Innovation durch nachhaltige Wiederaufbereitung nutzen

Katie Hobbins | 06. Juni 2023

Medizinische Fortschritte wie der chirurgische Ersatz von Hüft-, Knie- und Schultergelenken sowie chirurgische Eingriffe, bei denen Metallnägel, -schrauben und -platten zum Einsatz kommen, haben beim Menschen zu einer beträchtlichen Ablagerung wertvoller Metalle und Legierungen geführt. Wenn diese Implantate und Materialien jedoch entweder zum Ersatz oder postmortal entfernt werden, stehen nur begrenzte Möglichkeiten zur Rückgewinnung oder Wiederverwendung der gesammelten Daten zur Verfügung.

„Derzeit würde ein wiedergewonnenes Implantat in einem Induktionsofen verarbeitet, der enorm viel Energie verbraucht und einen entsprechend großen CO2-Fußabdruck hat“, sagte Peter Pecht, CEO von SMR. Und mit „großem CO2-Fußabdruck“ macht er keine Witze. Eine im Chemical Review der American Chemical Society veröffentlichte Studie ergab, dass die Produktion von Metallen insgesamt 40 % aller industriellen Treibhausgasemissionen und 10 % des weltweiten Energieverbrauchs verursacht.

6K Additive berichtete jedoch, dass durch den Einsatz seines UniMelt-Rückgewinnungsverfahrens im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren eine Energieeinsparung von mindestens 74 % und eine Reduzierung der CO2-Emissionen um 78 % erzielt werden könne. Der Uniform Melt State Process oder UniMelt ist die proprietäre Prozesstechnologie von 6K, die auf Hochfrequenz-Mikrowellenplasma basiert. Eine Kombination aus hoher Hitze und hochreaktiven Ionen sphäroidisiert Metallpulver präzise und kontrolliert gleichzeitig „die Chemie und Porosität des Endprodukts“, so 6K.

6K hat mit Surgical Metal Recycling (SMR) eine Vereinbarung zur Nutzung gebrauchter und nicht spezifikationsgerechter Implantate, Späne und gebrauchter Metallpulver für die additive Fertigung von SWR getroffen und wird das Material über die UniMelt-Plattform wiederaufbereiten – zunächst in den Vereinigten Staaten und später in Europa. Das aus dem Prozess resultierende Premium-Pulver kann zur Herstellung neuer Teile durch additive Fertigung verwendet werden, mit dem ultimativen Ziel, aus vorhandenen Teilen über eine nachhaltige und zirkuläre Lieferkette neue zertifizierte Implantate herzustellen. Eine zirkuläre Lieferkette beinhaltet, dass ein Unternehmen Materialien wiederverwendet oder verarbeitet, um sie in neue Produkte umzuwandeln.

„Es gibt eine wachsende Bevölkerung, die medizinische Titanimplantate für Knie, Wirbelsäule und Hüften benötigt. Diese Vereinbarung schafft einen Weg, diese Teile zu recyceln und die Produktion neuer Implantate mit nachhaltig gewonnenen Rohstoffen zu ermöglichen“, sagte Frank Roberts, Präsident von 6K Additive.

Der UniMelt beginnt mit Titan (Ti64) und erweitert ihn schließlich um Kobalt-Chrom. Dabei kommt ein kontrollierter Prozess zum Einsatz, bei dem Sauerstoff aus dem Titanpulver entfernt wird. Dies bedeutet, dass die Materialgüte verbessert werden kann. Nach Angaben des Unternehmens ermöglicht das Verfahren eine Ausbeute der gewünschten Partikelgrößenverteilung von mehr als 90 % im Vergleich zu anderen Plasma- oder Gaszerstäubungsprozessen, die typischerweise nur 25–35 % erreichen. 6K sagte, dass dies die Kosten und die Umweltbelastung weiter senken werde.

„Durch das Recycling, die Wiederverwendung und die Erneuerung der Metalle, die wir bereits im Land haben, können wir dank der UniMelt-Plattform von 6K die Umweltauswirkungen der Metallgewinnung und -verarbeitung für Neumaterial massiv reduzieren“, sagte Pecht.

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