Czy wiesz...

Spadek sprawności całkowitej samochodu elektrycznego

Czy samochód elektryczny jest ekologiczny?

Pękanie Elementów Form Wtryskowych

Dlaczego pękają matryce form wtryskowych?

Wykres błędnych ruchów osi wrzeciona w funkcji kąta obrotu

Jak diagnozować przyczyny błędów obróbki CNC detali? cz. 2

Fragment Arkusza Kalkulacyjnego Do Sprawdzania Wyników Egzaminu Spawacza Wg ISO9606

Czy ładna spoina jest zawsze dobra?

Czytaj także:

odległość pomiędzy przewodem paliwowym a opaską zaciskową
Projektowanie

Packaging, czyli jak to wszystko pomieścić

­ Piotr Cabaj
Klejenie Metali w Praktyce Przemysłowej
Technologie

Klejenie metali w praktyce przemysłowej

­ [Marek Bernaciak]
Połączenie Skurczowe
Technologie

Niedoceniane połączenie skurczowe

­ Jerzy Mydlarz
gięcie blachy
Projektowanie

Blaszane origami. Metodyka projektowania konstrukcji blachowych

­ Paweł Bancarzewski
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
  • STRONA GŁÓWNA
  • Aktualności
    Jcb Hydromax na równinie Bonneville Salt Flats

    JCB Hydromax – wodorowy rekord prędkości

    Biopolimerowa pianka otrzymana poprzez związanie wiórów celulozowym lepiszczem i czynnikiem sieciującym

    Biopolimerowa pianka alternatywą dla polistyrenu

    turbina gazowa

    Turbiny gazowe zasilane wodorem? To nie takie proste

    Drukowana struktura przestrzenna na potrzeby chłodzenia wyparnego

    Alternatywa dla klimatyzacji: druk 3D systemów pasywnego chłodzenia

    Pierwsze Testy Prototypowego Bolidu IR28

    Prototypowy IR.28

    Warstewki izolacyjne tlenku cynku w strukturze termoelektrycznego antymonku cynku

    Zoptymalizowany materiał termoelektryczny dla odzysku ciepła odpadowego

    wizualizacja procesu zgrzewania tarciowego z przemieszaniem FSW

    Neutronografia w badaniu naprężeń resztkowych zgrzein blach pancernych

    Wstępna konfiguracjia urządzenia do wykonywania połączeń typu HiVe

    Nowa technologia punktowego łączenia metali

    Konfigurator e-skin flat zapewnia wszystkie istotne dane, takie jak rysunek techniczny, plik STEP, listę części i instrukcje montażu do natychmiastowego pobrania

    Nowy konfigurator online prowadników kablowych do pomieszczeń czystych od igus

  • Artykuły
    • Wszystkie artykuły
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Części maszyn i urządzeń
    • Historia
    • Inne
    • Konstrukcje
    • Maszyny i urządzenia
    • Materiały
    • Projektowanie
    • Rozwiązania
    • Technologie
    Przemysłowa Drukarka Etykiet BradyPrinter I4311

    BradyPrinter i4311: Przemysłowy druk etykiet bez przewodów

    Zagnieżdżona Sprężyna Falista O Trzech Zwojach W Przykładowym Zastosowaniu

    Napięcie wstępne łożyska z użyciem sprężyn

    Symulacje numeryczne wpływu wewnętrznych zwarć łukowych na rozdzielnice średniego napięcia

    Symulacje numeryczne wpływu wewnętrznych zwarć łukowych na rozdzielnice SN

    Zautomatyzowana linia do galwanizacji komponentów aluminiowych w produkcji seryjnej

    Obróbka powierzchniowa aluminium

    software do obliczeń akustycznych

    O wyborze i testowaniu solvera MES

    Helikopter Marsjański Ingenuity

    Helikoptery na Marsie

    Przykład przedmiotu obrabianego posiadającego na ukośnej powierzchni kieszeń prostokątną

    Wybrane aspekty produktywnego skrawania na wieloosiowych obrabiarkach CNC; cz. 9

    Systemy Mocowania Narzędzi Skrawających

    Systemy mocowania narzędzi skrawających

    Przykład rozwiązania odpowietrzania w płaszczyźnie podziału formy

    Odpowietrzanie form wtryskowych; cz. 2

    Transport Technologiczny

    Organizacja produkcji, cz. 4: projekt technologiczny

    zaleta sprężyn falistych oszczędność miejsca

    Poznaj zalety sprężyn falistych

    analiza zmęczeniowa spoiny

    Numeryczna i eksperymentalna analiza losowego zmęczenia złączy spawanych metodą Dirlika

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Robotyzacja transportu profili w lakierni proszkowej

    Jednozwojowa sprężyna falista Smalley do wstępnego obciążenia łożyska

    Wstępne napięcie łożysk: pięć najbardziej typowych nieporozumień

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Odpowietrzanie form wtryskowych; cz. 1

    Wybrane tematy:

    • robotyzacja
    • spawanie
    • obróbka skrawaniem
    • MES
    • klejenie
    • tworzywa sztuczne
    • motoryzacja
    • CAD
    • polskie projekty
    • lotnictwo
    • druk 3D
    • silniki
    • formy wtryskowe
    • budowa maszyn
    • technologie łączenia
    • obliczenia
    • kompozyty
    • ceramika techniczna
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Technologie
    • Maszyny i urządzenia
    • Części maszyn i urządzeń
    • Konstrukcje
    • Rozwiązania
    • Projektowanie
    • Materiały
    • Historia
    • Inne
  • Czasopismo
    • Jak zakupić
    • Archiwum
      • Archiwum 2026
      • Archiwum 2025
      • Archiwum 2024
      • Archiwum 2023
      • Archiwum 2022
      • Archiwum 2021
      • Archiwum 2020
      • Archiwum 2019
      • Archiwum 2018
      • Archiwum 2017
      • Archiwum 2016
      • Archiwum 2015
      • Archiwum 2014
      • Archiwum 2013
      • Archiwum 2012
      • Archiwum 2011
      • Archiwum 2010
      • Archiwum 2009
      • Archiwum 2008
      • Archiwum 2007
  • O nas
  • Kontakt
  • ­
Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
  • STRONA GŁÓWNA
  • Aktualności
    Jcb Hydromax na równinie Bonneville Salt Flats

    JCB Hydromax – wodorowy rekord prędkości

    Biopolimerowa pianka otrzymana poprzez związanie wiórów celulozowym lepiszczem i czynnikiem sieciującym

    Biopolimerowa pianka alternatywą dla polistyrenu

    turbina gazowa

    Turbiny gazowe zasilane wodorem? To nie takie proste

    Drukowana struktura przestrzenna na potrzeby chłodzenia wyparnego

    Alternatywa dla klimatyzacji: druk 3D systemów pasywnego chłodzenia

    Pierwsze Testy Prototypowego Bolidu IR28

    Prototypowy IR.28

    Warstewki izolacyjne tlenku cynku w strukturze termoelektrycznego antymonku cynku

    Zoptymalizowany materiał termoelektryczny dla odzysku ciepła odpadowego

    wizualizacja procesu zgrzewania tarciowego z przemieszaniem FSW

    Neutronografia w badaniu naprężeń resztkowych zgrzein blach pancernych

    Wstępna konfiguracjia urządzenia do wykonywania połączeń typu HiVe

    Nowa technologia punktowego łączenia metali

    Konfigurator e-skin flat zapewnia wszystkie istotne dane, takie jak rysunek techniczny, plik STEP, listę części i instrukcje montażu do natychmiastowego pobrania

    Nowy konfigurator online prowadników kablowych do pomieszczeń czystych od igus

  • Artykuły
    • Wszystkie artykuły
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Części maszyn i urządzeń
    • Historia
    • Inne
    • Konstrukcje
    • Maszyny i urządzenia
    • Materiały
    • Projektowanie
    • Rozwiązania
    • Technologie
    Przemysłowa Drukarka Etykiet BradyPrinter I4311

    BradyPrinter i4311: Przemysłowy druk etykiet bez przewodów

    Zagnieżdżona Sprężyna Falista O Trzech Zwojach W Przykładowym Zastosowaniu

    Napięcie wstępne łożyska z użyciem sprężyn

    Symulacje numeryczne wpływu wewnętrznych zwarć łukowych na rozdzielnice średniego napięcia

    Symulacje numeryczne wpływu wewnętrznych zwarć łukowych na rozdzielnice SN

    Zautomatyzowana linia do galwanizacji komponentów aluminiowych w produkcji seryjnej

    Obróbka powierzchniowa aluminium

    software do obliczeń akustycznych

    O wyborze i testowaniu solvera MES

    Helikopter Marsjański Ingenuity

    Helikoptery na Marsie

    Przykład przedmiotu obrabianego posiadającego na ukośnej powierzchni kieszeń prostokątną

    Wybrane aspekty produktywnego skrawania na wieloosiowych obrabiarkach CNC; cz. 9

    Systemy Mocowania Narzędzi Skrawających

    Systemy mocowania narzędzi skrawających

    Przykład rozwiązania odpowietrzania w płaszczyźnie podziału formy

    Odpowietrzanie form wtryskowych; cz. 2

    Transport Technologiczny

    Organizacja produkcji, cz. 4: projekt technologiczny

    zaleta sprężyn falistych oszczędność miejsca

    Poznaj zalety sprężyn falistych

    analiza zmęczeniowa spoiny

    Numeryczna i eksperymentalna analiza losowego zmęczenia złączy spawanych metodą Dirlika

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Robotyzacja transportu profili w lakierni proszkowej

    Jednozwojowa sprężyna falista Smalley do wstępnego obciążenia łożyska

    Wstępne napięcie łożysk: pięć najbardziej typowych nieporozumień

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Odpowietrzanie form wtryskowych; cz. 1

    Wybrane tematy:

    • robotyzacja
    • spawanie
    • obróbka skrawaniem
    • MES
    • klejenie
    • tworzywa sztuczne
    • motoryzacja
    • CAD
    • polskie projekty
    • lotnictwo
    • druk 3D
    • silniki
    • formy wtryskowe
    • budowa maszyn
    • technologie łączenia
    • obliczenia
    • kompozyty
    • ceramika techniczna
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Technologie
    • Maszyny i urządzenia
    • Części maszyn i urządzeń
    • Konstrukcje
    • Rozwiązania
    • Projektowanie
    • Materiały
    • Historia
    • Inne
  • Czasopismo
    • Jak zakupić
    • Archiwum
      • Archiwum 2026
      • Archiwum 2025
      • Archiwum 2024
      • Archiwum 2023
      • Archiwum 2022
      • Archiwum 2021
      • Archiwum 2020
      • Archiwum 2019
      • Archiwum 2018
      • Archiwum 2017
      • Archiwum 2016
      • Archiwum 2015
      • Archiwum 2014
      • Archiwum 2013
      • Archiwum 2012
      • Archiwum 2011
      • Archiwum 2010
      • Archiwum 2009
      • Archiwum 2008
      • Archiwum 2007
  • O nas
  • Kontakt
  • ­
Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki

Recykling aluminium i potencjał tarciowego uplastyczniania materiału

­ Jacek Zbierski
20.12.2025
A A
Technologia ShAPE (shear assisted processing and extrusion)
Technologia ShAPE (shear assisted processing and extrusion) jest rozwinięciem metody FSE, opracowanym przez badaczy z Pacific Northwest National Laboratory pod kątem aplikacji przemysłowych (fot. Andrea Starr| PNNL)

Aluminium cenione jest ze względu na względnie dużą wytrzymałość przy niskiej masie, a także ze względu na plastyczność, łatwość obróbki i odporność korozyjną. Jako podstawowy metaliczny surowiec produkcyjny ustępuje jedynie stali.

Aluminium stanowi trzeci najpowszechniej występujący w skorupie ziemskiej pierwiastek. Naturalnie nie występuje jednak w czystej postaci, lecz jako rudy, z których najważniejsze są boksyty. Z czterech ton boksytu, w ramach procesu Bayera pozyskuje się dwie tony tlenku glinu Al2O3, z których w procesie elektrolizy prądem o bardzo wysokim natężeniu metodą Halla-Héroulta otrzymuje się jedną tonę metalicznego aluminium. Całość procesu jest energochłonna i zużywa 24 kWh na kilogram metalu, w związku z czym 30% ceny aluminium stanowią koszty energii elektrycznej. Szacuje się, że produkcja aluminium pochłania 2% globalnej produkcji energii elektrycznej. W 2024 roku na całym świecie wyprodukowano 73 miliony ton aluminium.

Problematyka recyklingu aluminium

Aluminium łatwo poddaje się recyklingowi bez uszczerbku na jakości. Otrzymanie jednej tony aluminiowego surowca wtórnego wiąże się z oszczędnością nawet 95% energii elektrycznej względem produkcji pierwotnej. Aluminium z recyklingu zaspokaja jedną trzecią światowego zapotrzebowania na ten metal. Według International Aluminium Institute, od momentu rozpoczęcia przemysłowej produkcji aluminium na podstawie patentu Bayera w 1888 roku, do dnia dzisiejszego wyprodukowano ponad 1,6 mld ton aluminium, z czego 1,2 mld ton wciąż pozostaje w użyciu. Co ciekawe, 70% tej produkcji przypada już na XXI wiek. Na podstawie tych statystyk nie ulega więc wątpliwości rosnące znaczenie aluminium i wielki potencjał, tkwiący w jego recyklingu.

W konwencjonalnym recyklingu aluminium i jego stopów możemy wyróżnić dwie podstawowe kategorie pozyskiwanych materiałów, a więc odpady procesowe i konsumenckie. Skład chemiczny surowca do recyklingu ma duże znaczenie dla potencjalnego zastosowania surowca wtórnego. Generalnie przy odlewaniu surowców wtórnych mamy do czynienia z większą tolerancją na ich kompozycję, niż w przypadku obróbki plastycznej. Jest to związane między innymi z wpływem zanieczyszczeń w postaci żelaza i krzemu na ciągliwość aluminium.

Problematyka recyklingu odpadów procesowych, takich jak skrawki powstałe przy wytłaczaniu blach czy wióry powstałe podczas obróbki skrawaniem, jest w dużej mierze związana z ich wysokim stosunkiem powierzchni do objętości. Przekłada się to na trudności w odpowiednio gęstym upakowaniu wiórów oraz na istotny udział warstwy tlenków w składzie surowca i dalsze jego intensywne utlenianie podczas ogrzewania przy przetapianiu, prowadzące do dużych strat materiałowych, sięgających 50%. Zaletą tej grupy odpadów jest to, że wióry i skrawki pochodzące z jednego źródła są identyczne i nie wymagają dodatkowego sortowania.

Z kolei w przypadku odpadów konsumenckich mamy do czynienia z dużą różnorodnością materiałów, wymagających sortowania i selekcji, a także, ze względu na dużą ilość zanieczyszczeń i domieszek innych substancji – dodatkowych procesów separacyjnych i oczyszczających. W związku z tym przyjmuje się, że recykling tego typu odpadów zasadniczo zużywa więcej energii i pod kątem kalkulacji ekonomicznej ustępuje recyklingowi odpadów procesowych. Tym niemniej największy wydatek energetyczny jest niezmiennie związany z przetapianiem surowca wtórnego.

Alternatywa w postaci recyklingu bezpośredniego

W obliczu rosnących cen energii elektrycznej coraz więcej uwagi poświęca się alternatywnemu podejściu do recyklingu aluminium i jego stopów, które opiera się na ich dobrej plastyczności. Przerób odpadów aluminiowych metodami obróbki plastycznej, bez potrzeby topienia materiału, określany jest mianem recyklingu bezpośredniego lub recyklingu w stanie stałym (SSR – solid state recycling). Umożliwia on uzyskanie surowca wtórnego o jakości dorównującej materiałowi pierwotnemu lub w pewnych przypadkach nawet go przewyższającej, przy nawet pięciokrotnej redukcji kosztów w stosunku do konwencjonalnych metod recyklingu.

patent treating aluminum scrap
Wyciskanie uplastycznionego w wyniku ruchu obrotowego i siły nacisku materiału według patentu Sterna z 1942 roku (patent US2391752A)

Pierwsze świadectwa zainteresowania recyklingiem bezpośrednim sięgają lat czterdziestych ubiegłego wieku. W 1942 roku Max Stern opatentował teoretyczną metodę obróbki plastycznej skrawków z aluminium lub jego stopów, w ramach której uplastyczniony w wyniku ruchu obrotowego i siły nacisku materiał miał być wyciskany przez otwór w matrycy – w postaci rur, profili lub drutu.

Podejmowane w późniejszym okresie próby opracowania efektywnych metod recyklingu bezpośredniego nie przyniosły zadowalających rezultatów. W przypadku surowca w postaci wiórów i skrawków, w procesie wyciskania na gorąco nie uzyskuje się wymaganego przerobu, a materiał ulega postępującemu utlenianiu. Proponowane są różne metody, oparte na różnych mechanizmach intensywnych odkształceń plastycznych (SPD – severe plastic deformation), takie jak przeciskanie przez kanał kątowy (ECAP – equal channel angular pressing), które zapewniają osiągnięcie dobrych parametrów metalurgicznych, lecz nie zawsze osiągają wydajność potrzebną w zastosowaniach przemysłowych.

Obiecujące wyniki otrzymywane są metodami, wykorzystującymi mechanizm powstawania odkształceń plastycznych pod wpływem tarcia. Pierwotna koncepcja Sterna została zrealizowana w bardziej praktycznej postaci w 1991 roku, kiedy to zespół inżynierów TWI, pracujący nad metodą zgrzewania tarciowego z przemieszaniem materiału zgrzeiny (FSW – friction stir welding), opatentował proces wyciskania tarciowego z przemieszaniem (FSE – friction stir extrusion) – nota bene patent wygasł już w 2002 roku.

Tarciowe uplastycznianie materiału

W typowym układzie podstawowymi elementami w ramach FSE są stacjonarna komora robocza i obrotowe narzędzie, skonstruowane na podobnej zasadzie co trzpienie do FSW, z tą różnicą, że ich środkiem przebiega kanał ekstruzyjny, którym uplastyczniony materiał wyciskany jest na zewnątrz. Stąd też element ten nazywany bywa w literaturze przedmiotu matrycą. W miarę jak narzędzie obraca się i zagłębia się w komorze, surowiec do recyklingu ulega przemieszaniu. Z czasem oddziaływanie między trzpieniem narzędzia a przerabianym materiałem pogłębia się, co pociąga za sobą wzrost ciśnienia i temperatury, a w konsekwencji – uplastycznienie materiału, który wtłoczony zostaje do kanału ekstruzyjnego – matrycy.

cały artykuł jest dostępny w wydaniu płatnym 11/12 (218/219) listopad/grudzień 2025

JAK ZAKUPIĆ?

  • Share on Facebook
  • Share on Twitter
  • Share on LinkedIn
  • Share on WhatsApp
  • Share on Email
Tagi: aluminiumFSWobróbka plastycznarecykling

Powiązane artykuły

Budowa Rury Wałka Transmisyjnego
Technologie

Innowacyjna technologia kształtowania końcówek rur metodą przepychania na zimno

Wyoblarka do kształtowania wytłoczek specjalnych
Maszyny i urządzenia

Wyoblarka do kształtowania wytłoczek specjalnych

Podstawowe zespoły silnika LMHE, w tym blo i głowice ze stopu ACMZ i tłoki ze stopu DuAlumin3D
Aktualności

Lekkie, wysokotemperaturowe stopy metali w konstrukcji silnika LMHE

Klejenie struktur lotniczych
Badania, analizy

Analiza wpływu metody przygotowania powierzchni kompozytów i aluminium na wytrzymałość połączeń klejonych

Kompleksowe badania matryc kuźniczych
Badania, analizy

Kompleksowe badania matryc kuźniczych

Wysokowytrzymały materiał kompozytowy w osnowie aluminiowej
Aktualności

Wysokowytrzymały materiał kompozytowy w osnowie aluminiowej

Tematyka:

aluminium budowa maszyn CAD ceramika techniczna CNC diagnostyka druk 3D energetyka formy wtryskowe innowacje inżynieria materiałowa klejenie kompozyty laser lotnictwo mechanizm MES montaż motocykle motoryzacja nanotechnologia narzędzia obliczenia obrabiarki obróbka plastyczna obróbka skrawaniem oprzyrządowanie polskie projekty powłoki programy przemysł kosmiczny przemysł morski przemysł zbrojeniowy robot robotyzacja silniki spawanie stal technologie łączenia tribologia tworzywa sztuczne wynalazki wywiad zgrzewanie łożyska
FORMY WTRYSKOWE Integracja Konstrukcji i Technologii Ebook
MetalTop
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
  • O nas
  • Polityka prywatności
  • Kontakt

© ITER 2007-2026

Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
  • Strona główna
  • Aktualności
  • Artykuły
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Części maszyn i urządzeń
    • Historia
    • Inne
    • Konstrukcje
    • Maszyny i urządzenia
    • Materiały
    • Projektowanie
    • Rozwiązania
    • Technologie
  • Jak zakupić
  • O nas
  • Kontakt

© ITER 2007-2026

email_icon

Nie przegap nowych wydań!

Zapisz się, aby na bieżąco otrzymywać linki do kolejnych, darmowych wydań Projektowania i Konstrukcji Inżynierskich

Wpisz adres email

Dziękuję, nie pokazuj więcej