Így alakul a villanymotorok második élete

Az egyre növekvő elektrifikációnak köszönhetően egyre több villanymotor készül, amelyekben értékes nyersanyagok vannak, például réz és ritkaföldfémek, mint a neodímium. Kína kvázi monopolhelyzetben van a nyersanyagok beszállítását illetően, amit a jelenlegi újrahasznosítási módszerekkel nem lehet ellensúlyozni, egyre fontosabb tehát a motorok használhatóságának idejét kitolni. Fontos ez amiatt is, mert a nyersanyagoknak nagyobb karbonlábnyoma van, mint a belső égésű motoroknak. Julian Große Erdmann, a Fraunhofer-Institut gyáripari mérnöki tevékenységért és automatizálásért felelős egységének tudósa elmondta, az innovatív értékmegtartó stratégiák jelentős potenciállal kecsegtetnek az emissziócsökkentés és a fenntarthatóság terén.

A REASSERT program keretében a kutatók együttműködnek a Schaefflerrel, a Karlsruher Institut für Technologie-val (KIT), a BRIGHT Testing GmbH-val, az iFAKT GmbH-val és a Riebesam GmbH & Co. KG-val. A felek innovatív módszereket dolgoznak ki a villanymotorok újragyártására és autókban való újrafelhasználására. A javítás, újragyártás, újrahasználás és nyersanyag-újrahasznosítás kulcselemei a körforgásos gazdaság elképzelésének, lehetővé téve a természetből kinyert nyersanyagokkal való spórolást és a szeméttermelés minimalizálását. A projekt a német állam támogatását is élvezi.

A környezeti terhelés csökkentése

Jelenleg a nyersanyagok újrahasznosítása számít a követendő értékmegtartási stratégiának. Kézi vagy automatizált újrahasznosítási folyamatokon keresztül kinyerhetők az olyan anyagok, mint a réz vagy az alumínium. A villanymotorokat szétszerelik, ledarálják, majd kiválogatják az egyes anyagok darabjait és beolvasztják őket. Az így előállított, sokszor szennyezett anyagok már nem használhatók villanymotorok gyártásához, ezért ezt a megközelítést csak végső esetben lenne szabad követni, és inkább a fenti stratégiákhoz érdemes folyamodni.

Große Erdmann elmondta, egy zárt körforgást akarnak létrehozni, amelyben az értékes anyagokat újra felhasználják, ezzel csökkentve vagy megszűntetve a természetből nyert nyersanyagoktól való függőséget és az importra utaltságot. A projekt résztvevői úgy definiálják az újrahasználást, mint a teljes motor másodszori használatra való előkészítését, a hibás alkatrészek javításával vagy cseréjével. Az újragyártás során minden alkatrészt szétszerelnek, megtisztítanak, megjavítanak és összeszerelnek. Ezekkel a stratégiákkal kevesebb nyersanyagra van szükség, talán csak a cserealkatrészekhez. Ha újrahasznosításra kerül a sor, a projektben részt vevők szétszerelnék a motorokat és még a darálás előtt különválasztanák a különböző anyagokat.

Folyamatlánc a beérkezéstől a végső tesztelésig

A projekt egy komplett rendszer létrehozására irányul, és minden lépéshez külön ember és/vagy tesztgép tartozik. Szükség van a beérkezést követő ellenőrzésre, szétszerelésre, mágnesek eltávolítására, tisztításra, az alkatrészek diagnosztikájára, az újragyártásra, a végösszeszerelésre és egy végső tesztelésre. A folyamat során például egy villanymotor házának enyhe elhasználódásától még újra lehet használni azt, esetleg szükséges lehet megmunkálási folyamatok elvégzése a megfelelő működés érdekében.

A választott értékmegtartási stratégiától függően különböző folyamatokat kell elvégezni, így a motorok újjászületése más-más módon történhet. A kihívások egyike például a mágneses anyagok szétszerelése és újrahasználása. Egy villanymotor forgórészének állandó mágneseit nehéz szétszerelni a mágnesek ereje és a bevonat miatt. Itt a cél egy olyan szétszerelési folyamat megalkotása, ami hatékony, de nem tesz kárt a mágnesekben.

A mesterséges intelligencia is segít

A projekt keretein belül fejlesztett, mesterséges intelligenciát használó digitális eszköz segít megtalálni a megfelelő értékmegtartó stratégiát az adott alkalmazáshoz. A mesterséges intelligencia hozzáfér a villanymotor és az ahhoz kapcsolódó folyamatok adataihoz, amelyeket digitális ikerként tárol. A tudásanyag, amire a projekt résztvevői szert tesznek, az új villanymotorok tervezéséhez felhasználható. A cél az, hogy egy a körforgásos gazdaságba illő, könnyen szétszerelhető prototípus villanymotort hozzanak létre, amelyre az említett értékmegtartó stratégiák könnyedén alkalmazhatók legyenek.