Un laboratoire américain revendique une innovation en matière de recyclage de l'aluminium

Le laboratoire national du nord-ouest du Pacifique du ministère de l'Énergie (DOE) à Richland, Washington, affirme avoir travaillé avec le fabricant canadien de composants automobiles Magna International sur un nouveau processus de fabrication par lequel les déchets d'aluminium peuvent être collectés et « transformés directement en nouvelles pièces de véhicule en utilisant un procédé innovant développé par l’industrie automobile, notamment pour les véhicules électriques [EVs].

Le processus breveté de traitement et d'extrusion assistés par cisaillement (ShAPE) collecte les chutes générées en usine par les usines automobiles et les fournisseurs et les transforme directement en matériau approprié pour de nouvelles pièces de véhicules, indique le DOE. La technologie est désormais mise à l’échelle pour fabriquer des pièces légères en aluminium pour les véhicules électriques.

Le processus, selon le DOE, « élimine le besoin d’ajouter de l’aluminium nouvellement extrait au matériau avant de l’utiliser pour de nouvelles pièces. En réduisant le coût du recyclage de l’aluminium, les fabricants pourraient être en mesure de réduire le coût global des composants en aluminium, leur permettant ainsi de mieux remplacer l’acier.

"Nous avons montré que les pièces en aluminium formées avec le procédé ShAPE répondent aux normes de l'industrie automobile en matière de résistance et d'absorption d'énergie", explique Scott Whalen, chercheur principal du projet. "La clé est que le procédé ShAPE brise les impuretés métalliques présentes dans la ferraille sans nécessiter d'énergie. -étape de traitement thermique intensif. Cela permet à lui seul de gagner un temps considérable et d’introduire de nouvelles efficacités.

Un nouveau rapport et les recherches qui y ont conduit font partie d'un partenariat de quatre ans avec Magna, indique le DOE.

« La durabilité est au premier plan de tout ce que nous faisons chez Magna, de nos processus de fabrication aux matériaux que nous utilisons », déclare Massimo DiCiano, responsable de la science des matériaux chez Magna. « Le processus ShAPE est une excellente preuve de la manière dont nous cherchons à évoluer et à créer de nouvelles solutions durables pour nos clients. »

Le DOE affirme que même si l'industrie automobile recycle actuellement la majeure partie de son aluminium, elle peut également y ajouter de l'aluminium primaire nouvellement extrait avant de le réutiliser pour diluer les impuretés.

Les fabricants de métaux créent le plus souvent des billettes d'aluminium à partir d'ingrédients fondants à des températures supérieures à 1 000 F, selon le département. L'étape de fusion dissout les amas d'impuretés, telles que le silicium, le magnésium ou le fer, dans le métal brut et les répartit uniformément dans la billette grâce à un processus appelé homogénéisation.

En revanche, le procédé ShAPE « accomplit la même étape d’homogénéisation en moins d’une seconde [et] transforme ensuite l’aluminium solide en un produit fini en quelques minutes sans aucune étape de préchauffage requise ».

"Avec nos partenaires de Magna, nous avons atteint une étape critique dans l'évolution du processus ShAPE", déclare Whalen. « Nous avons démontré sa polyvalence en créant des pièces carrées, trapézoïdales et multicellulaires qui répondent toutes aux critères de qualité en matière de résistance et de ductilité. »

Pour ses expériences, l’équipe de recherche a travaillé avec l’alliage d’aluminium 6063, également appelé aluminium architectural. Cet alliage est également utilisé pour une variété de composants automobiles, notamment les berceaux de moteur, les pare-chocs, les longerons de cadre et les garnitures extérieures.

L’équipe de recherche du DOE examine actuellement des alliages d’aluminium encore plus résistants, généralement utilisés dans les boîtiers de batteries des véhicules électriques.

« Nous travaillons actuellement à inclure les flux de ferraille post-consommation, ce qui pourrait créer un tout nouveau marché pour les déchets d'aluminium secondaire », ajoute Whalen.

Outre Whalen, l'équipe de recherche du DOE comprenait Nicole Overman, Brandon Scott Taysom, Reza-E-Rabby, Mark Bowden et Timothy Skszek. Outre DiCiano, les contributeurs de Magna comprenaient Vanni Garbin, Michael Miranda, Thomas Richter, Cangji Shi et Jay Mellis.