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A2.2

Metallauswahl

1 Einleitung

Metalle sind heute praktisch allgegenwärtig. Von klassischen Massenmetallen wie Eisen bzw. Stahl, Aluminium und Kupfer bis zu sogenannten Technologiemetallen wie Indium, Gallium, Germanium oder Seltenen Erden finden sich Metalle in fast allen Produkten. Die globale Metallproduktion hat sich in den letzten 100 Jahren um fast das 20-fache gesteigert, während gleichzeitig die Anzahl technologisch relevanter Metalle aus dem Periodensystem deutlich gewachsen ist. Auf den Verbrauch und die Nachfrage von Metallen speziell in Deutschland wird in Abschnitt 1.2 näher eingegangen.

Die Anwendung von Metallen liegt in ihren Eigenschaften begründet. Bereits seit Jahrhunderten werden Eigenschaften wie Glanz, Härte, Zähigkeit und plastische Verformbarkeit geschätzt. Im Laufe der Zeit kamen Eigenschaften wie thermische und elektrische Leitfähigkeit und magnetisches Verhalten hinzu, die schließlich auch durch katalytisches Verhalten oder Halbleitereigenschaften ergänzt wurden. Die Entwicklung der Verwendung von Metallen ist in Abbildung 1 veranschaulicht.

Abbildung 1: Entwicklung der Verwendung von Metallen (Zimmermann 2015)

Mit der zunehmenden Verwendung von Metallen gehen auch steigende Umweltwirkungen einher. Diese liegen zu einem großen Teil in Abbau, Verhüttung und Raffination der Metalle begründet, resultieren aber auch aus Ineffizienzen in der Fertigung von Vor- und Endprodukten sowie einem z.T. fehlendem Recycling am Ende des Produktlebenszyklus.

Für den Produktdesigner ergeben sich verschiedene Möglichkeiten, auf die aus dem Materialeinsatz resultierenden Umweltwirkungen Einfluss zu nehmen, bspw. durch reduzierten Materialeinsatz, durch Verwendung alternativer Metalle und durch Verzicht oder Reduzierung der Verwendung hochlegierter Metallwerkstoffe.

Im vorliegenden Themenpapier wird zunächst ein näherer Blick auf die Eigenschaften und die Verwendung von Metallen geworfen, bevor auf das Recycling von Metallen und die aus der Verwendung resultierenden Umweltwirkungen eingegangen wird. Im Anschluss werden Empfehlungen an den Produktdesigner gegeben.

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