{"id":108855,"date":"2025-08-15T02:10:00","date_gmt":"2025-08-15T00:10:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=108855"},"modified":"2025-08-14T11:10:50","modified_gmt":"2025-08-14T09:10:50","slug":"kreislaufwirtschaft-fuer-elektromotoren-und-batterien-ein-leben-ist-nicht-genug","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wirtschaft\/kreislaufwirtschaft-fuer-elektromotoren-und-batterien-ein-leben-ist-nicht-genug\/","title":{"rendered":"Kreislaufwirtschaft f\u00fcr Elektromotoren und Batterien: Ein Leben ist nicht genug"},"content":{"rendered":"\n
Reparieren (repair), \u00fcberholen (refurbish), wiederaufbereiten (remanufacture) und recyclen sind Kernprinzipien der Kreislaufwirtschaft. F\u00fcr einen schonenden Umgang mit Ressourcen sollten m\u00f6glichst viele Rohstoffe und Bauteile in Produkten weiter- oder wiederverwendet werden. <\/p>\n\n\n\n
In der Praxis scheitern gut gemeinte Ans\u00e4tze oft an den Kosten \u2013 wenn die R\u00fcckgewinnung dieser Rohstoffe mit zu viel Handarbeit verbunden oder aufgrund der Produktbeschaffenheit zu aufw\u00e4ndig ist. Wie es besser geht, zeigt das ZIRKEL-Konsortium am Beispiel von Elektromotoren und Hochvoltspeichern in Automobilen: mit einem Produktdesign, in dem eine sp\u00e4tere Zerlegung bereits mitgedacht wird, und mit automatisierten, hocheffizienten Demontageprozessen zur R\u00fcckgewinnung wertvoller Rohstoffe.<\/p>\n\n\n\n
Elektromotoren sind zentrale Komponenten der Elektromobilit\u00e4t. Ihr Innenleben besteht zu einem hohen Anteil aus gefragten Metallen wie Kupfer und Aluminium und Seltenen Erden wie Neodym. Alles Materialien, deren R\u00fcckgewinnung angesichts wachsender Ressourcenknappheit und geopolitischer Abh\u00e4ngigkeiten immer essenzieller wird. Das vom Bundesministerium f\u00fcr Forschung, Technologie und Raumfahrt gef\u00f6rderte Projekt ZIRKEL entwickelte in den vergangenen dreieinhalb Jahren praxisnahe L\u00f6sungen f\u00fcr eine automatisierte Demontage und eine anspruchsvolle stoffliche Verwertung hochintegrierter Komponenten aus batterieelektrischen Fahrzeugen. W\u00e4hrend ein Teil des Konsortiums sich dabei auf Hochvoltbatteriespeichersysteme konzentrierte, stand f\u00fcr das Fraunhofer IWU der Elektromotor und seine stoffliche Wiederverwertung im Fokus.<\/p>\n\n\n\n
Fraunhofer IWU: Wie lassen sich Schraubverbindungen schnell und effizient l\u00f6sen, auch wenn die Komponenten verschmutzt oder abgenutzt sind?<\/h4>\n\n\n\n
Als Antwort auf diese zentrale Frage entwickelte das Fraunhofer IWU einen adaptiven, robotergest\u00fctzten Demonstrator f\u00fcr das automatisierte L\u00f6sen von Schraubverbindungen. Statt eines klassischen Industrieroboters kommt ein Portalroboter zum Einsatz. Mithilfe maschineller Bildverarbeitung und KI-Algorithmen gelingt es dem System, Position und Zustand von Schraubverbindungen zu erkennen und gezielt zu l\u00f6sen, was auch bei stark verschmutzten oder abgenutzten Komponenten funktioniert.<\/p>\n\n\n\n
Den Ausgangspunkt bildete ein mehrstufiger Demontageworkshop am Fraunhofer IWU, bei dem Hinterachs- und Vorderachsmotoren aus dem Volkswagen-Konzern demontiert, analysiert und die Prozessschritte dokumentiert wurden. Dabei entstand eine detaillierte Demontageanleitung, die als Grundlage f\u00fcr die Definition automatisierter Prozesse diente. Die gewonnenen Erkenntnisse flossen direkt in konkrete Designempfehlungen f\u00fcr kreislaufgerechte Konstruktionen ein \u2013 etwa zur Vereinheitlichung von Schraubverbindungen oder zur verbesserten Zug\u00e4nglichkeit von Verbindungselementen im Demontagefall.<\/p>\n\n\n\n
Besonderes Augenmerk galt den im Rotor verbauten Neodym-Magneten, die mit dem Element Neodym einen der wertvollsten Rohstoffe f\u00fcr die Elektromobilit\u00e4t enthalten. Im Projekt wurden verschiedene Remanufacturing-Verfahren erprobt, etwa die mechanische Entnahme nach vorheriger Trennung des Blechpakets oder der gezielte Ausbau mittels hydraulischer Pressen. Das Ergebnis ist eine praxistaugliche Methodik zur m\u00f6glichst besch\u00e4digungsfreien R\u00fcckgewinnung und Wiederverwendung der Magnete.<\/p>\n\n\n\n
Fazit: Erst mit Design for Recycling wird der Kreislaufgedanke wirtschaftlich<\/h4>\n\n\n\n
Ziel des Vorhabens war es, Demontage- und Remanufacturingprozesse technologisch so weiterzuentwickeln, dass selbst komplex aufgebaute Batteriespeichersysteme und Elektromotoren weitgehend automatisiert und damit wirtschaftlich r\u00fcckgebaut werden k\u00f6nnen. Zahlreiche Prozesse und Arbeitsschritte beschreiben nun den Weg von der CAD-gest\u00fctzten Demontageplanung \u00fcber eine automatisierte Schraubenerkennung bis hin zur experimentellen Wiederaufbereitung von Magnetmaterialien.<\/p>\n\n\n\n
Die entwickelte L\u00f6sung hat den Vorteil, adaptiv zu sein, wodurch sich die R\u00fcstzeiten deutlich reduzieren. Zun\u00e4chst wird in einer Grobausrichtung erkannt, dass sich ein Bauteil in der Demontage-Zelle befindet. Anschlie\u00dfend (Feinausrichtung) wird nach bereits eingelernten F\u00fcgeverbindungen gesucht. Nun kann bauteilunabh\u00e4ngig demontiert werden; einzige Voraussetzung ist, dass der Schraubenkopf einmalig trainiert wurde. Es k\u00f6nnen beliebig viele Schraubenk\u00f6pfe eingelernt werden. F\u00fcr die entwickelte kosteng\u00fcnstige Hardware-L\u00f6sung gen\u00fcgen Standard-Stereokameras.<\/p>\n\n\n\n
Eine zentrale Erkenntnis ist, dass Design for Recycling ein integraler Bestandteil der Produktentwicklung sein muss, um Kreisl\u00e4ufe technologisch und wirtschaftlich schlie\u00dfen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Das ZIRKEL-Konsortium<\/h4>\n\n\n\n
Hinter ZIRKEL steht ein Konsortium aus Industrie und Forschung. Zu den Partnern z\u00e4hlen: Volkswagen AG, Liebherr-Verzahntechnik GmbH Automationssysteme, Deckel Maho Pfronten GmbH, Ascon Systems GmbH, Arxum GmbH, Synergeticon GmbH, Fraunhofer IST sowie federf\u00fchrend die TU Braunschweig. <\/p>\n\n\n