Im Rahmen des Projekts ist die Inbetriebnahme einer modernisierten Pilotproduktionslinie geplant, die über spezielle Eigenschaften verfügt und nach entsprechender Konfiguration sowie Verbindung mit der bestehenden Schmelz- und Gießlinie die Herstellung hochwertiger Bolzen ermöglicht.

Erforderlich ist die Entwicklung von Teiltechnologien für die Vorbereitung und Konfiguration des Einsatzmaterials, das Schmelzen, die Wärmebehandlung sowie die Überprüfung der bestehenden Technologien des Legierens, Raffinierens und Gießens von Bolzen. Dadurch soll eine hocheffiziente, wiederholbare und stabile LCO2ET®-Technologie zur Herstellung von Bolzen aus Materialien mit hohem Schrottanteil entwickelt werden, die eine deutlich geringere Umweltbelastung aufweist.

Der Arbeitsumfang umfasst die Ausarbeitung von Leitlinien zu den angenommenen Voraussetzungen für die Pilotlinie durch das Gießen von Bolzen aus ausgewählten Aluminiumlegierungen der Serie 6xxx mit einem festgelegten Schrottanteil, die Entwicklung von Parametern des Homogenisierungsprozesses, Untersuchungen im Strangpressprozess sowie die Erstellung eines digitalen Zwillings des Schmelzofens, also einer Abbildung wesentlicher Merkmale des Schmelzofens auf Basis weicher mathematischer Modelle, verbunden durch Datenaustausch und Datenverarbeitung.

Es sind Forschungs- und Entwicklungsarbeiten erforderlich, die die Erarbeitung von Gießparametern für Bolzen mit unterschiedlichem Schrottanteil sowie die Bewertung ihrer Qualität umfassen. Es werden Homogenisierungsparameter entwickelt, und der Einfluss der Prozessbedingungen, wie Abkühlgeschwindigkeit, Haltezeiten und Haltetemperaturen, auf die Struktur und Eigenschaften der Bolzen wird untersucht. Der nächste Schritt besteht in der Verifizierung der gegossenen und homogenisierten Bolzen durch Strangpressversuche.

Diese Untersuchungen ermöglichen die Bestimmung des Einflusses des Schrottanteils auf die Strangpressbarkeit sowie auf die Oberflächenqualität, Struktur und Eigenschaften der stranggepressten Profile. Parallel dazu ist im Rahmen der Aufgabe zur Entwicklung eines digitalen Zwillings des Schmelzofens die Prüfung statistischer Hypothesen zur Signifikanz von Prozessparametern erforderlich, die Einfluss auf die Menge der entstehenden Krätze haben, sowie anschließend die Entwicklung einer Methodik zur Aufbereitung von Prozessdaten aus dem Schmelzprozess von Schrott.

Im Verlauf der Arbeiten werden mehrvariantige mathematische Modelle entwickelt, die eine Prognose der Metallausbeute in Abhängigkeit von den Parametern des Schmelzprozesses ermöglichen, darunter unter anderem die Form des Schrotts, der Anteil der Schrottfraktion in der Schmelze und die chemische Zusammensetzung. Anschließend wird eine digitale Abbildung der Charakteristik des Schmelzofens erstellt, die das Testen nicht standardmäßiger Prozesseinstellungen ermöglicht, die Dauer von Experimenten deutlich verkürzt und die Kosten für die Entwicklung einer Schmelztechnologie erheblich reduziert, die mögliche Bedingungen infolge unsicherer Schrottlieferungen und schwankender Zusammensetzungen der verwendeten Schrotte berücksichtigt.