WO2018113844A1 - Verfahren zum sortieren von verschnitt- oder stanzabfällen aus metalllegierungen - Google Patents

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WO2018113844A1
WO2018113844A1 PCT/DE2017/101080 DE2017101080W WO2018113844A1 WO 2018113844 A1 WO2018113844 A1 WO 2018113844A1 DE 2017101080 W DE2017101080 W DE 2017101080W WO 2018113844 A1 WO2018113844 A1 WO 2018113844A1
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metal
carrier
spectrum
image
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PCT/DE2017/101080
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Alex Deitermann
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Tailorlux Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/3412—Sorting according to other particular properties according to a code applied to the object which indicates a property of the object, e.g. quality class, contents or incorrect indication
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • B07C5/3425—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour of granular material, e.g. ore particles, grain
    • B07C5/3427—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour of granular material, e.g. ore particles, grain by changing or intensifying the optical properties prior to scanning, e.g. by inducing fluorescence under UV or x-radiation, subjecting the material to a chemical reaction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C2501/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material to be sorted
    • B07C2501/0036—Sorting out metallic particles

Definitions

  • the present invention relates to a method for sorting scrap metal or stamped scrap metal alloys, wherein the surface of the metal sheet is coated with a carrier.
  • Aluminum is a construction material that has high specific strength and is about half as heavy as steel with the same strength.
  • a field of application of aluminum and aluminum alloys is, for example, the mechanical, plant, equipment and automotive industries. Many machine, plant, equipment and / or body parts are made of aluminum, with the parts usually cut or punched out. During the manufacturing process, large amounts of waste or stamped waste are produced, in some cases even up to 50% of a product. Also within a product, a machine, plant, device or body often punched parts made of different alloys are used. In the process of production, it may not be possible to pre-sort these waste or punching waste. The sorting of unmixed aluminum alloys from a mixture of different alloys from waste or stamped waste is costly and time consuming.
  • the sorted sorting of aluminum alloys is desirable because precious alloys can be melted sorted and reused for use.
  • the blends of different alloys from waste or stamped waste are often remelted to less high-quality aluminum alloys and fed to another purpose.
  • the sorted sorting of the aluminum alloys would have the advantage that the unmixed aluminum alloy - compared to mixtures of different alloys from waste or stamping waste - higher value achieved and the production cycle can be fed back directly.
  • the present invention accordingly provides a method for sorting scrap metal or stamped waste from different metal alloys, wherein the surface of the metal sheet is coated with a carrier substance which contains one or more component (s) X which can be identified by means of spectroscopic and / or imaging methods and the metal sheets consisting of different alloys have carriers with different components X,
  • the process comprises the following process steps:
  • step C Sorting of the metal alloys on the basis of the determined in step C carriers.
  • the method according to the invention it is possible to easily sort the waste or stamping waste of metal alloy sheets obtained during the production process of production processes and to sort the sorted waste or punched waste pieces back into the production process, ie the manufacturing or processing process of the respective metal alloy. supply.
  • Metal sheets, which are to be used in cutting or punching are provided before the cutting or punching process, often already at the manufacturer of the metal sheet, with a carrier, for. B. to protect the surface.
  • the carrier is a lubricant which on the one hand serves as a corrosion protection for the metal alloy, in particular for the surface of the alloy, and on the other hand reduces the mechanical stress on the cutting and punching tools, so that their service life can be increased.
  • the carrier preferably lubricant
  • the carrier is a component X which can be identified by means of spectroscopic and / or imaging methods.
  • different components X are added to the carrier, preferably lubricant, so that the carriers, preferably lubricants, and after application to the metal plate, the metal plates can be distinguished by the components X contained in the carrier, preferably lubricant.
  • the components X should be identifiable by means of spectroscopic and / or imaging methods. Spectroscopic methods include emission spectroscopy, absorption spectroscopy, reflection spectroscopy, but also recording and evaluation by means of imaging camera systems and hyperspectral imaging.
  • the recording of the spectrum or image in step A of the method according to the invention can be carried out with hyperspectral cameras, cameras and / or spectrometer systems.
  • a spectrometer system can be integrated into the hyperspectral camera.
  • the generation of the spectrum and / or image and the evaluation can be carried out in a single structural unit, for example in an imaging camera system, such as the hyperspectral camera.
  • a preferred method used in the context of the present invention is emission spectroscopy.
  • a spectrum of the carrier material located on the surface of the piece of waste, preferably lubricant is measured or an image taken of it.
  • the spectrum obtained or the recorded image are evaluated in method step B, assigned to a component X and subsequently to a carrier. If the component X is determined, it is checked to which metal alloy the carrier, which contains the associated component X, has been applied. On the basis of the determination of which metal alloy or metal alloys which are to be sorted waste or punching waste, these alloys are sorted.
  • Another preferred method is the sorting by means of an imaging camera system, in particular a hyperspectral camera.
  • the lubricant with the contained component X on the surface of the waste piece eg under UV light, is excited and emits electromagnetic radiation in the visible spectral range (one color).
  • the fluorescent image is evaluated in method step B and the particle color, for example, blue, green, yellow, red, etc. of a component X and subsequently assigned to a carrier. If the component X is determined, it is checked to which metal alloy the carrier, which contains the associated component X, has been applied. On the basis of the determination of which metal alloy or metal alloys the punching waste to be sorted consists of, these alloys are sorted.
  • the components X can be selected from any optically and spectroscopically identifiable substances, for.
  • organic and / or inorganic colorants complexing agents, and / or luminescers. These substances should be within a carrier, preferably lubricant, be chemically and physically stable and not or hardly adversely affect the material properties.
  • Highly suitable substances that can be used as component X are organic dyes and / or complex compounds, organic luminescent agents and / or inorganic luminescence agents. These luminescent agents are already widely used in the identification of objects, for example, banknotes and other value documents.
  • Organic dyes and / or complex compounds and / or luminescent agents can be selected from organically conjugated systems such as fluorescein derivatives, coumarin derivatives, oxazine derivatives, rhodamine derivatives, lumogens, pyrromethene dye derivatives or others.
  • rare earth complexes with Eu 3+ , Tb 3+ , Sm 2+ , Sm 3+ , Nd 3+ , Ce 3+ , Pr 3 *, Pr 4+ , Dy 3+ , Ho 3+ , Er 3+ , Tm 3+ Yb 2+ or Yb 3+ but also complex compounds with Ru 3+ , Cr 3+ , Mn 2+ , Mn 3+ , Mn 4+ , Fe 3+ .
  • Inorganic luminescent agents may be selected from solid compounds containing one or more luminescent ions from the group: In + , Sn 2+ , Pb 2+ , Sb 3+ , Bi 3+ , Ce 3+ , Ce 4+ , Pr 3 *, Nd 3 + , Sm 2+ , Sm 3+ , Eu 2+ , Eu 3+ , Gd 3+ , Tb 3+ , Dy 3+ , Ho 3+ , Er 3 *, Tm 2+ , Tm 3+ , Yb 2+ , Yb 3+ , Ti 3+ , V 2+ , V 3+ , V 4+ , Cr 3 *, Mn 2+ , Mn 3+ , Mn 4+ , Fe 3+ , Fe 4+ , Fe 5+ , Co 3 + , Co 4+ , Ni 2+ , Cu + , Ru 2+ , Ru 3+ , Pd 2+ , Ag + , Ir 3 *, Pt 2+ and
  • Preferred inorganic luminescent pigments are binary, ternary or quaternary halides, oxides, oxyhalides, sulfides, oxysulfides, sulfates, oxysulfates, selenides, nitrides, oxynitrides, nitrates, oxynitrates, phosphides, phosphates, carbonates, silicates, oxysilicates, vanadates, molybdate, tungstates, germanates or Oxygermanate of the elements Li, Na, K, Rb, Mg, Ca, Sr, Sc, Y, La, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Zn, Gd, Lu, Al, Ga and In.
  • liquid luminescent agents or luminescent agents which dissolve in the carrier, preferably lubricant.
  • the inventive method can be used for sorting pieces or parts of any metal alloys. Waste from alloys of different metals or different metal alloys of a single metal can be sorted.
  • the method according to the invention is particularly suitable for sorting offcuts or stamped waste, in particular pieces of aluminum alloys.
  • Fig. 1 the sequence of the method according to the invention is shown using the example of an aluminum alloy, wherein the scheme already begins in the production of the metal sheet itself, and not only where the invention begins, namely when sorting the stamped sheet waste.
  • Raw material for the production of machinery, equipment, equipment or body parts is sheet metal, often aluminum sheet. Different machines, systems, equipment or body parts are also made of different metal alloys. Sheet metal is usually a flat mill finished product that is delivered to processors as a sheet or in roll form. In particular, as corrosion protection, carriers are applied to the surfaces of the metal sheets. According to the invention, the carrier has an optical, i. via image or color information, and / or spectroscopically identifiable component X, wherein the metal sheets consisting of different alloys have carriers with different components X.
  • the surface of the metal sheet of the alloy MLi is provided with a carrier containing the component Xi, the surface of the metal sheet of the alloy ML2 provided with a carrier containing the component X2, the surface of the metal sheet of the alloy ML3 with a Carrier provided, which contains the component X3, etc.
  • the surface treated with the carrier sheet is then fed to the processing process, such as stamping, cutting, milling, etc. These processing forms regularly produce large amounts of waste. While the finished workpiece is sent for further processing or finishing, the waste can be recycled and recycled.
  • a spectrum and / or an image of the surface of the waste piece is produced according to the invention in method step A. Strictly speaking, this is the spectrum / color of the component X contained in the carrier, preferably lubricant
  • the generated spectrum and / or image is evaluated in method step B, ie it is determined whether the carrier located on the waste part contains a component X and, if so, it is determined which component X is involved. After identification of the component X is adjusted in step C, on which metal alloy, the carrier, the this component X has been applied, and the metal alloy constituting this part is determined.
  • the generation of a spectrum and / or the image, the evaluation of the spectrum and / or the image and the identification of the metal alloy from the data obtained can be done via an imaging camera system which is connected to a data processing unit or contains such integrated.
  • the data processing system stores information about which metal alloys were used, which type of carrier material was applied to the respective metal alloy and which components X contain these carrier substances. From the information which component X is contained in the carrier and on which type of metal alloy the component X has been applied in the carrier, the camera system used shows via an internal data comparison the metal alloy from which the examined piece of waste is produced.
  • the sheet metal blanks are usually fed on a conveyor belt sorting system.
  • the system that is used to generate and evaluate the spectrum may consist of one or any number of evaluation and is usually above such a band or an area in which the material is transported, especially in free flight between z.
  • the separation and sorting of the waste pieces takes place in method step D.
  • the sorting of the metal waste pieces can be done in a conventional manner, for example by blow-out for selectively blowing out the waste or punched pieces via a machine control connected to the evaluation, sorting arms, robot arms, etc.
  • the sorted parts can be collected and possibly supplied to collecting containers and then into in a known manner be fed back to the production process.

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Sortieren von Verschnitt- oder Stanzabfällen aus unterschiedlichen Metalllegierungen beansprucht, wobei die Oberfläche des Metallblechs mit einem Trägerstoff beschichtet ist, welcher eine oder mehrere Komponente(n) X enthält, die mittels spektroskopischer und/oder bildgebender Verfahren identifizierbar ist, und die aus unterschiedlichen Legierungen bestehenden Metallbleche Trägerstoffe mit unterschiedlichen Komponenten X aufweisen, das Verfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf: A) Erzeugen eines Spektrums oder Bildes durch Anregung mit einer Strahlungsquelle und der Aufnahme mit Hilfe von Hyperspektralkameras von dem auf der Oberfläche des Abfallstückes befindlichen Trägerstoff, B) Auswerten des erhaltenen Spektrums oder der Bild- oder Farbinformationen und Zuordnen des Spektrums/Bildes oder der Farben zu einer Komponente X und nachfolgend zu einem Trägerstoff, C) Zuordnen des in Schritt B ermittelten Trägerstoffs zu einer Metalllegierung, D) Sortieren der Metalllegierungen auf der Grundlage der in Schritt C ermittelten Trägerstoffe. Mit dem beanspruchten Verfahren ist es möglich, den Verschnitt oder Stanzabfall von Blechen aus Metalllegierungen, der im Laufe des Produktionsprozesses von Produktionsverfahren anfällt, auf einfache Weise zu sortieren und die sortierten Verschnitt- oder Stanzabfallstücke wieder dem Produktionsprozess, d. h. dem Herstellungs- oder Verarbeitungsprozess der jeweiligen Metalllegierung, zuzuführen.

Description

Verfahren zum Sortieren von Verschnitt- oder Stanzabfällen aus Metalllegierungen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sortieren von Verschnitt- oder Stanzabfällen aus Metalllegierungen, wobei die Oberfläche des Metallblechs mit einem Trägerstoff beschichtet ist.
Aluminium ist ein Konstruktionswerkstoff, der eine hohe spezifische Festigkeit aufweist und verglichen mit Stahl bei gleicher Festigkeit etwa halb so schwer ist. Ein Einsatzgebiet von Aluminium und Aluminiumlegierungen ist beispielsweise der Maschinen-, Anlagen-, Geräte- und Automobilbau. Viele Maschinen-, Anlagen-, Geräte- und/oder Karosserieteile werden aus Aluminium hergestellt, wobei die Teile in der Regel ausgeschnitten oder ausgestanzt werden. Beim Herstellungsprozess fallen große Mengen an Verschnitt- oder Stanzabfällen an, in einigen Fällen sogar bis zu 50 % eines Produktes. Auch werden innerhalb eines Produktes, einer Maschine, Anlage, Gerätes oder Karosserie häufig Stanzteile aus unterschiedlichen Legierungen eingesetzt. Im Verfahrensablauf der Produktion ist es unter Umständen nicht möglich, diese Verschnitt- oder Stanzabfälle schon vorzusortieren. Das Aussortieren sortenreiner Aluminiumlegierungen aus einer Mischung unterschiedlicher Legierungen aus Verschnitt- oder Stanzabfällen ist kostenintensiv und zeitaufwendig.
Das sortenreine Sortieren von Aluminiumlegierungen ist wünschenswert, da wertvolle Legierungen sortenrein aufgeschmolzen und erneut der Verwendung zugeführt werden können. Derzeit werden die Mischungen unterschiedlicher Legierungen aus Verschnitt- oder Stanzabfällen vielfach zu weniger hochwertigen Aluminiumlegierungen umgeschmolzen und einem anderen Verwendungszweck zugeführt. Das sortenreine Sortieren der Aluminiumlegierungen hätte den Vorteil, dass die sortenreine Aluminiumlegierung einen - im Vergleich zu Mischungen unterschiedlicher Legierungen aus Verschnitt- oder Stanzabfällen - höheren Wert erzielt und dem Produktionskreislauf direkt wieder zugeführt werden kann.
Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Sortieren von Verschnitt- oder Stanzabfällen aus Metalllegierungen zur Verfügung zu stellen, das es ermöglicht, innerhalb eines Produktionsprozesses die Verschnitt- oder Stanzabfälle aus unterschiedlichen Metalllegierungen voneinander zu trennen, um schließlich sortenreine bzw. nahezu sortenreine Metallabfälle zu erhalten. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zum Sortieren von Verschnitt- oder Stanzabfällen aus unterschiedlichen Metalllegierungen, wobei die Oberfläche des Metallblechs mit einem Trägerstoff beschichtet ist, welcher eine oder mehrere Komponente(n) X enthält, die mittels spektroskopischer und/oder bildgebender Verfahren identifizierbar ist, und die aus unterschiedlichen Legierungen bestehenden Metallbleche Trägerstoffe mit unterschiedlichen Komponenten X aufweisen,
das Verfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf:
A) Erzeugen eines Spektrums oder Bildes durch Anregung mit einer Strahlungsquelle und der Aufnahme mit Hilfe von Hyperspektralkameras von dem auf der Oberfläche des
Abfallstückes befindlichen Trägerstoff,
B) Auswerten des erhaltenen Spektrums oder der Bild- oder Farbinformationen und Zuordnen des Spektrums/Bildes oder der Farben zu einer Komponente X und nachfolgend zu einem Trägerstoff,
C) Zuordnen des in Schritt B ermittelten Trägerstoffs zu einer Metalllegierung,
D) Sortieren der Metalllegierungen auf der Grundlage der in Schritt C ermittelten Trägerstoffe.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, den Verschnitt oder Stanzabfall von Blechen aus Metalllegierungen, der im Laufe des Produktionsprozesses von Produktionsverfahren anfällt, auf einfache Weise zu sortieren und die sortierten Verschnittoder Stanzabfallstücke wieder dem Produktionsprozess, d. h. dem Herstellungs- oder Verarbeitungsprozess der jeweiligen Metalllegierung, zuzuführen. Metallbleche, die in Schneide- oder Stanzverfahren eingesetzt werden sollen, werden vor dem Schneide- oder Stanzprozess, vielfach bereits beim Hersteller des Metallblechs, mit einem Trägerstoff versehen, z. B. um die Oberfläche zu schützen. Häufig ist der Trägerstoff ein Schmierstoff, der zum einen als Korrosionsschutz für die Metalllegierung, insbesondere für die Oberfläche der Legierung, dient und zum anderen die mechanische Belastung der Schneide- und Stanzwerkzeuge verringert, so dass deren Lebensdauer erhöht werden kann. Erfindungsgemäß wird dem Trägerstoff, vorzugsweise Schmierstoff, eine Komponente X, die mittels spektroskopischer und/oder bildgebender Verfahren identifizierbar ist, zugefügt. Je nach Metalllegierung werden dem Trägerstoff, vorzugsweise Schmierstoff unterschiedliche Komponenten X zugesetzt, so dass die Trägerstoffe, vorzugsweise Schmierstoffe, und nach dem Aufbringen auf das Metallblech die Metallbleche durch die im Trägerstoff, vorzugsweise Schmierstoff, enthaltenen Komponenten X, unterschieden werden können. Erfindungsgemäß sollen die Komponenten X mittels spektroskopischer und/oder bildgebender Verfahren identifizierbar sein. Als spektroskopische Verfahren kommen die Emissionsspektroskopie, Absorptionsspektroskopie, Reflexionsspektroskopie aber auch die Aufnahme und Auswertung mittels bildgebender Kamerasysteme wie auch der hyperspektralen Bildgebung in Betracht. Also kann die Aufnahme des Spektrums oder Bildes in Schritt A des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hyperspektralkameras, Kameras und/oder Spektrometersystemen erfolgen. Ein solches Spektrometersystem kann in die Hyperspektralkamera integriert sein. Im Rahmen der Erfindung kann das Erzeugen des Spektrums und/oder Bildes und die Auswertung in einer einzigen Baueinheit erfolgen, beispielsweise in einem bildgebenden Kamerasystem, wie der Hyperspektralkamera.
Ein im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt eingesetztes Verfahren ist die Emissionsspektroskopie. In einem Verfahrensschritt A wird ein Spektrum von dem auf der Oberfläche des Abfallstückes befindlichen Trägerstoff, vorzugsweise Schmierstoff, gemessen bzw. ein Bild davon aufgenommen. Das erhaltene Spektrum bzw. das aufgenommene Bild werden im Verfahrensschritt B ausgewertet, einer Komponente X und nachfolgend einem Trägerstoff zugeordnet. Ist die Komponente X ermittelt, wird überprüft, auf welche Metalllegierung der Trägerstoff, der die zugeordnete Komponente X enthält, aufgebracht wurde. Auf der Grundlage der Feststellung, aus welcher Metalllegierung bzw. welchen Metalllegierungen die zu sortierenden Verschnitt- oder Stanzabfälle bestehen, werden diese Legierungen sortiert.
Ein weiteres bevorzugtes Verfahren ist die Sortierung mittels eines bildgebenden Kamerasystems, insbesondere einer Hyperspektralkamera. In einem Verfahrensschritt A wird das Schmiermittel mit der enthaltenen Komponente X auf der Oberfläche des Abfallstückes, z.B. unter UV Licht, angeregt und emittiert elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektralbereich (eine Farbe). Das fluoreszierende Bild wird im Verfahrensschritt B ausgewertet und die Partikelfarbe z.B. blau, grün, gelb, rot, etc. einer Komponente X und nachfolgend einem Trägerstoff zugeordnet. Ist die Komponente X ermittelt, wird überprüft, auf welche Metalllegierung der Trägerstoff, der die zugeordnete Komponente X enthält, aufgebracht wurde. Auf der Grundlage der Feststellung, aus welcher Metalllegierung bzw. welchen Metalllegierungen die zu sortierenden Stanzabfälle bestehen, werden diese Legierungen sortiert. Die Komponenten X können aus beliebigen optisch und spektroskopisch identifizierbaren Substanzen ausgewählt sein, z. B. organischen und/oder anorganischen Färb-, Komplex-, und/oder Lumineszenzmitteln. Diese Substanzen sollten innerhalb eines Trägerstoffs, vorzugsweise Schmierstoffs, chemisch und physikalisch stabil sein und die Materialeigenschaften nicht oder kaum nachteilig beeinflussen. Gut geeignete Substanzen, die als Komponente X eingesetzt werden können, sind organische Farbstoffe und/oder Komplexverbindungen, organische Lumineszenzmittel und/oder anorganische Lumineszenzmittel. Diese Lumineszenzmittel werden bereits vielfach bei der Identifizierung von Gegenständen, beispielsweise bei Geldnoten und anderen Wertdokumenten eingesetzt. Organische Farbstoffe und/oder Komplexverbindungen und/oder Lumineszenzmittel können ausgewählt sein aus organisch konjungierten Systemen wie Fluoresceinderivaten, Coumarinderivaten, Oxazinderivaten, Rhodaminderivaten, Lumogenen, Pyrromethen- Farbstoffderivaten oder anderen. Für die Verwendung von Komplexverbindungen kommen Komplexe der Seltenen Erden mit Eu3+, Tb3+, Sm2+, Sm3+, Nd3+, Ce3+, Pr3*, Pr4+, Dy3+,Ho3+, Er3+, Tm3+ Yb2+ oder Yb3+ aber auch Komplexverbindungen mit Ru3+, Cr3+, Mn2+, Mn3+, Mn4+, Fe3+. Fe4+, Fe5+, Co3+, Co4+ Ni2+, oder Cu+ in Betracht, komplexiert mit organisch konjungierten Liganden wie Acetylaceton (ACAC), Dibenzoylmethan (DBM), 4,4,4-Trifluoro-1- (2-naphtyl)-1 ,3-butandion (TFNB), Thenoyltrifluoroaceton (TTFA), Bipyridinderivaten, Phenanthrolinderivaten oder anderen organische komplexierenden Liganden. Anorganische Lumineszenzmittel können ausgewählt sein aus Festkörperverbindungen, die ein oder mehrere lumineszierende Ionen aus der Gruppe ln+, Sn2+, Pb2+, Sb3+, Bi3+, Ce3+, Ce4+, Pr3*, Nd3+, Sm2+, Sm3+, Eu2+, Eu3+, Gd3+, Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3*, Tm2+, Tm3+, Yb2+, Yb3+, Ti3+, V2+, V3+, V4+, Cr3*, Mn2+, Mn3+, Mn4+, Fe3+, Fe4+, Fe5+, Co3+, Co4+, Ni2+, Cu+, Ru2+, Ru3+, Pd2+, Ag+, Ir3*, Pt2+ und Au+ enthalten. Bevorzugt sind anorganische Lumineszenzpigmente binäre, ternäre oder quaternäre Halogenide, Oxide, Oxyhalogenide, Sulfide, Oxysulfide, Sulfate, Oxysulfate, Selenide, Nitride, Oxynitride, Nitrate, Oxynitrate, Phosphide, Phosphate, Carbonate, Silikate, Oxysilikate, Vanadate, Molybdate, Wolframate, Germanate oder Oxygermanate der Elemente Li, Na, K, Rb, Mg, Ca, Sr, Sc, Y, La, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Zn, Gd, Lu, AI, Ga und In.
In der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt flüssige Lumineszenzmittel bzw. solche Lumineszenzmittel eingesetzt, die sich im Trägerstoff, vorzugsweise Schmierstoff, lösen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Sortierung von Stücken oder Teilen von beliebigen Metalllegierungen einsetzbar. Es können Abfälle aus Legierungen unterschiedlicher Metalle oder auch unterschiedliche Metalllegierungen eines einzigen Metalls sortiert werden. Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Sortieren von Verschnitt- oder Stanzabfällen, insbesondere von Stücken aus Aluminiumlegierungen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der beigefügten Figur näher erläutert. In Fig. 1 ist der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens am Beispiel einer Aluminiumlegierung dargestellt, wobei das Schema bereits bei der Herstellung des Metallblechs selbst beginnt, und nicht erst dort, wo die Erfindung ansetzt, nämlich beim Sortieren der Stanzblechabfälle.
Rohstoff für die Herstellung von Maschinen, Anlagen, Geräte- oder Karosserieteilen ist Metallblech, häufig Aluminiumblech. Unterschiedliche Maschinen, Anlagen, Geräte- oder Karosserieteile werden auch aus unterschiedlichen Metalllegierungen hergestellt. Metallblech ist üblicherweise ein flaches Walzwerk-Fertigprodukt, das als Tafel oder in Rollenform an die Verarbeiter ausgeliefert wird. Insbesondere als Korrosionsschutz werden auf die Oberflächen der Metallbleche Trägerstoffe aufgebracht. Erfindungsgemäß weist der Trägerstoff eine optisch, d.h. über Bild- oder Farbinformationen, und/oder spektroskopisch identifizierbare Komponente X auf, wobei die aus unterschiedlichen Legierungen bestehenden Metallbleche Trägerstoffe mit unterschiedlichen Komponenten X aufweisen. So wird die Oberfläche des Metallblechs aus der Legierung MLi mit einem Trägerstoff versehen, der die Komponente Xi enthält, die Oberfläche des Metallblechs aus der Legierung ML2 mit einem Trägerstoff versehen, der die Komponente X2 enthält, die Oberfläche des Metallblechs aus der Legierung ML3 mit einem Trägerstoff versehen, der die Komponente X3 enthält usw.
Das mit dem Trägerstoff oberflächenbehandelte Blech wird anschließend dem Verarbeitungsprozess zugeführt, wie dem Stanzen, Schneiden, Fräsen etc. Bei diesen Verarbeitungsformen entstehen regelmäßig große Mengen an Abfällen. Während das fertige Werkstück seiner weiteren Verarbeitung oder Endfertigung zugeführt wird, kann der Abfall aufbereitet und recycelt werden.
Werden mehrere voneinander verschiedene Metalllegierungen im Rahmen eines Herstellungsverfahrens eines einzigen Produktes eingesetzt, so fallen Gemische von unterschiedlichen Metalllegierungen in unterschiedlichen Mengen an. Um festzustellen, aus welcher Metalllegierung das jeweilige Abfallstück besteht, wird erfindungsgemäß im Verfahrensschritt A ein Spektrum und/oder ein Bild von der Oberfläche des Abfallstückes erzeugt, genaugenommen handelt es sich um das Spektrum/die Farbe der im Trägerstoff, vorzugsweise Schmierstoff, enthaltenen Komponente X. Das erzeugte Spektrum und/oder Bild wird im Verfahrensschritt B ausgewertet, d. h. es wird festgestellt, ob der auf dem Abfallteil befindliche Trägerstoff eine Komponente X enthält und wenn ja, wird ermittelt, um welche Komponente X es sich handelt. Nach Identifizierung der Komponente X wird in Verfahrensschritt C abgeglichen, auf welcher Metalllegierung der Trägerstoff, der dieseKomponente X enthält, aufgebracht wurde und die Metalllegierung, aus welcher dieses Teil besteht, wird ermittelt.
Das Erzeugen eines Spektrums und/oder des Bildes, die Auswertung des Spektrums und/oder des Bildes und die Identifizierung der Metalllegierung aus den erhaltenen Daten kann über ein bildgebendes Kamerasystem erfolgen, das an eine Datenverarbeitungseinheit angeschlossen ist bzw. eine solche integriert enthält. Im Datenverarbeitungssystem sind Informationen dazu hinterlegt, welche Metalllegierungen eingesetzt wurden, welche Art Trägerstoff auf die jeweilige Metalllegierung aufgebracht wurde und welche Komponenten X diese Trägerstoffe, enthalten. Aus den Informationen, welche Komponente X in dem Trägerstoff enthalten ist und auf welche Art von Metalllegierung die Komponente X in dem Trägerstoff aufgebracht wurde, zeigt über einen internen Datenabgleich das eingesetzte Kamerasystem an, aus welcher Metalllegierung das untersuchte Abfallstück hergestellt ist. In industriellen Fertigungsanlagen, in denen Teile gestanzt oder ausgeschnitten werden, werden die Blechverschnitte in der Regel auf einer Bandanlage der Sortierung zugeführt. Das System, das zur Erzeugung und zur Auswertung des Spektrums eingesetzt wird, kann aus einer oder beliebig vielen Auswerteeinheiten bestehen und ist üblicherweise oberhalb eines solchen Bandes bzw. einem Bereich, in dem das Material transportiert wird, insbesondere auch im freien Flug zwischen z. B. einem Transportband und einem oder mehreren Sammelbehälter(n), angeordnet. Es kann jedoch auch unter oder neben, vor oder hinter oder in einer beliebigen örtlichen Kombination im Bezug zum Materialstrom angeordnet sein.
Nach der Identifizierung der jeweiligen Metalllegierungen erfolgt im Verfahrensschritt D die Trennung und Sortierung der Abfallstücke. Das Sortieren der Metallabfallstücke kann in an sich bekannter Weise erfolgen, beispielsweise durch Ausblasvorrichtungen zum selektiven Ausblasen der Verschnitt- oder Stanzstücke über eine mit der Auswerteeinheit verbundene Maschinensteuerung, über Sortierarme, Roboterarme etc. Die aussortierten Teile können gesammelt und ggf. Sammelbehältern zugeführt und anschließend in an sich bekannter Weise dem Produktionsprozess wieder zugeführt werden.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Sortieren von Verschnitt- oder Stanzabfällen aus Metallblechen aus unterschiedlichen Metalllegierungen, wobei die Oberfläche des Metallblechs mit einem Trägerstoff beschichtet ist, welcher eine oder mehrere Komponente(n) X enthält, die mittels spektroskopischer und/oder bildgebender Verfahren identifizierbar ist, und die aus unterschiedlichen Legierungen bestehenden Metallbleche Trägerstoffe mit unterschiedlichen Komponenten X aufweisen,
das Verfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf:
A) Erzeugen eines Spektrums und/oder Bildes durch Anregung mit einer Strahlungsquelle und der Aufnahme mit Hilfe von Hyperspektral kameras von dem auf der Oberfläche des Abfallstückes befindlichen Trägerstoff,
B) Auswerten des erhaltenen Spektrums und/oder Bildes und Zuordnen des Spektrums und/oder Bildes zu einer Komponente X und nachfolgend zu einem Trägerstoff,
C) Zuordnen des in Schritt B ermittelten Trägerstoffs zu einer Metalllegierung,
D) Sortieren der Metalllegierungen auf der Grundlage der in Schritt C ermittelten Trägerstoffe.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt A ein Emissionsspektrum gemessen oder ein Bild bei Beleuchtung mit einer Strahlungsund/oder Lichtquelle und/oder UV-Lampe erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerstoff ein Schmierstoff ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente X ein organisches und/oder anorganisches Färb-, Komplex- und/oder Lumineszenzmittel ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente X ausgewählt ist aus organischen Farbstoffen und Fluoreszenzfarbstoffen, die ausgewählt sein können aus organisch konjungierten Systemen wie Fluoresceinderivaten, Coumarinderivaten, Oxazinderivaten, Rhodaminderivaten, Lumogenen, Pyrromethen- Farbstoffderivaten oder anderen.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente X ausgewählt ist aus metallorganischen Komplexverbindungen mit einer bevorzugten Zusammensetzung von Komplexen der Seltenen Erden mit Eu3+, Tb3+, Sm2+, Sm3+, Nd3+, Ce3+, Pr3+, Pr4*, Dy3+,Ho3+, Er3+, Tm3+ Yb2+ oder Yb3+ aber auch Komplexverbindungen mit Ru3+, Cr3*, Mn2+, Mn3+, Mn4+, Fe3+. Fe4+, Fe5+, Co3+, Co4+ Ni2+, oder Cu+ komplexiert mit organisch konjungierten Liganden wie Acetylaceton (ACAC), Dibenzoylmethan (DBM), 4,4,4-Trifluoro-1-(2-naphtyl)-1 ,3-butandion (TFNB), Thenoyltnfluoroaceton (TTFA), Bipyridinderivaten, Phenanthrolindenvaten oder anderen organisch komplexierenden Liganden.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente X ausgewählt sind aus den anorganischen Lumineszenzmitteln.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalllegierungen Aluminiumlegierungen sind.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen des Spektrums und/oder Bildes und die Auswertung in einer einzigen Baueinheit erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt A die Aufnahme des Spektrums und/oder Bildes mit Hilfe von Kameras und/oder Spektrometersystemen erfolgt.
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