Der Recyclingwert von Flugzeugturbinenschaufeln beruht in erster Linie auf den hochwertigen Materialien, aus denen sie hergestellt werden, und nicht auf den traditionellen Edelmetallen . Die in diesen Komponenten verwendeten Hochtemperaturlegierungen enthalten strategische Metalle wie Nickel, Kobalt und Rhenium, die ein erhebliches Recyclingpotenzial bergen.
Laut einer globalen Marktforschung wird der weltweite Verkaufswert von Materialien für Flugzeugtriebwerksblätter im Jahr 2025 3,264 Milliarden US-Dollar erreichen, mit einem Volumen von 97.000 Tonnen und einem Durchschnittspreis von 32.000 US-Dollar pro Tonne. Da weltweit immer mehr Windkraftanlagen außer Betrieb genommen werden, steigt auch die Menge an Abfall aus Glasfaserverbundwerkstoffen aus Windturbinenblättern dramatisch an.
Europa muss bis 2030 50.000 Tonnen Glasfaserverbundwerkstoffabfälle aus Windturbinenblättern verarbeiten, während in den USA bis 2050 370.000 Tonnen derartiger Abfälle verarbeitet werden müssen.
Beim Recycling von Flugzeugturbinenschaufeln kommen typischerweise spezielle Technologien zur Rückgewinnung von Faserverbundwerkstoffen zum Einsatz, darunter Pyrolyse-, Wirbelschicht- und Lösungsmittelrückgewinnungsverfahren. Die zurückgewonnenen Legierungsmaterialien können wieder in die Produktionslinien zur Herstellung neuer Flugzeugturbinenschaufeln eingebracht werden und bilden so einen nachhaltigen Materialkreislauf.
Die Werkstoffe für Flugzeugturbinenschaufeln basieren hauptsächlich auf Hochtemperaturlegierungen , deren Edelmetallgehalt relativ gering ist. Der Kernwert dieser Werkstoffe liegt in ihren komplexen Hochtemperaturlegierungen und nicht in Edelmetallen im herkömmlichen Sinne.
Diese Materialien werden durch Vakuumschmelzen, gerichtete Erstarrung und Beschichtungsverfahren hergestellt. Die vorgelagerte Lieferkette umfasst Lieferanten von hochreinen Metallen ( Nickel , Kobalt, Rhenium ), seltenen Erden und Spezialausrüstung.
Für moderne Turbinenschaufeln in Flugzeugen werden zunehmend nickelbasierte Einkristall-Hochtemperaturlegierungen , Titanlegierungen und Verbundwerkstoffe mit Keramikmatrix verwendet. Der Wert dieser Materialien liegt vor allem in ihrer außergewöhnlichen Leistung bei hohen Temperaturen und den Herstellungsprozessen.
Obwohl Superlegierungen auf Kobaltbasis in Spezialbereichen Anwendung finden, sind Edelmetalle nicht die primäre Wertquelle für Materialien zur Herstellung von Flugzeugturbinenschaufeln. Der wahre Wert liegt in Innovationen in der Materialwissenschaft und Fertigungstechnologie.
Flugzeugturbinenschaufeln bestehen im Wesentlichen aus Hochleistungs-Superlegierungen und halten extremen Betriebsbedingungen von über 1600 °C stand. Sie widerstehen dabei enormen Zentrifugalspannungen und thermischer Korrosion. Da sie sich an der heißesten, belastungsintensivsten und härtesten Stelle des Triebwerks befinden, gelten Turbinenschaufeln als kritische Komponenten.
Der globale Markt für Turbinenschaufeln für die Luft- und Raumfahrt ist nach Materialtyp in Einkristall-Superlegierungen, gerichtet erstarrte Säulenlegierungen, gleichachsige Gusslegierungen, Knetlegierungen und Legierungen auf Basis intermetallischer Verbindungen unterteilt.
Durch kontinuierliche Forschung und Entwicklung konnte die Temperaturtoleranz dieser Hochtemperaturlegierungsblätter von ca. 750 °C in den 1940er Jahren auf rund 1700 °C in den 1990er Jahren gesteigert werden. Dieser bedeutende Fortschritt ist auf die kombinierte Entwicklung von Blattlegierungen, Gussverfahren, Blattdesign und -bearbeitung sowie Oberflächenbeschichtungen zurückzuführen.
Aufgrund des unermüdlichen Strebens der Luftfahrtindustrie nach höheren Schub-Gewichts-Verhältnissen können herkömmliche Superlegierungen auf Nickelbasis mit ihren Schmiede- und Gussformen die immer strengeren Temperatur- und Leistungsanforderungen nur schwer erfüllen. Daher sind neue Materialien mit überlegenen Hochtemperatureigenschaften entstanden, wie beispielsweise gerichtet erstarrte Legierungen und Einkristalllegierungen.
Der globale Markt für Turbinenschaufeln für die Luft- und Raumfahrt wird von mehreren spezialisierten Herstellern dominiert, die ein hochspezialisiertes Lieferkettensystem bilden. Zu den wichtigsten Wettbewerbsunternehmen zählen internationale Giganten wie GE, Safran, Collins Aerospace, Raytheon Technologies und GKN Aerospace.
Nehmen wir Rolls-Royce, Großbritannien, als Beispiel. Als einer der drei weltweit größten Triebwerkshersteller ist sein Lieferkettenmanagement außergewöhnlich streng. Vor 2014 hatten die drei größten Triebwerkshersteller nie rotierende Komponenten aus Superlegierungen aus China oder Asien bezogen. Dies änderte sich, als die Wuxi Turbine Blade Co. eine Ausschreibung für Rolls-Royces Projekt zur Herstellung von Superlegierungs-Niederdruckturbinenscheiben gewann und sich einen Zehnjahresvertrag sicherte.
Zu den wichtigsten Akteuren in der Gasturbinenschaufelindustrie zählen Sandvik Coromant, Stork, Mitsubishi Heavy Industries und Siemens. Sie liefern verschiedene Schaufeltypen – darunter bewegliche und stationäre Schaufeln – für verschiedene Industriezweige wie die Luft- und Raumfahrt, die Energieerzeugung und die Automobilindustrie.
Durch kontinuierliche Innovation und strenge Qualitätskontrollen integrieren diese Hersteller Edelmetalle wie Platin und Iridium in ihre Produkte, um einen stabilen Betrieb der Turbinenschaufeln unter extremen Bedingungen zu gewährleisten. Solche Komponenten sind bei Edelmetallrecyclingunternehmen sehr gefragt .
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