Eric Donsky的初创公司Atomic13最近与美国能源部西北太平洋国家实验室(PNNL)建立了独家合作关系。该协议的重点是将PNNL已获得专利的创新剪切辅助加工和挤出工艺（ShAPE™）技术商业化。这项突破性技术可以显著地将100%的消费后废铝转化为具有卓越质量的顶级挤压制品。
通过此次合作，Atomic13旨在率先使用6061和6063合金生产各种定制型材。这些型材主要用于建筑和消费品行业，有望为铝挤压提供可持续高效的方法。
Atomic13的创始人Eric Donsky表示：“ShAPE技术为美国制造业和关键基础设施的建设提供了一个惊人的机会。我们相信，在铝挤压工业中建立循环，同时帮助建筑和施工行业显著减少其产品的隐含碳量，具有巨大的环境和商业价值。”
关于技术
PNNL开发的ShAPE专利技术采用旋转压头将铝原料直接挤压成高质量型材。这种创新工艺包括一个容器，通过旋转头将铝废料压在挤压模具上。
在这种相互作用中产生的摩擦加热并软化了材料，使其具有足够的延展性，可以通过旋转模具挤出。与传统方法不同，ShAPE不需要预热，挤压过程中的外部加热或材料的均质化。因此，与传统挤压工艺相比，该技术可显著节省能源。
此外，这项技术消除了原铝，根据其来源，原铝会产生大量的碳足迹。相反，这一过程促进了100%利用铝废料，包括较低等级的变体，例如Twitch。Twitch由消费后粉碎的铝废料混合而成，其中最多含有1%的铁、1%的锌和1%的镁。这种能力进一步强调了ShAPE技术的环境效益，为铝挤压提供了更可持续的方法。
领导这项研究的PNNL首席科学家Scott Whalen补充道：“ShAPE制造工艺在多个方面节省了能源并消除了温室气体排放。首先，我们避免了添加原铝的需要。其次，我们不再需要所谓的坯材均质化，即在挤压前在500°C附近进行6至24小时的热处理。”
铝型材-建筑行业的基石
铝型材是建筑行业的基石，ShAPE工艺大大扩大了在建筑应用中使用废料的潜力。这是由于其变形过程会产生高剪切力，有效粉碎废铝中的杂质。这些杂质被转化为微小的颗粒，并均匀地分散在整个铝微观结构中。
通过这种分散过程，ShAPE技术消除了传统方法制造中出现的微观铁簇等问题，这些问题可能会导致再生铝产品出现微裂纹。铝挤压领域的这一突破确保了产品的完整性，并节省了大量能源。具体来说，它消除了在加工前用25%至40%的新开采铝稀释回收铝中杂质的必要性。
PNNL团队进行了彻底的测试，评估了各种挤压件的机械性能，包括棒、管和具有多个通道的不规则中空形状（如梯形）。他们测试了540种不同的产品条件，所有产品都是由消费后的废弃煤球制成的。其中一些煤球含铁量较高，从0.2%到0.34%不等。值得注意的是，每件产品的屈服强度和极限拉伸强度都达到或超过了严格的ASTM国际标准。
Atomic13正在与挤压行业的一家知名设备公司合作，推进其首条商业生产线的设计阶段。同时，该公司评估了中西部和东南部地区的潜在地点。
根据其对可持续发展的承诺，Atomic13正在与建筑商和建筑公司进行讨论，优先考虑环保实践和建筑材料脱碳。这些合作旨在将ShAPE铝型材整合到即将到来的项目中。该公司有望在2025年初开始接受订单，这标志着其凭借创新、可持续的解决方案彻底改变铝挤压市场的愿景迈出了重要一步。
“全球约55%的铝挤压市场为建筑和施工行业提供服务，ShAPE的发展包括建筑结构的铝回收，这是一个巨大的机会，可以使建筑环境脱碳。我们发现，这种金属中独特的微观结构比以前想象的更耐杂质。这使我们能够在保持材料性能的同时更深入地进入废铝市场。”Whalen补充道。
