REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Ta doktorska disertacija obravnava povečanje reciklabilnosti električnih strojev, ki vsebujejo magnete NdFeB, prek načrtovanja. V okviru raziskave je koncept »načrtovanja za recikliranje« na novo opredeljen tako, da vključuje načrtovanje izdelka, procesa in politike z namenom oblikovanja usklajene strategije za doseganje visokih izkoristkov kakovostnega recikliranega materiala NdFeB ob razumnem naporu. Recikliranje NdFeB je ključno iz treh razlogov: za zmanjšanje negativnih okoljskih vplivov rudarjenja, za povečanje odpornosti evropske dobavne verige trajnih magnetov iz redkih zemelj in za izkoriščanje vira materiala, ki je po sestavi bistveno bliže želeni končni zlitini kot primarni minerali.
V teoretičnih osnovah in pregledu stanja so magneti NdFeB podrobno opisani s poudarkom na sintranih trajnih magnetih in mehanizmih nastanka njihovih magnetnih lastnosti, da bi bolje razumeli učinke sprememb zaradi recikliranja. Nadalje je pojasnjen postopek recikliranja magnetov NdFeB s poudarkom na kratki zanki - od sortiranja in predobdelave do ponovnega sintranja in dodelave. Opisani so tudi električni stroji, ki vsebujejo NdFeB, njihove različice in funkcije ter prednosti in omejitve uporabe teh magnetov. Zadnje poglavje teoretičnega dela obravnava in definira načrtovanje za recikliranje. Predstavljene so splošne in specifične raziskave s tega področja ter analiza patentov, ki prikazuje obstoječe rešitve, usmerjene v večjo prijaznost do recikliranja.
V eksperimentalnem delu so predstavljene tri obsežne študije. Prva obravnava in situ obdelavo električnih strojev brez razstavljanja in razmagnetenja ter pojasnjuje možnosti in omejitve, ki jih določa konstrukcija stroja. Obravnavana je tudi mehanska odstranitev kontaminantov, kot so ostanki prevlek. Druga študija preučuje poenostavljeno procesno pot, ki uporablja razmagnetenje za varno odstranitev magnetov ter zgorevanje lepil in organskih prevlek; analizirani so učinki na magnete in možnosti njihove omilitve. Tretja študija kvantitativno analizira vpliv različnih kontaminantov na magnetne lastnosti pri različnih stopnjah onesnaženosti.
V implementacijskem delu je izvedena temeljita analiza zasnove električnega stroja – od ohišja do natančne sestave magnetne zlitine. Na podlagi ugotovitev je pripravljen in programiran priročnik za načrtovanje za recikliranje, ki z vprašalnikom in pogojno logiko neposredno podpira konstrukterje pri sprejemanju odločitev, prijaznih do recikliranja. Nazadnje je predstavljeno tudi oblikovanje tehnične specifikacije v okviru CEN/TC 472 za podporo izvajanju 28. člena Akta o kritičnih surovinah glede označevanja izdelkov, ki vsebujejo magnete. Vodenje tega projekta je omogočilo prenos rezultatov raziskave na raven politik, saj specifikacija določa vsebino in tehnične zahteve oznake, namenjene posredovanju informacij, ključnih za recikliranje, od načrtovalcev k reciklerjem.