Витая алюминиевая сетка, изношенные велосипедные рамы и бывшие в употреблении автомобильные запчасти, валяющиеся на свалках, могут обрести новую жизнь в качестве строительных конструкций, таких как дверные и оконные рамы, фасады, освещение и декоративные элементы, благодаря новой запатентованной технологии, разработанной в Тихоокеанской Северо-Западной национальной лаборатории Министерства энергетики США (PNNL)..
Тщательные лабораторные испытания показали, что процесс обработки и экструзии с помощью сдвига (ShAPE), применяемый компанией PNNL, позволяет на 100% преобразовать алюминиевый лом, полученный после потребления, в пригодные для использования профили, которые соответствуют или превосходят строгие стандарты ASTM по прочности и гибкости для распространенных строительных сплавов 6061 и 6063.
По словам исследователей, стоящих за разработкой, технология ShAPE открывает возможность создания круглой формы на рынках алюминиевого лома, тем самым снижая зависимость от импорта первичного алюминия.
Этот процесс также позволяет экономить почти всю энергию, необходимую для производства новых алюминиевых изделий. Международная алюминиевая организация подсчитала, что для производства одной тонны расплавленного алюминия требуется 16,6 мегаватт-часов электроэнергии, большая часть которой вырабатывается из ископаемого топлива, такого как уголь.
«Учитывая, что около 55% мирового рынка экструзии алюминия приходится на здания и строительную индустрию, эволюция ShAPE, включающая переработку алюминия для строительных конструкций, открывает огромные возможности для обезуглероживания окружающей среды», — сказал ведущий исследователь Скотт Уэйлен в заявлении для СМИ.
«Мы обнаружили, что уникальные микроструктуры металла более устойчивы к загрязнениям, чем считалось ранее. Это позволяет нам еще глубже проникнуть на рынок алюминиевого лома, сохраняя при этом эксплуатационные характеристики материалов».
Новейшая разработка запатентованной технологии формования побудила технологического предпринимателя Эрика Донски основать начинающую производственную компанию для масштабирования процесса формования в вертикально интегрированные производственные мощности, которые перерабатывают алюминиевый лом в ассортимент низкоуглеродистых экструдированных деталей, изначально предназначенных для строительства зданий.
Компания Atomic13 подписала эксклюзивное соглашение с PNNL о коммерциализации технологии в определенных областях применения и намерена быстро перейти к созданию множества экструдированных алюминиевых деталей по индивидуальному заказу для строительной промышленности и производства потребительских товаров, полностью используя металлолом.
«Технология ShAPE — это потрясающая возможность для нашего производства и создания нашей критически важной инфраструктуры», — сказал Донски. «Мы считаем, что создание круглых конструкций в алюминиевой экструзионной промышленности имеет огромное экологическое и коммерческое значение, а также помогает строительной отрасли значительно снизить содержание углерода в их изделиях».
«Технология ShAPE позволяет таким компаниям, как Atomic13, производить алюминиевые профили из 100% вторичного лома с 90%-ным содержанием углерода», — сказал он. «В то же время низкая стоимость сырья приводит к снижению затрат для потребителей. Мы с нетерпением ожидаем продолжения сотрудничества с инженерами PNNL для продвижения этой многообещающей технологии».
Алюминиевые профили уже сейчас являются основой строительной промышленности. Особенность процесса изготовления профилей заключается в том, что алюминиевые брикеты или стержнеобразные заготовки деформируются с использованием тепла, выделяемого при высоких усилиях сдвига, для измельчения примесей в алюминиевом ломе до мельчайших частиц и равномерного распределения их по микроструктуре алюминия.
Дисперсия устраняет, например, микроскопические скопления железа, которые могут привести к образованию микротрещин в изделиях из переработанного алюминия, изготовленных традиционными методами. Таким образом, экструзия профилированного алюминия обеспечивает значительную экономию энергии за счет устранения необходимости разбавлять примеси, содержащиеся в переработанном алюминии, на 25-40% новым алюминием перед переработкой.
Команда PNNL оценила механические свойства стержней, труб и полых многоканальных трапеций неправильной формы при механическом воздействии. Команда испытала 540 изделий в уникальных условиях, изготовленных из брикетов лома, которые используются после переработки, некоторые из них с высоким содержанием железа (от 0,2 до 0,34% железа). Все они соответствовали стандартам ASTM по пределу текучести и предел прочности при растяжении или превышали их.