Bærekraftige og miljøvennlige aluminiumprodukter - resultatet av 30 års forskning

Ved bruk av kunstig intelligens har stolene fra Flokk blitt 200 gram lettere. Dermed spares energi, materialbruken går ned og stolene blir rimeligere i butikken.

HÅG Celi er laget av mer enn 75% resirkulerte materialer fra forbrukere og fornybare kilder. Disse stolene, som står i Abbey Road studios i London, er dermed svært bærekraftige. (Foto: Flokk)

– CO2-avtrykket har sunket fra 35 til 14 kg per stol ved å benytte resirkulert aluminium. En årlig produksjon på 30.000 — 60.000 stoler, betyr kutt på opptil 1.260 tonn CO2 årlig, sier Ole Runar Myhr, forsker og professor fra Hydro.

FNs mål er å forhindre at den globale oppvarmingen stiger mer enn 1,5 grader, for å unngå alvorlige konsekvenser som ekstremvær, tap av biomangfold og matmangel. Å kutte CO2-utslipp i industrien er essensielt for å nå dette målet innen 2050. 

Stort behov for klimavennlig produksjon av aluminium  

Verdens aluminiumsproduksjon har nesten doblet seg på ti år. Aluminium er en nøkkelindustri i Norge, brukt i alt fra biler til møbler og emballasje. Takket være sin styrke og letthet, er metallet etterspurt, spesielt i transportsektoren. Aluminium er også ideell for gjenvinning.  

Siden aluminiumsproduksjonen øker, får vi mer "post consumer scrap" (forbruksavfall). Forbruksavfall er aluminium som har vært i bruk, for eksempel i en brusboks i aluminium.  

Med 2 prosent av verdens produksjon, har Norge en viktig rolle i en industri som vokser raskt og med stadig større behov for miljøvennlige metoder.  

Langsiktig forskning gir store samfunnsgevinster  

I innovasjonsprosjektet AdaptAl samarbeider Hydro, Flokk, Raufoss Teknologi, IDT Solutions, NTNU og Sintef med å utvikle en teknologi som skal sørge for mer bærekraftig produksjon, og bedre utnyttelse av aluminium og forbruksavfall.  

Målet er å få ned CO2-utslippet ved å optimalisere produksjonen, øke andelen "post consumer scrap", og dermed redusere energi- og materialbruk, som igjen fører til lettere produkter. Dette kan igjen sørge for rimeligere produkter i butikken. Prosjektet har fått 8,7 millioner kroner fra Forskningsrådet.    

en digitale tvillingen PRO3 kunne stolen lages 200 gram lettere enn utgangspunktet, samtidig med at CO2-avtrykket ble redusert fra 35 til 14 kg per stol. (Foto: Flokk)

– Teknologien bygger på over 30 års forskning der vi har samarbeidet tett med Sintef og NTNU og med betydelig finansiering fra Forskningsrådet. Det ligger altså en lang og målrettet forskningsinnsats bak, forklarer Myhr.  

– Den langsiktige forskningen har vært avgjørende for å utvikle teknologien som er benyttet i AdaptAl-prosjektet.   

Digital Tvilling: veien til optimalisering  

I AdaptAl brukes den digitale tvillingen PRO3 til å optimalisere produksjonsprosessen, inkludert resirkulering av aluminiumslegeringene.   

– PRO3 er et digitalt verktøy som kan forutsi og forbedre produksjonseffektiviteten. Verktøyet tar hensyn til produksjonskostnader og CO2-utslipp og har kapasitet til at produkter basert på forbruksavfall møter de stadig økte kravene på kvalitet fra kundene, sier forskningssjef Trond Furu i Hydro Corporate Technology Office.  

Furu har stor tro på at dette digitale verktøyet kan bidra til at vi kan håndtere og utnytte en stadig større andel forbruksavfall i fremtiden.    

I praksis vil PRO3 analysere data som temperatur, trykk og kjemisk sammensetning for å anbefale justeringer i produksjonsprosessen. For eksempel, hvis systemet merker at en bestemt legering kan produseres mer effektivt ved en høyere temperatur, vil den foreslå denne endringen. Dette sikrer at hvert produkt — enten det er en stol eller en bilkomponent — både vil være solid og pålitelig, og i tillegg produsert med minst mulig miljøbelastning til lavere kostnad. 

Investering i bærekraftig materiale  

Aluminium har en lang prosesskjede, som i Hydro starter med produksjon av alumina i Brasil. Det brukes en del energi første gang vi produserer aluminium, men til gjengjeld egner aluminium seg svært godt til resirkulering. Når aluminium smeltes om, brukes det bare 5 prosent av energien sammenlignet med produksjonen av det jomfruelige metallet.     

Uansett om sluttproduktet er en bildel eller en stol, stilles det strenge krav. Hvis for eksempel den geometriske formen ikke er nøyaktig nok med tanke på produktkravene som forlanges, må delen ofte vrakes og sendes til resirkulering. Det kan bety store økonomiske tap for produksjonsbedriftene.    

Uansett om sluttproduktet i aluminium er en bildel eller en stol, stilles det strenge krav, og er ikke formen nøyaktig nok må delen vrakes og sendes til resirkulering. Her gjøres det en kontrollmåling av en av de bøyde aluminiumsprofilene som skal bli ett sett med ben på den ferdig sveisede stolrammen. (Foto: Flokk)

Hydro og samarbeidspartnerne jobber derfor med å utvikle PRO3-teknologien, som gjør at flere aluminiumsdeler kommer gjennom nåløyet, og ender opp som et ferdig produkt som tilfredsstiller kravene til kundene. Det bidrar igjen til at færre deler må vrakes.   

– Alle produksjonsprosesser er forbundet med variasjoner, og temperaturen i de forskjellige prosessene vil for eksempel variere fra en produksjon til den neste. Med PRO3 gjør vi beregninger ved hjelp av avanserte matematiske modeller, for å se om produksjonen går bra eller ikke. Siden den digitale tvillingen kan forutsi om noe går galt, kan vi gjøre små justeringer underveis, og dermed få riktig resultat til slutt, sier Myhr. 

Kantinestol med rekordlavt CO2 avtrykk 

Møbelprodusenten Flokk har i samarbeid med Hydro, SINTEF og NTNU benyttet den digitale tvillingen PRO3 for å designe en kantinestol i aluminium. Målet var å redusere CO2-avtrykket vesentlig, ved å bruke mest mulig forbruksavfall. De valgte Hydros merkevare Circal 75R, som garanterer at minimum 75 prosent av materialet skal være resirkulert fra forbruksavfall.  

– Ved hjelp av den digitale tvillingen PRO3 kunne stolen lages 200 gram lettere enn utgangspunktet, samtidig med at CO2-avtrykket ble redusert fra 35 til 14 kg per stol uten at dette gikk ut over stolens egenskaper. Denne optimaliseringen gjør at vi får en solid og lett stol laget av resirkulert aluminium, og med lavt CO2-avtrykk, sier Christian Lodgaard, senior vice president i Flokk. 

Meldinger ved utskriftstidspunkt 15. juni 2024, kl. 00.43 CEST

Det ble ikke vist noen globale meldinger eller andre viktige meldinger da dette dokumentet ble skrevet ut.