlos Recycling-Behälter bestellen und die Werkzeuge aus wertvollem Hartmetall kostenlos abholen lassen. Dabei wird sichergestellt, dass die gebrauchten Werkzeuge ausschließlich in die Herstellung neuer Werkzeuge fließen.

Vollständige Wiederverwertung

Im nächsten Schritt kommt der Pulverhersteller Wolfram Bergbau und Hütten ins Spiel. Wolfram ist spezialisiert auf die Herstellung von Wolframkarbidpulver höchster Qualität. Das Unternehmen hat zudem einen chemischen Recyclingprozess entwickelt, mit dem sich aus gebrauchten Hartmetallwerkzeugen wieder ein hochreines Zwischen- produkt für die Herstellung neuer Werkzeuge gewinnen lässt. Wolfram-Recycling hat eine lange Geschichte, die bis in die Zeit der 1940er Jahre zurückreicht, als die ersten industriell eingesetzten Rückgewinnungstechnologien entdeckt wurden. Seitdem hat das Unternehmen eine Vielzahl von Wolframkarbid-Recyclingtechnologien entwickelt. Sie lassen sich in drei Hauptgruppen unterteilen: direktes Recycling, chemisches Recycling und die Schmelzmetallurgie.

Wolfram Bergbau und Hütten setzt vor allem auf das chemische Verfahren, das auch als indirektes Recycling bezeichnet wird. Dabei wird das angelieferte Material durch physikalische und chemische Prozesse in Pulver der gleichen Zusammensetzung umgewandelt. Das Ergebnis dieses Recyclingprozesses ist ein hochreines, metallhaltiges Salz mit dem Namen Ammoniumparawolframat (APW), das wichtigste Zwischenprodukt zur Herstellung von Wolframkarbid. Daher ist die Qualität des aus recyceltem Material gewonnenen APW entscheidend für den Recyclingzyklus. Es soll am Ende die gleiche Reinheit und die gleichen physikalischen Eigenschaften wie APW haben, das aus primären Rohstoffen (Erzkonzentrat) gewonnen wird. Das ist hier der Fall.

Über das Recycling-Portal können Walter-Kunden alte Werkzeuge kostenlos für das Recycling abholen lassen. © Walter

Aus dem Zwischenprodukt wird anschließend durch pulvermetallurgische Prozessschritte wie Kalzinierung, Wasserstoffreduktion und Karburierung das fertige Wolframkarbidpulver gefertigt, aus dem wieder neue Vollhartmetallwerkzeuge hergestellt werden können. Auch diese Werkzeuge lassen sich am Ende ihres Lebenszyklus wieder recyceln. Für den Recyclingprozess spielt es keine Rolle, wie hoch der recycelte Anteil ist, da die Werkzeuge immer wieder in ihre chemischen Bestandteile zerlegt werden können.

Zwei Drittel weniger CO2

Trotz des aufwendigen Recyclingprozesses ist der Energieverbrauch hier geringer als bei der Verwertung von Materialien aus primären Rohstoffen. Denn der Gewinnungsprozess ist energieintensiv und benötigt hohe Temperaturen und starke Chemikalien, um die Bindungen im Mineral zu lösen. Das bedeutet, dass für die Verwertung des Rohstoffs Wolframerzkonzentrat zur Herstellung von Wolframkarbid mehr Energie benötigt wird als für die Herstellung aus recyceltem Material. Zudem ist der Wolframgehalt im Roherz um das 250-Fache niedriger als in der gleichen Menge Vollhartmetall.

Kurz gesagt: Der Recyclingprozess vermeidet den Verbrauch natürlicher Ressourcen und senkt den CO2-Fußabdruck für die Herstellung von Wolframkarbid um mehr als 40 %. Annegret Bicherl, Vice President of Operations bei Wolfram, bestätigt: "Der Recyclingprozess benötigt weniger Energie und hat einen geringeren CO2-Fußabdruck als eine Produktion aus Rohmaterialien. Recycling ist also eindeutig die Zukunft. Indem wir den Wertschöpfungskreislauf optimieren, sorgen wir nachhaltig für Energieeffizienz und Abfallreduktion."

Entscheidend ist die Qualität

In der Zerspanung werden die Werkzeuge einem anspruchsvollen und intensiven Gebrauch unterzogen. Dadurch kommt es zu unvermeidbaren Materialverlust, dennoch kann Walter für die Herstellung von Wendeplatten schon heute ein Vollhartmetallpulver verwenden, das einen Anteil an Rohstoff aus recyceltem Material von bis zu 60 % enthält.

Entscheidend ist am Ende aber natürlich die Qualität. Die Schneidstoffe werden vor der Verwendung in der Produktion intensiv getestet. Das ist die Probe aufs Exempel für das Wolframcarbid aus recyceltem Vollhartmetall. "Für uns ist entscheidend, dass die Schneidstoffe einwandfreie Qualität haben", sagt Stefan Rudolph, Head of Product Development bei Walter. "Wir fragen gar nicht nach, wie viel Prozent des Vollhartmetallpulvers aus recyceltem Material stammt, und wir sehen auch keine Hinweise darauf." Und auch der Zerspaner an der Maschine, der das neue Walter-Werkzeug einspannt, merkt nichts davon.

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