07/10/2014 - Leichtere Werkstoffe in der Automobilindustrie durch die Entwicklung neuer Legierungen

Menéame

Die Auswirkungen der Automobilindustrie auf die Umwelt führen dazu, dass immer restriktivere Vorschriften, so dass die Strategie der Hersteller ist auf die Gewichtsreduktion die Fahrzeuge.

CIC MARGUNE, Cooperative High Performance Manufacturing Research Center, arbeitet an der Verbindungslinie von Hybridmaterialien mit dem Ziel, Technologien zu entwickeln, die es ermöglichen, Komponenten mit höherer Wertschöpfung durch Verbindung von disimilaren Materialien zu erhalten. "Die Nachfrage nach Hybridverbindungen oder die Verbindung verschiedener Materialien wächst ständig, da für bestimmte Anwendungen und Leistungen die einzelnen Materialien nicht die Anforderungen erfüllen können," erklärt Erik Echaniz, Forscher von CIC marGune und Mitglied der Forschungsgruppe. Fortgeschrittene Verfahren zur Materialumwandlung der Polytechnische Hochschule der Universität Mondragon.

Die Entwicklung neuer, wirksamerer, dauerhafterer und kostengünstigerer Fügeverfahren ist unerlässlich, um dieses Ziel eines breiteren Einsatzes leichter Materialien in allen Fahrzeugarten zu erreichen. In diesem Rahmen „bieten die Konstruktion und Herstellung hybrider Strukturen den Unternehmen der Automobilbranche großes technisches und wirtschaftliches Potenzial“, fügt er hinzu. Beispielsweise verstärkt die europäische Automobilindustrie den Einsatz von Aluminium und anderen Leichtbaumaterialien (Verbundwerkstoffe, Magnesium usw.) in Fahrzeugstruktur und Fahrgestell. Ihr Einsatz hat sich zwischen 2000 und 2010 fast verdoppelt; bis 2020 könnten sie einen Anteil von 70 % erreichen.

Die Verbindung von Materialien

Traditionell sind Eisen und Aluminiumlegierungen aufgrund ihrer guten Eigenschaften einige der wichtigsten Materialien in der Automobil- und Luftfahrtindustrie. Die Verbindung beider Materialien ermöglicht die Schaffung neuer Hybridstrukturen, die die Härte und Verschleißfestigkeit von Stahl mit der geringen Dichte von Aluminiumlegierungen kombinieren. Die Verbindung zwischen disemalen Materialien ist jedoch aufgrund ihrer unterschiedlichen Natur kompliziert. Im konkreten Fall der traditionellen Aluminium-Stahlschweißungen werden aluminiumreiche intermetallische Verbindungen gebildet, die aufgrund ihrer harten und zerbrechlichen Beschaffenheit der Endanwendung abträglich sind. Darüber hinaus zeigen diese Art von Verbindungstechnologien erhebliche Einschränkungen in Bezug auf die Geometrie der gemischten Struktur.

Die Technologien, in denen untersucht wird, sind: Kolodeum, Reibschweißen, Laser, fortgeschrittener Bogen, Klebebindung und Tixokonform (Überformung in halbfestem Zustand). In diesem Bereich ist Tixoforma hervorzuheben, eine vielversprechende Technologie für die Herstellung von Funktionskomponenten "near net shape" mit guten mechanischen Eigenschaften in einem einzigen Schritt.

"Durch die Technologie des Tixoformens konnten wir eine akzeptable Verbindung von Teilen einer gewissen geometrischen Komplexität erzielen, und so konnten wir das Gewicht eines echten Stückes um etwa 40 Prozent erheblich reduzieren," betont Echaniz. Darüber hinaus "ist der Prozess robust und wiederholt; es gibt keine große Streuung zwischen den Teilen und anderen, und die Teile haben keine Mängel," fügt er hinzu.

"Die Beherrschung dieser Technologien wird immer wichtiger und wird für die Automobilindustrie im Baskenland strategisch wichtig," so Echaniz abschließend.

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Kooperatives Forschungszentrum für High-Performance-Herstellung

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