Chemiereport_2016-4

62 AustrianLifeSciences chemiereport.at 2016.5 CHEMIE & TECHNIK B eim Bestreben, Autos energieeffizienter zu machen, spielt das Fahrzeuggewicht eine besonders große Rolle. Je leich- ter ein Pkw ist, desto geringer ist sein Kraftstoffbedarf. Da- mit emittiert das Auto auch weniger CO2 sowie Schadstoffe. Für Elektrofahrzeuge ist ein möglichst geringes Gewicht ebenfalls von Vorteil: Weil auch sie weniger Antriebsenergie pro gefahre- nem Kilometer benötigen, steigt ihre Reichweite. Aluminium ist bekanntlich einer der wichtigsten Werkstoffe im Fahrzeugbau, da Aluminiumlegierungen großes Potenzial für wesentliche Gewichtseinsparungen bieten. Die Umformbarkeit von Aluminium-Blechen ist bei Raumtemperatur aber begrenzt.. Im Rahmen des Forschungsprojekts „KryoAlu“ entwickelte die LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen GmbH, ein Toch- terunternehmen des AIT Austrian Institute of Technology, gemeinsam mit der Indust- rie, ein neuartiges Verfahren zur Umfor- mung von Aluminiumblechen. „Bisheri- ger Stand der Technik war es, Aluminium bei erhöhten Temperaturen umzufor- men. Dabei wird die Mikrostruktur uner- wünscht verändert, sodass zusätzliche Prozesse notwendig sind, um wieder den optimalen Blech zu erreichen“, erläutert Carina Schlögl, Leiterin der Umformgruppe am LKR. Deshalb wählten die LKR-Wissenschaftler bei „KryoAlu“ einen neuen Ansatz: „Bei tiefen Temperaturen verbessert sich die Umformbarkeit von Alu- minium, und diesen positiven Effekt nutzen wir.“ Bei dem neuen Verfahren werden die Blechplatinen in flüssi- gem Stickstoff vorgekühlt, von einem Roboter in eine Umform- presse eingelegt und bei -150°C umgeformt. Der Vorteil: Bei der- artig tiefen Temperaturen verdoppelt sich das Umformvermögen von Aluminium und das Verfestigungspotential erhöht sich. Somit können geometrisch komplexe Bauteile gefertigt werden. Ferner treten durch die kryogene Umformung praktisch keine Fließlinien in den Bauteilen mehr auf – ein weiterer Vorteil gegenüber den derzeitigen Methoden der Alublech-Bearbeitung. Industrielle Umsetzung Wie LKR-Geschäftsführer Andreas Kraly betont, wurde das Verfahren „unter seriennahen Bedingungen entwickelt und erfolgreich getestet“. Laut Kraly ist die in Ranshofen entwickelte Fertigung von Karosseriebauteilen bei derartigen Temperatu- ren „weltweit einzigartig“. Einer industriellen Umsetzung steht grundsätzlich nichts mehr im Weg. Von dieser können sowohl Fahrzeug- und Zulieferindustrie als auch die Verbraucher pro- fitieren. Kraly erläutert: „Durch das hohe Einsparungspotenzial wird auch die aufwendigere Stickstoffbehandlung wirtschaft- lich.“ Der Grund: Komplexe Teile, die bisher aus Stahlblech gefer- tigt werden mussten, können nun aus Aluminium hergestellt werden. Beispielsweise können Einzelteile einer Autotür zusam- mengefasst und als ein Teil gefertigt werden, um Fügestellen zu sparen. So lässt sich das Gewicht der Pkws insgesamt vermin- dern, was den Kraftstoffbedarf und die damit verbundenen Emis- sionen reduziert. Auch können hochwertige Aluminiumleicht- bautechnologien, die die Industrie bisher nur in Premiumfahrzeugen einsetzt, künf- tig auch in weiteren Fahrzeugklassen ver- wendet werden. Die Grundlage für diesen Erfolg waren Kraly zufolge technologische und wissen- schaftliche Entwicklungen in vielen Teil- bereichen wie Werkstoffumformung, Tribologie, Kältetechnik und Automatisierung sowie im Bereich der Prozesssimulation. Finanziell ermöglicht wurde diese Forschungsleistung durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft FFG mit dem Programm „Intelligente Produktion“. Ausgezeichnete Innovation Schon im vergangenen Jahr wurde das Projekt „KryoAlu“ mit der Verleihung des oberösterreichischen Landespreises für Innovation in der Kategorie „Forschung“ gewürdigt. „Damit hat sich einmal mehr gezeigt, dass starke Forschungsergebnisse am erfolgreichsten im professionellen Zusammenspiel von Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft zu erzielen sind, und dafür bedanken wir uns auch bei unseren Partnern“, resümiert Kraly. Bereits im Januar 2016 startete das Nachfolgeprojekt „KryoAlu2“. Der Fokus liegt hier besonders auf der industriellen Umsetzung des Prozesses und auf der Erweiterung der Werkstoffpalette. Dazu entwickelt Projektleiter Florian Grabner zusammen mit sei- nem Team u.a. neue Aluminium-Legierungen, die sich noch bes- ser unter tiefen Temperaturen umformen lassen. Bild: AIT/Johannes Zinner www.ait.ac.at Bei -150 °C werden die Aluminiumbleche umgeformt. "KryoAlu": Bei tiefen Temperaturen verbessert sich die Umformbarkeit von Aluminium Materialtechnik Aluminium eiskalt verformen Das AIT Austrian Institute of Technology hat ein neues Verfahren zur tiefkalten Umformung von Aluminiumblechen entwickelt. Das macht die Bauteile leichter und vermindert den Energiebedarf sowie die Emissionen von Kraftfahrzeugen.

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