KI entwirft Gusseisen aus reinem Schrott, das im Labor fester oder dehnbarer ist als bisher recyceltes Eisen
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Ganz aus Schrott, ohne frisches Eisen, hat ein chinesisch-deutsches Team mithilfe einer KI Gusseisen entworfen, das im Labor je nach Rezeptur bis zu 15,2 Prozent fester oder bis zu 73,2 Prozent dehnbarer war als bisher recyceltes Eisen. Beteiligt sind vier Hochschulen in China und das Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien in Düsseldorf.
Ein Team aus vier chinesischen Hochschulen und dem Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien (MPI SusMat) in Düsseldorf hat mithilfe künstlicher Intelligenz Gusseisen entworfen, das ganz aus Schrott hergestellt wird. Beteiligt sind unter anderem die Shanghai Jiao Tong University und die City University of Hong Kong. Die Studie erschien Mitte Oktober 2026 in der Fachzeitschrift „Science Advances“, das Institut berichtete am 30. Oktober darüber.
Im Labor goss das Team 17 Vorschläge der KI aus Schrott und prüfte sie im Zugversuch, bei dem eine Probe gezogen wird, bis sie reißt. 14 davon waren in der Kombination aus Festigkeit und Verformbarkeit besser als die bisher in der Datenbank erfassten recycelten Eisenwerkstoffe. Die Bestwerte gelten jeweils für eine Eigenschaft: Bei vergleichbarer Dehnbarkeit war die Zugfestigkeit bis zu 15,2 Prozent höher, bei vergleichbarer Festigkeit ließ sich das Material bis zu 73,2 Prozent weiter dehnen, bevor es brach. Die Herstellung ist laut Studie rund 8 Prozent günstiger als das übliche Verfahren, bei dem Schrott mit frischem Eisen gemischt wird.
Der Werkstoff ist Gusseisen mit Kugelgraphit, auch Sphäroguss genannt, von dem weltweit rund 120 Millionen Tonnen im Jahr hergestellt werden. „Bisher werden Verunreinigungen im Metallschrott üblicherweise durch die Zugabe von Primärmetall verdünnt“, sagt Dr. Liuliu Han von der Partnergruppe am MPI SusMat. Primärmetall ist frisch gewonnenes Metall. Das neue Verfahren plant die Verunreinigungen stattdessen als Zutaten der Legierung ein.
Dafür verändert ein Suchprogramm die Zusammensetzung und die Wärmebehandlung, also Temperatur und Dauer. Neuronale Netze sagen voraus, wie fest und wie dehnbar das Ergebnis wird, ein zweites Modell prüft die Auswahl. Die Laborergebnisse fließen zurück, sodass das Modell dazulernt. Als Nächstes will die Gruppe das Verfahren auf recycelte Stähle sowie Aluminium- und Kupferlegierungen übertragen.
Das ist ein Laborergebnis. Noch nutzt keine Gießerei das Verfahren, und der Kostenvorteil von rund 8 Prozent ist berechnet, nicht im Betrieb erprobt. Getestet wurde nur Gusseisen mit Kugelgraphit; Stahl, Aluminium und Kupfer sind erst geplant.
Verglichen wurde mit bisherigem Recycling-Eisen, nicht mit Gusseisen aus frischem Material. Die Bestwerte gelten entweder für die Festigkeit oder für die Dehnbarkeit, nicht für beide zugleich.