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Für die Klausur...

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Tutorium Recycling: 45 min Klausur Recyclingkreisläufe (3 Stück) + urban mining cycle Kreislauf 1: Produktionsabfall Recycling ❏ Produktionsabfall Recycling Rückführung von Produktionsabfällen mit/ohne Behandlung in neuen Produktionsprozess ❏ Wiederverwertung Wiederholter Einsatz von Altstoffen in gleichartigem Produktionsprozess Chemisches Recycling Ergebnis: weitgehend gleichwertige Rohstoffe ❏ Weiterverwertung Einsatz von Altstoffen, Produktionsabfällen, Hilfs-/Betriebsstoffen in einem noch nicht durchlaufenen Produktionsprozess Chemisches (rohstoffliches) Recycling von Kunststoffen Ergebnis: Werkstoffe mit anderen Eigenschaften (Sekundärstoffe) ❏ Aufbereitung Dient zur Vorbereitung (Zerkleinern, Sortieren, Demontieren, chem. Zersetzung) der eigentlichen Verwertung in der Regel verfahrenstechnische Prozesse. Auflösung der Produktgestalt Kreislauf 2: Recycling in der Nutzungsphase (Produktrecycling = Re-use) ❏ Reparaturen (mit Austauschteilen / Gebrauchtteilen) ฀   Instandsetzung ฀ Eigenschaftsverbesserung ฀  Weiterverwendung von Teilen für anderen Zweck ❏ Recycling währen des Produktgebrauchs Nutzung der Produktgestalt durch Rückführung von gebrauchten Produkten nach oder ohne Durchlauf eines Behandlungsprozesses ein neues Gebrauchsstadium. ❏ Wiederverwendung Erneute Benutzung des Teils für den gleichen Zweck ohne bzw. mit beschränkter Veränderung ❏ Weiterverwendung Erneute Benutzung für anderen Verwendungszweck für den es ursprünglich nicht hergestellt wurde ❏ Aufarbeitung bzw. Überholung Bewahrung oder Wiederherstellung zur erneuten Benutzung ❏ Instandhaltung sämtliche Maßnahmen zur Bewahrung des Sollzustandes (Wartung) Feststellung und Beurteilung des Ist Zustandes (Inspektion) Wiederherstellung des Sollzustandes (Instandsetzung) zur Erreichung der vorgesehenen Lebensdauer Produktgestalt bleibt erhalten Instandhaltungsmaßnahmen dienen überwiegend zur Erreichung der vorgesehenen Lebensdauer bzw. Nutzungszeit des Produktes, während Produktrecycling Prozesse weitere zusätzliche Nutzungszyklen erzielen sollen.

Kreislauf 3: Recycling nach der Nutzungsphase (Materialrecycling) ❏ Aufbereitung durch Zerkleinerung, Demontage, Zerlegung, Pressen, Sortieren ❏ Altstoffrecycling Rückführung von verbrauchten Produkten/Altstoffen in einen neuen Produktionsprozess ❏ Wiederverwertung wiederholter Einsatz von Altstoffen in einem gleichartigen wie den bereits durchlaufenen Produktionsprozess ❏ Weiterverwertung Einsatz von Altstoffen in einem von diesen nicht durchlaufenen Produktionsprozess ❏ Aufbereitung Vorbereitung der eigentlichen Verwertung ❏ Feedstock recycling chemisches Recycling zu Sekundärrohstoff (Öl, Gas) Auflösung der Produktgestalt Kreislauf 4: Landfill mining (urban mining) ❏ Aufbereitung von Abfällen und Reststoffen aus Deponien und Halden

Umweltprobleme, welcher Beitrag hat Recycling zum Beitrag von Rohstoffeinsparungen?

Rohstoffverbrauch nach E-Funktion, Sättigung Exponentielles Wachstum, dann Annäherung an eine Sättigungsgerade

Wachstumsrate verringert sich linear mit Annäherung an Kapazitätsgrenze (logistisches Wachstum)

Bewertung von Prozessen und Produkten Werkstoffbezogene Umweltkennzahlen ❏ Materialeinsatz bei der Herstellung eines Werkstoffes

kW h Energie t W erkstof f CO 2 Spezifische C O2 Emissionen bei der Herstellung eines Werkstoffes kg kg W erkstof f M J Heizwert Heizwert von Kunststoffen als Potential für die energetische Verwertung kg W erkstof f M J Energie Fertigungsenergie für die Bearbeitung von Werkstoffen kg W erkstof f

❏ Energieeinsatz bei der Herstellung eines Werkstoffes ❏ ❏ ❏

t Ressourcen t W erkstof f M J Energie kg W erkstof f

oder

Produkt- und Lebenszyklusbezogene Umweltkennzahlen ❏ Graue Energie: Energiemenge für Herstellung, Transport, Lagerung, Verkauf und Entsorgung eines Produktes (ohne Nutzung →   indirekter Energiebedarf durch Kauf eines Produktes) ❏ Virtuelles Wasser: Wassermenge, die zur Erzeugung eines Produktes benötigt wird ❏ Materialinput MI: Gesamtinput aller aufgewendeten natürlichen Rohmaterialien zur Herstellung eines Produktes/Gutes abzüglich des Eigengewichtes des Produktes/Gutes ❏ Materialintensität: Materialinput bezogen auf die Einheit des jeweiligen Produktes/Gutes ❏ Ökologischer Rucksack: Menge an Ressourcen, die bei Herstellung, Gebrauch und Entsorgung eines Produktes oder einer Dienstleistung verbraucht werden

Weitere Umweltkennzahlen Ressourceneffizienz BIP/Verbrauch nicht-regenerativer Ressourcen Carbon Footprint ( C O2 Bilanz als ein Maß für den Gesamtbetrag von Kohlendioxid-Emission, der, direkt und indirekt, durch eine Aktivität verursacht wird oder über die Lebensstadien eines Produkts entsteht) ฀ C O2 eq: Spezifischer Carbon-Footprint (Kohlenstoffdioxid-Äquivalenzwert) (Umrechnung aller Treibhausgas-Emissionen in C O2 ) ฀ Ökologischer Fußabdruck: Fläche auf der Erde, die notwendig ist, um den Lebensstil und Lebensstandard eines Menschen dauerhaft zu ermöglichen Hektar/p.P. ฀ Umfassende Betrachtung durch Ökobilanzen (Life Cycle Assessment LCA)

฀ ฀

Recycling in der Nutzungsphase ฀ Gebrauch ฀   Unfall/Versagen฀  erneuter Gebrauch ฀Instandsetzung mit Originalteilen ฀Reparatur mit Austauschteilen ฀Reparatur mit Ersatzteilen = Gebrauchtteilen (Spare Parts) ฀Eigenschaftsverbesserung des Produktes (Upcycling, Upgrading) ฀Weiterverwendung von Teilen für andere Verwendungszweck

Ursache für Schäden an Produkten und wie kann man das ganze beschreiben? -> Ausfallrate als entscheidendes Maß -> Badewannenfunktion (Bedeutung?, Frühausfälle, Spätausfälle eines Produktes)

Automobilrecycling: -3 stufiger Prozess, Demontagebetrieb, Schredderbetrieb, Post-Schredderbetrieb - Magnetabscheider:

- Wirbelstromabscheider:

-> Ausnutzung der elektrischen Eigenschaften des Aufgabegutes (elektrische Leitfähigkeit; Quotient aus elektrischer Leitfähigkeit und Dichte) -> Wirbelströme bewirken abstoßendes Magnetfeld (Lorentz-Kraft), Abstoßungskraft ist von Verhältnis Leitfähigkeit/Dichte abhängig -> Rotierende Trommel im inneren der Abwurfrolle, Polrad rotiert schneller als Abwurfrolle

-3 stufiger Prozess, Demontagebetrieb, Schredderbetrieb, Post-Schredderbetrieb - Magnetabscheider, Wirbelstromabscheider - Begriffserläuterung: IMDS = International Material Data System IDIS = International Dismantling Information System MISS = Material Information Sheet System DIN ISO 22628 = Auswertenorm Typprüfung Recycling DIN ISO 1043 = Kennzeichnungsnorm Kunststoffe - VDA 231-106 Einteilung der Werkstoffe: H1: Stahl- und Eisenwerkstoffe H2: Leichtmetalle H3: Buntmetalle H4: Sondermetalle H5: Polymer Werkstoffe H6: Prozesspolymere H7: Sonstige Werkstoffe und Werkstoffverbunde H8: Elektrik/Elektronik H9: Betriebsstoffe und Hilfsmittel Aufbereitung von Werkstoffen: Was kann man mit Infotainment, Hutablage machen in Sachen der Weiterverwertung -> Wiederverwendung: Fahrwerk, Getriebe, Elektronik, Navigationsinstrumente, Sitze, Triebwerke -> Weiterverwendung: Museumsstücke, Dekoration (Schleudersitze), Umbau zu Ziel Drohnen, Einsatz von Triebwerken in Schneefräsen, Designermöbel -> Wiederverwertung: Al, Ti, Stahl, Leitungen (Cu), Reifen -

Ablauf werkstofflicher Recycling (Klassierung, Separation, usw.)

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Recycling von Kupferkabeln aus Autos (mechan. oder venylim..????) Eingangsmat. ฀   Vorzerkleinerung Rotorschere ฀   Nachzerkleinerung Granulator ฀ nachfolgende Sortierung ฀   Produkte: Kupfer/ Aluminium / Mischkunststoff

Wie kann man Werkstoffe einem Recyclingverfahren zuordnen? -

Elektrolichtbogenofen

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Sauerstoffblaskonverter -

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Darstellen mit Skizze und Ablauf erklären können Ordnen Sie die Verbindungstypen ein nach ihrer Montagegerechtheit

Schwalbenschwanzverbindungen, Exzenterverbindungen, Welle-NabeVerbindung, Schlauchverbindung(Schlauchschellen) Form-Kraftschluss Klettverbindung, Magnetverschluss, Klemmverschluss, Schraubverbindung, Federverschluss, Schnappverbindungen Plastischer Formschluss Nieten, Bördeln, Clips, Clinchen, Blindnieten, Schrumpfverbindungen, Stanznieten Stoffschluss Schweißen, Löten, Kleben, Umschäumen, Einschäumen Formschluss -

Recyclinggerechtes konstruieren: Wann ist ein Produkt demontagegerecht - Demontagegerechte Baustruktur –hierarchische Baustruktur mit Teileverbindungsgraph (Skizze eines solchen Graphen erstellen können) -

Demontagegerechte Verbindungstechnik – Sichtbar, Zerstörungsfrei lösbar, zugänglich in Zerlegungsrichtung, Eine / wenige Verbindungen, Einheitliche Verbindungselemente, Werkzeuglos Lösbar, Automatisierbar

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Demontagegerechte Anordnung der Verbindungsstellen (Fügestellen) -

Teileverbindungsgraph

Demontagevorranggraph

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