Die Zukunft der Elektromobilität hängt maßgeblich von leichtbauoptimierten, recycelbaren Werkstoffen ab. Das Projekt ASAAP (Advancing Sustainable Aluminium by Adaptive Processing) entwickelt adaptive Prozessketten, um Aluminiumblechformteile mit erhöhten Recyclinganteilen aus Endverbraucherschrotten sicher herzustellen.

Ziel ist die Anpassung von Prozessketten zum Erreichen höchster Produktqualität in Verbindung mit maximaler Ressourceneffizienz.

Ziele und Innovationen

ASAAP setzt auf digitale Integration und modellbasierte Optimierung entlang der gesamten Prozesskette:

• Reduktion des CO₂-Fußabdrucks durch Recyclinganteile in Aluminiumblechen für Batteriegehäuse und Leichtbaustrukturen.

• Adaptive Prozessketten: Flexible Fertigungsprozesse, die Recyclingmaterialien optimal nutzen – ohne Einbußen bei Festigkeit oder Verarbeitbarkeit.

• Erweiterter Legierungsraum: Systematische Untersuchung von Millionen Legierungsvarianten der 5000er-Aluminiumlegierungen, um Sprödphasen, Solidustemperatur und Mischkristallverfestigung (MK-Verfestigung) präzise zu steuern.

• Datengetriebene Legierungsentwicklung: Einsatz von Design of Experiments (DoE) und explorativer Datenanalyse, um den Lösungsraum einzugrenzen und erfolgversprechende Legierungen zu identifizieren.

Schwerpunkt von Matplus: Digitalisierte Prozesskette und Evolution von Werkstoffeigenschaften

Matplus bringt seine Expertise in der digitalen Integration der Prozesskette ein:

• Entwicklung des Adaptive Circularity Monitor (ACM) – einer Integrationsumgebung, die Echtzeitdaten aus der Prozesskette erfasst und modellbasiert Steuerungsvorschläge für die Anpassung von Prozessparametern generiert.

• Durch simulationsgestützte Werkstoffmodellierung (z. B. mit JMatPro) und explorative Datenanalyse werden Veränderungen der Werkstoffeigenschaften vorhergesagt und gezielt beeinflusst.

• Der ACM ermöglicht eine kontinuierliche Optimierung der finalen Verarbeitungseigenschaften – von der Legierungszusammensetzung bis zum fertigen Bauteil.

Technologischer Kern

ASAAP kombiniert experimentelle Werkstoffforschung mit digitalen Tools:

• Modellbasierte Vorhersage von Materialverhalten unter Berücksichtigung von Begleitelementen.

• Adaptive Regelung der Prozessparameter, um Schwankungen im Recyclingmaterial auszugleichen.

• Geschlossener Kreislauf durch Rückkopplung zwischen Simulation, Produktion und Qualitätssicherung.