Aufbereitete Aluminiumspäne können das bislang verwendete Legierungspulver bei der Herstellung von Aluminiumschaum ersetzen. Untersuchungen des Fraunhofer IWU zeigen, dass sich daraus Schäume mit vergleichbarer Struktur und Dichte herstellen lassen. Auch für andere Produktionsreste und ausgediente Aluminiumschaumbauteile entwickeln die Forschenden neue Verwertungswege.
Aluminiumschaum verbindet eine geringe Dichte mit hoher Steifigkeit sowie guten Energieabsorptions- und Dämpfungseigenschaften. Der Werkstoff kommt unter anderem in Sandwichstrukturen, Crashsystemen und Leichtbaukomponenten zum Einsatz. Seine Herstellung erfolgt bislang überwiegend aus Aluminiumlegierungspulvern, deren Produktion vergleichsweise aufwendig und kostenintensiv ist.
Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU untersucht deshalb, wie sich Aluminiumreste für die pulvermetallurgische Herstellung von Aluminiumschaum nutzen lassen. Im Mittelpunkt stehen sortenreine Späne, Produktionsreste sowie Möglichkeiten zur Wiederverwertung ausgedienter Aluminiumschaumbauteile.
Aufbereitete Späne ersetzen Neupulver
Ein Schwerpunkt der Untersuchungen lag auf Aluminiumspänen. Diese wurden gemahlen und anschließend nach ihrer Partikelgröße klassiert. Auf diese Weise entstand ein pulverförmiges Ausgangsmaterial, das sich zu schäumbaren Halbzeugen weiterverarbeiten ließ. Die daraus erzeugten Aluminiumschäume erreichten nach Angaben des Fraunhofer IWU vergleichbare Strukturen und Dichten wie Schäume aus neu erzeugtem Legierungspulver. Aussagen über einen umfassenden Vergleich der mechanischen Eigenschaften enthält die Pressemitteilung allerdings nicht.
Den Untersuchungen zufolge kann aufbereitetes Spanmaterial das konventionelle Pulver teilweise oder vollständig ersetzen. Damit ließe sich der Bedarf an energieintensiv hergestelltem Neupulver reduzieren.
Mechanische Aufbereitung weiterer Aluminiumreste
Neben Spänen untersuchte das Forschungsteam auch Folien, Zuschnittreste von Aluminiumcoils und Material aus Felgen. Durch eine mehrstufige mechanische Aufbereitung – Schneiden, Brechen, Mahlen und Sieben – entstanden Partikel mit definierten Größen, die sich grundsätzlich für die Schaumherstellung eignen.
Auch ausgediente Aluminiumschaumbauteile könnten nach Einschätzung der Forschenden wieder in den Materialkreislauf zurückgeführt werden. Das Team entwickelte dafür Strategien zur Zerkleinerung, Sortierung und werkstoffgerechten Weiterverarbeitung. Die Mitteilung spricht hier jedoch ausdrücklich von einer prinzipiellen Möglichkeit und nicht von einer bereits industriell erprobten Kreislaufführung.
Recycling ohne vollständiges Einschmelzen
Das Fraunhofer IWU verfolgt unter anderem Ansätze des sogenannten Solid-State-Recyclings. Dabei wird das Aluminium nicht vollständig eingeschmolzen. Teile der vorhandenen Materialstruktur bleiben erhalten. Gegenüber einer erneuten schmelzmetallurgischen Verarbeitung sollen dadurch zusätzliche Energieaufwendungen und Materialverluste vermieden werden. Wie groß die möglichen Einsparungen tatsächlich sind, ist noch nicht quantifiziert. Die Forschenden planen deshalb Lebenszyklusanalysen, mit denen die ökologischen Vorteile der schrottbasierten Schaumherstellung bewertet werden sollen.
Schwankende Schrottqualitäten bleiben Herausforderung
Vor einer breiten industriellen Anwendung müssen zudem die Auswirkungen unterschiedlicher Schrottqualitäten untersucht werden. Ziel weiterer Arbeiten ist es, die Materialeigenschaften auch bei schwankender Zusammensetzung und Qualität der Ausgangsstoffe zu stabilisieren. Die Ansätze könnten neue Verwertungswege für Aluminiumreste im Automobil- und Maschinenbau sowie in der Bahntechnik eröffnen. Ob und in welchem Umfang sie sich industriell umsetzen lassen, sollen weitere Forschungsarbeiten zeigen.
Grundlage diese Textes ist die Pressemitteilung des Fraunhofer IWU. Sie beruht auf dem Fachbeitrag „Aluminiumschaum: Nachhaltige Herstellung und Verwertung“ in wt Werkstattstechnik online, Ausgabe 4/2026, Seiten 324–334, DOI 10.37544/1436-4980-2026-04-92.
Bild ganz oben: Hohe geometrische Freiheitsgrade beim Design von Aluminiumschaum-Sandwiches. Foto: Fraunhofer IWU
