Maximale Recyclingausbeute dank Lineartechnik

22. Jun 2016 item Redaktion

Forschung an der RWTH Aaachen: Mit Lineartechnik von itemAn der RWTH Aachen sucht ein Team mit Hilfe unserer Lineartechnik nach neuen Ansätzen, um das Recycling von Elektroschrott smarter zu machen.

Als größte Universität für technische Studiengänge in Deutschland bietet die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen mehr als 43.000 Studierenden exzellente Lehrbedingungen, verteilt auf 260 Institute an neun Fakultäten. Praktische Einsatzgebiete für hochauflösende Aufnahmen und die intelligente Bilderkennung sind dabei die Schwerpunkte der Forschung am Lehrstuhl für Bildverarbeitung (LfB).

Das Problem bei der Verwertung von Elektroschrott

Gemeinsam mit seinem Team widmet sich Dipl.-Ing. Matthias Breier hier einem der prominentesten Probleme der modernen Konsumgesellschaft: Praktisch überall sind heute Platinen und andere elektronische Komponenten verbaut. Diese bestehen wiederum aus zahlreichen miteinander verbundenen Werkstoffen. Genau das wird beim Recycling von ausgemusterten Geräten zum Problem. Eine effiziente Trennung der auf kleinstem Raum verbundenen Materialien ist mit aktueller Technik nicht wirtschaftlich darstellbar.

Im Vergleich zum High-Tech-Anspruch der Unterhaltungsindustrie wirken heutige Recycling-Methoden dann eher robust. Der Elektroschrott wird vorsortiert, geschreddert und anschließend eingeschmolzen. Metalle werden aus dieser Schmelze mit elektrochemischen Verfahren extrahiert, allen voran Gold, Silber und Kupfer.

Größere Ausbeute durch zielgerichtetes Recycling

An Grenzen stoßen die gebräuchlichen Recyclingverfahren, wenn es darum geht, auch die in nur sehr geringen Anteilen in Platinenschrott enthaltenen Metalle wie Tantal oder seltene Erden wiederzugewinnen. Hinzu kommt eine weitere Herausforderung: Zu vielen Geräten gibt es keine öffentlich zugänglichen Informationen, welche Materialien in welchen Mengen verbaut wurden. Die Hersteller halten diese auch aus Wettbewerbsgründen oft unter Verschluss.

Genau hier kommt das Thema Bildverarbeitung ins Spiel. Das Team von Matthias Breier entwickelte einen speziellen Versuchsstand, auf dem Platinenschrott in einer extrem hohen Auflösung abgefilmt werden kann. Aus diesen Aufnahmen lassen sich auch ohne vorhandene Dokumentation genaue Rückschlüsse über die verbauten Komponenten und damit über die Materialzusammensetzung ziehen. Für jede Platine entsteht so ein individueller Steckbrief, auf dessen Basis der Recycler eine individuelle Sortierentscheidung treffen kann. Zusammen mit angepassten Techniken ließe sich so die mögliche Recyclingquote deutlich steigern.

Lineartechnik für wiederholbar präzise Bewegungen

In der aktuellen Forschungsphase geht es aber vorwiegend um den Test verschiedener technischer Ansätze für eine optimale Bauteilerkennung. Hierzu muss im Versuchsbau die Position der Aufnahme relativ zum Objekt wiederholbar präzise sein, um die gewählten Methoden objektiv miteinander vergleichen zu können. Sehr kurze und exakte Bewegungen sind darüber hinaus die Voraussetzung, um die Platinen extrem kleinschrittig aufzunehmen und im Anschluss zu einem hochaufgelösten Panorama zusammenzufassen.

In Kooperation mit uns ist aus dieser Vorgabe ein Aufnahmestand entstanden, bei dem auf einem stabilen Unterbau aus Aluminiumprofilen zwei Lineareinheiten kreuzförmig kombiniert werden. Damit ist eine zweidimensionale Bewegung des an den Lineareinheiten montierten Objektträgers möglich, auf dem das aufzunehmende Objekt befestigt ist. Über diesem System ist ein Gestell montiert, an dem eine Industriekamera und diverse unterschiedliche Beleuchtungen angebracht sind. Durch die genau definierten Bewegungsschritte der Objekte relativ zur Kamera kann ein beliebiger Stereo-Aufbau (3D) simuliert werden. In den nachfolgenden Arbeitsschritten werden die Aufnahmen dann am Computer analysiert.

Geringe Umrüstzeiten mit item Profiltechnik

Auf der Suche nach einer optimalen Lösung für den späteren Einsatz in der Industrie soll der Versuchsstand in kommenden Entwicklungsschritten mit einer flächigen LED-Beleuchtung (Barlight) unterhalb des Gestells erweitert werden. Mit unseren Verbindern und Nutensteinen ist dies auch sehr einfach möglich und der Aufnahmestand selbst bleibt sehr stabil. Für schnelle Test-Umbauten setzt das Team von Matthias Breier dazu gerne auf die item Klemmhebel. Wie das in der Praxis aussieht, zeigt unser kurzer Videobericht vor Ort:

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