Martin van Leeuwen, Direktor für Technologie und Marktentwicklung bei der International Zinc Association (IZA), sprach kürzlich mit Foundry-Planet über die Zukunftsaussichten und aktuellen Herausforderungen für Zinklegierungen. Von den Niederlanden aus leitet er weltweite Initiativen, die darauf abzielen, den Einsatz von Zink in einer Vielzahl von Branchen, darunter auch im Druckgusssektor, auszuweiten. Im Gespräch hob er den aktuellen Marktbericht der IZA hervor, der bis zum Jahr 2035 eine steigende Nachfrage nach Zinkdruckguss prognostiziert. Die International Zinc Association ist ein internationaler Branchenverband mit Hauptsitz in North Carolina, USA, und weiteren Niederlassungen weltweit.
In dem Interview nannte van Leeuwen mehrere wesentliche Faktoren, die den erwarteten Anstieg der Zinknachfrage begründen. Dazu zählen anhaltende technologische Fortschritte, demografische Veränderungen, die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen, die fortschreitende Urbanisierung, kleinere durchschnittliche Haushaltsgrößen sowie die Expansion der Verbrauchermärkte im mittleren Einkommenssegment. Er betonte jedoch, dass die regionalen Entwicklungen erheblich variieren. Europa, Nordamerika und Asien weisen aufgrund unterschiedlicher Bevölkerungswachstumsraten und wirtschaftlicher Leistungen, gemessen am Bruttoinlandsprodukt (BIP), jeweils unterschiedliche Nachfragemuster auf. Insbesondere Indien sticht als Markt mit erheblichem Wachstumspotenzial hervor. Die gut etablierte Druckgussindustrie, die wachsende Mittelschicht, günstige Exportbedingungen und vergleichsweise niedrige Arbeitskosten positionieren das Land als starken Anwärter darauf, ein bedeutender Exporteur von Zinkdruckgusskomponenten zu werden.
Zink unterstützt den Wandel hin zur Elektrifizierung und zu nachhaltigen Technologien
Die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen eröffnet zusätzliche Anwendungsbereiche für Zinkdruckgussteile. Sie kommen immer häufiger in Steckverbindern für Elektro- und Signalkabel, Sensorgehäusen und einer Vielzahl anderer elektrischer Systeme zum Einsatz. Auch Technologien im Bereich der erneuerbaren Energien sind auf Zinkteile angewiesen. In Solaranlagen beispielsweise werden häufig Halterungen und Klemmen aus Zink in die Befestigungssysteme integriert. Da Zink eine hervorragende Gießbarkeit mit hoher elektrischer und thermischer Leitfähigkeit verbindet, eignet es sich besonders gut für elektrische Komponenten und Verarbeitungseinheiten.
Obwohl diese Materialvorteile in der Branche allgemein anerkannt sind, setzt sich die International Zinc Association (IZA) weiterhin für ihre breitere Anerkennung ein. Die Organisation unterstützt diese Bemühungen durch Webinare und Gespräche mit Verbänden der Endmärkte, in denen die Vorteile von Zinkdruckgussteilen für verschiedene Anwendungen hervorgehoben werden. Ein Beispiel hierfür ist das jährliche Webinar der IZA, das in Zusammenarbeit mit der Society of Automotive Engineers veranstaltet wird. Van Leeuwen verweist zudem auf die herausragende Korrosionsbeständigkeit von Zink, die zu den höchsten unter den gängigen Metallen zählt. In Anwendungen, die besonders rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind, können Zinkgussteile durch galvanische Metalloberflächen oder organische Beschichtungssysteme zusätzlich geschützt werden. Diese Oberflächenbehandlungen können auch zu dekorativen Zwecken gewählt werden, wenn die Bauteile im Endprodukt sichtbar bleiben, wie beispielsweise bei Türgriffen, Duscharmaturen, Wasserhähnen, Reißverschlüssen oder Uhren.
Die Kreislaufwirtschaft stärkt die Rolle von Zink in der nachhaltigen Fertigung
Recyceltes Zink hat sich zu einer immer wichtigeren Quelle für die Deckung des weltweiten Bedarfs entwickelt. Während die Primärzinkproduktion relativ stabil geblieben ist, ist die Menge an durch Recycling zurückgewonnenem Zink stetig gestiegen – von rund drei Millionen Tonnen im Jahr 2010 auf heute etwa fünf bis sechs Millionen Tonnen. Diese Zahlen umfassen lediglich dokumentierte Mengen aus verifizierten Recyclingquellen. Laut van Leeuwen dürfte die tatsächliche Menge jedoch erheblich höher liegen. In mehreren Ländern sind Recyclingaktivitäten zwar gut etabliert, finden jedoch nach wie vor im informellen Sektor statt, wo es nur begrenzt zuverlässige Nachweise gibt. Infolgedessen fließt ein erheblicher Anteil des recycelten Zinks nicht in die offiziellen Statistiken ein. Es wird erwartet, dass die laufenden Fortschritte bei Sammelsystemen, Recyclingtechnologien und der Materialsortierung den Anteil von Sekundärzink weiter erhöhen werden. Gleichzeitig fördern politische Initiativen zur Umsetzung der Prinzipien der Kreislaufwirtschaft weiterhin den verstärkten Einsatz von recycelten Materialien.
Fragen zur Qualität von recycelten Metallen kommen häufig auf, da recyceltes Material einen höheren Anteil an Verunreinigungen enthalten kann als Primärmetall. Van Leeuwen erklärt, dass moderne Upcycling-Technologien dieses Problem wirksam lösen können, indem sie recyceltes Zink wieder auf einen hohen Reinheitsgrad bringen. In der Praxis besteht das Zinkrecycling in der Regel aus dem Umschmelzen und, falls erforderlich, zusätzlichen Veredelungsprozessen, durch die Material entsteht, das selbst für anspruchsvolle Anwendungen geeignet ist. Im Vergleich zur Herstellung von Primärzink aus abgebautem Erz erfordert das Umschmelzen deutlich weniger Energie und führt zu einem wesentlich geringeren CO₂-Fußabdruck. Das Recycling bietet daher wichtige ökologische Vorteile, insbesondere bei Anwendungen mit hohem Metallverbrauch. Van Leeuwen ist der Ansicht, dass Zink aufgrund seiner hervorragenden Recyclingfähigkeit und des hohen Anteils an Zinkprodukten, die über lange Zeiträume im Einsatz bleiben, besonders gut für eine Kreislaufwirtschaft geeignet ist. Mit Blick auf die Zukunft sieht er in einem verbesserten Produktdesign zur Vereinfachung der Demontage und des Recyclings sowie in fortschrittlicheren Technologien zur automatisierten Schrottsortierung wichtige Chancen, die Recyclingquoten weiter zu steigern.
Die Umweltverträglichkeit von Sekundär-ZAMAK-Legierungen
ZAMAK bezeichnet eine Gruppe von Legierungen auf Zinkbasis, die Zink mit Aluminium, Magnesium und – je nach Legierungssorte – Kupfer kombinieren. Die International Zinc Association (IZA) hat kürzlich eine umfassende Lebenszyklusanalyse von ZAMAK-Legierungen durchgeführt, die aus recyceltem Zink hergestellt wurden. Nach Angaben der IZA handelte es sich dabei um die erste Studie, die sich speziell mit Sekundär-ZAMAK-Legierungen befasste. Sie deckte etwa 76 % der Produktion von Sekundär-ZAMAK-Legierungen innerhalb der Europäischen Union ab und stützte sich dabei auf Betriebsdaten, die direkt von den teilnehmenden Herstellern bereitgestellt wurden. Die Ergebnisse waren ermutigend: Bei allen bewerteten Umweltindikatoren wiesen Sekundär-ZAMAK-Legierungen durchweg eine geringere Umweltbelastung auf als ihre Primär-Pendants.
Die Studie führt diese verbesserte Umweltleistung in erster Linie auf den geringeren Energiebedarf und den reduzierten Verbrauch an neuen Rohstoffen zurück, die mit der Herstellung von Sekundärlegierungen verbunden sind. Gleichzeitig wird erwartet, dass aus recyceltem ZAMAK hergestellte Gussteile eine Lebensdauer aufweisen, die mit der von Produkten aus Primärlegierungen vergleichbar ist. Van Leeuwen erklärt, dass diese Ergebnisse weitgehend den Erwartungen des IZA-Forschungsteams entsprachen. Dennoch liefert die Bewertung den ersten umfassenden Datensatz, der die Umweltvorteile und die Lebenszyklusleistung von Sekundär-ZAMAK-Legierungen anhand messbarer Belege bestätigt.
Zinkdruckguss punktet mit Effizienz und Leistung
Zinkgussteile stehen im Wettbewerb mit einer Reihe alternativer Werkstoffe, darunter Aluminium, Messing, ausgewählte technische Kunststoffe und stranggepresste Metallprodukte. Dennoch bietet der Zinkdruckguss mehrere Vorteile bei der Fertigung. Die Bauteile erfordern nach dem Gießen in der Regel nur minimale Nachbearbeitung; es sind lediglich geringfügige Dreh- und Besäumarbeiten erforderlich, bevor sie einsatzbereit sind. Dies reduziert sowohl die Produktionszeit als auch den Materialabfall und hilft den Herstellern, die Gesamtkosten zu senken. Zudem tragen die relativ niedrige Schmelztemperatur von Zink und die kurzen Zykluszeiten der Druckgussmaschinen zu einer effizienten Produktion und einer wettbewerbsfähigen Wirtschaftlichkeit bei. Van Leeuwen hebt die Kosteneffizienz als eine der wichtigsten Stärken von Zink hervor.
Gleichzeitig stellt er fest, dass die Materialsubstitution für Zink – wie für praktisch jeden technischen Werkstoff – nach wie vor eine Herausforderung darstellt. Obwohl ein Anstieg der Nachfrage nach Zinkdruckgussteilen erwartet wird, bedeuten die Konkurrenz durch alternative Werkstoffe, dass kontinuierliche Innovation und Kostenwettbewerbsfähigkeit für das künftige Wachstum unverzichtbar bleiben werden. Mit Blick auf die allgemeinen Aussichten beschreibt van Leeuwen Zink als vielseitigen und nachhaltigen Werkstoff für Gussteile, die in Automobilanwendungen, Sanitärprodukten und Baubeschlägen zum Einsatz kommen. Sein niedriger Schmelzpunkt senkt den Energiebedarf bei der Herstellung, während seine vollständige Recyclingfähigkeit die Kreislaufwirtschaft unterstützt. In der Druckgussindustrie wird Zink besonders für die Herstellung dünnwandiger Mikrogussteile mit hoher Präzision geschätzt. Laut van Leeuwen verschafft die Kombination aus Strapazierfähigkeit, langer Lebensdauer und hervorragenden Verarbeitungseigenschaften Zinkdruckgussteilen eine starke Position gegenüber konkurrierenden Werkstoffen und unterstreicht ihre langfristige Bedeutung für Nachhaltigkeits- und Kreislaufwirtschaftsinitiativen.
