Im Projekt Reassert entwickelt ein Konsortium unter der Leitung von Schaeffler Strategien und Prozesse, um Elektromotoren zu reparieren, aufzuarbeiten oder wiederverwenden zu können. Die verbauten Elektromotoren enthalten wertvolle Rohstoffe. Nachhaltige Werterhaltungsstrategien, um Elektromotoren im Sinne einer modernen Kreislaufwirtschaft in einer zweiten Nutzungsphase verwenden zu können, fehlen allerdings bislang. Ziel des Projekts Reassert ist es, einen Elektromotor zu entwickeln, der leicht zu demontieren und für die Kreislaufwirtschaft geeignet ist.
Inhaltsverzeichnis
1. Aufbau einer Prozesskette von der Eingangs- bis zur End-of-Line-Prüfung
2. KI-Entscheidungstool unterstützt bei der Wahl der Werterhaltungsstrategie
3. Bedeutung des Projektes für den Aftermarket
4. Die Partner im Projekt Reassert
„Zusammen mit unseren Partnern setzen wir auf die Werterhaltungsstrategien ‚Repair‘, ‚Reuse‘ und ‚Remanufacture‘. Dadurch reduzieren wir den Verbrauch natürlicher Ressourcen und minimieren Abfallmengen“, erläutert Thomas Pfund, Leiter Geschäftsbereich E-Motoren bei Schaeffler.
- Unter „Repair“ verstehen die Projektpartner den Austausch von defekten Komponenten und Baugruppen.
- „Reuse“ bedeutet eine Wiederverwendung des kompletten Elektromotors in einer weiteren Nutzungsphase.
- Bei der Strategie „Remanufacture“ werden elektrische Motoren mit dem Ziel aufbereitet, dass diese in puncto Qualität einem Neuteil mit der vollen Garantie entsprechen.
Derzeit stellt das rohstoffliche Recycling die etablierte Werterhaltungsstrategie dar. Durch manuelles oder automatisiertes Recycling werden insbesondere Kupfer- und Aluminiumanteile zurückgewonnen. Dafür werden die elektrischen Traktionsmotoren ausgebaut, geschreddert, in die einzelnen Materialfraktionen sortiert und eingeschmolzen. Das so recycelte und mit Verschmutzungen behaftete Material kann jedoch nicht mehr für den Einsatz in Motoren genutzt werden, zudem werden einzelne Komponenten und Baugruppen zerstört. Daher sollte Rohstoff-Recycling nur als letzte Möglichkeit des Recyclings gewählt und durch die hochwertigen Werterhaltungsstrategien Reuse, Repair, Remanufacturing und werkstoffliches Recycling ersetzt werden.
Aufbau einer Prozesskette von der Eingangs- bis zur End-of-Line-Prüfung
Für Testzwecke wird in dem Projekt eine komplette Prozesskette aufgebaut. Jede Station verfügt dabei über einen eigenen Demonstrator beziehungsweise Versuchsstand – von der Eingangsprüfung für die Klassifikation des Elektromotors über die Demontage, Entmagnetisierung, Reinigung, Befundung und Aufbereitung der Komponenten bis hin zur Remontage und End-of-Line-Prüfung, wo die Funktionsfähigkeit des Elektromotors untersucht wird. „Beispielsweise würde man während dieses Prozesses ein Motorgehäuse mit geringfügigen Verschleißspuren für den erneuten Gebrauch einstufen und gegebenenfalls mit zerspanenden Prozessen aufarbeiten, um die Funktionsfähigkeit zu gewährleisten“, sagt Julian Große Erdmann, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Bayreuth. „Abhängig von der gewählten Werterhaltungsstrategie fallen unterschiedliche Prozessschritte und Prozessketten an, der Aufarbeitungsaufwand kann also variieren.“
Eine Herausforderung ist beispielsweise die Demontage und Wiederverwendung der in den Motoren verbauten Magnetwerkstoffe. Julian Große Erdmann: „Ein Rotor mit Permanentmagneten lässt sich aufgrund der Beschichtung der Magnete als auch deren Verklebung selbst im manuellen Demontageprozess nur schwer mittels mechanischer Verfahren in seine Bestandteile zerlegen. Hier gilt es, zerstörungsarme Demontageverfahren zu etablieren.“
KI-Entscheidungstool unterstützt bei der Wahl der Werterhaltungsstrategie
Bei der Wahl der jeweils besten Werterhaltungsstrategie hilft zudem ein im Projekt entwickeltes KI-Entscheidungstool, das Zugriff auf die Produkt- und Prozessdaten eines E-Motors hat, die in einem digitalen Zwilling gespeichert sind. Das im Projekt gesammelte Wissen soll für das Design neuer elektrischer Motoren genutzt werden. Ziel ist es, den Prototyp eines Motors für die Kreislaufwirtschaft zu entwickeln, der leicht demontiert werden kann und auf den sich die vier genannten Werterhaltungsstrategien problemlos anwenden lassen.
Bedeutung des Projektes für den Aftermarket
Für freie Werkstätten ist die Instandsetzung von E-Motoren aufgrund der Komplexität und technischen Anforderungen aktuell eine große Herausforderung. Deshalb arbeitet das Konsortium an einer Lösung zur Aufbereitung von E-Motoren für eine weitere Nutzungsphase im Ersatzteilmarkt. Neben ökologischen Vorteilen zahlt sich dies auch finanziell für den Fahrzeugbesitzer aus, da der Austausch gegen ein neues Aggregat entfällt. Maik Evers, Leiter des Programm-Managements Antriebssysteme der Schaeffler-Sparte Automotive Aftermarket, erklärt: „In diesem Projekt gehen wir gemeinsam mit unseren Partnern den nächsten großen Schritt in der Ersatzteileversorgung für Elektrofahrzeuge und legen den Grundstein für eine nachhaltige Reparatur des elektrischen Antriebsstrangs.“
Die Partner im Projekt Reassert
Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, das wbk Institut für Produktionstechnik des Karlsruher Instituts für Technologie, die Bright Testing GmbH, die iFAKT GmbH und die Riebesam GmbH & Co. KG komplettieren das Konsortium. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. (eve)
