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Leichtbau-Gipfel 2014 Glashohlkugeln, Composites, neue Stahl- und Aluminium-Legierungen

| Redakteur: Claus-Peter Köth

Die Fachsession „Materialien“ leitete als Chairman Heinrich Timm, Mitglied des Vorstands des Carbon Composites e. V. (CCeV) und ehemals Leiter des Audi-Leichtbau-Zentrums Neckarsulm.

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Heinrich Timm, Mitglied des Vorstands des Carbon Composites e. V. (CCeV) und ehemals Leiter des Audi-Leichtbau-Zentrums, fungierte als Chairman der Session Materialien.
Heinrich Timm, Mitglied des Vorstands des Carbon Composites e. V. (CCeV) und ehemals Leiter des Audi-Leichtbau-Zentrums, fungierte als Chairman der Session Materialien.
(Foto: Stefan Bausewein)

Zunächst referierte Stefan Friedrich von der 3M Deutschland GmbH über Mikroglashohlkugeln als Leichtbaufüllstoff in thermoplastischen Polymeren. Glashohlkugeln sind einzellig, ideal rund und bestehen aus einem wasser- und chemikalienbeständigen Borosilikatglas mit einer Wandstärke zwischen 0,5 und 1,5 Mikrometer – je nach Typ. Als Schüttgut stellen sich Glashohlkugeln als frei fließendes, weißes Pulver dar. 3M hat laut Friedrich in den vergangenen Jahren bei den Glashohlkugeln große Fortschritte erzielt und dabei mit dem Typ „iM16k“ eine Mikroglashohlkugel entwickelt, die bei einer sehr geringen Dichte von 0,46 Gramm pro Kubikzentimeter eine isostatische Druckfestigkeit von 1.100 bar aufweist. Diese Glashohlkugel erlaubt es, Kunststoffmischungen mit niedriger Dichte herzustellen, die im Standardspritzguss verarbeitet zu einer Gewichtsreduktion der Bauteile von zehn Prozent und mehr führen. Als Anwendungsbeispiele nannte Friedrich Säulenverkleidungen, Mittelkonsolen und Handschuhfachkästen. Aber auch Komponenten im Motorraum, etwa in Kombination mit Organoblechen könnte Friedrich sich vorstellen.

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Aktuelle Entwicklungen bei Aluminium-Werkstoffen und -Technologien zeigte Torsten Grohmann von der AMAG Austria Metall AG. Den Werkstoff „AMAG TopForm SPF" – eine Aluminium-Legierung der 5000er-Reihe – hat AMAG beispielsweise für das Verfahren der superplastischen Umformung optimiert. Der Werkstoff ermögliche durch seine sehr gute Umformbarkeit bei Temperaturen um 450 bis 500 Grad Celsius spektakuläre Designs und biete eine hohe Teileintegration. Als Einsatzbeispiele nannte Grohmann die Flügeltüren des Mercedes-Benz SLS AMG und die Kotflügel des Bentley Continental. Für Anwendungen im Fahrwerk stellte Grohmann die 6000er-Legierung „AMAG Al6-Cha“ vor – mit einer sehr hohen Streckgrenze, gut schweißbar und mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit. Ein Seitenaufprallträger aus „AMAG TopForm UHS“ – eine für die Halbwarmumformung optimierte Legierung der 7000er-Reihe – rundete seinen Vortrag ab.

Innovationsprojekte und automobile Anwendungen im Bereich Composites stellte Eckart Ruban vom Automotive Industry Team der Evonik Industries AG vor. Dazu gehören optimierte Thermosets/Harz-/Härtesysteme aber auch thermoplastische Matrixsysteme, Strukturschäume, Sandwichbauweisen, Hybridstrukturen, Schmelzklebesysteme, Adhesives etc. Sandwichelemente mit dem Strukturschaum „Rohacell“ verringern laut Ruban beispielsweise in der Motorhaube das Gewicht um 60 bis 70 Prozent gegenüber konventionellen Stahlteilen. Und strukturelle Hybridbauteile (Metall-Kunststoff-Composite) mit dem auf Copolyamid basierenden Haftvermittler „Vestamelt“ halten höheren Lasten stand und sind dabei leichter als Hybridbauteile ohne Haftvermittler. Für die Ausstellung in der »Leichtbau-City« hatte Evonik ein Sportwagen-Monocoque aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFVK/CFRP) des Projektpartners Roding mitgebracht – hergestellt unter anderem mit den Evonik-Produkten „Plexiglas“, „Rohacell“ und „Vestamin“.

Zum Abschluss der Session berichtete Basjan Berkhout, Produkt Marketing Manager Automotive bei Tata Steel über eine nachhaltige Wertschöpfung durch fortschrittliche Leichtbaustähle. Sein Vortrag griff einzelne Stahlentwicklungen für den Leichtbau auf und veranschaulichte anhand einer Gesamtbetriebskostenanalyse das Potenzial der „HyperForm“-Familie hinsichtlich Gewicht und Kosten. „Unser Produkt ,DP800HyperForm‘ vereint hohe Festigkeit mit guter Dehn- und Bearbeitbarkeit und ist damit eine kostengünstige Alternative zu HSLA-, DP- und TRIP-Stählen. Es sorgt für deutliche Gewichtseinsparungen bei einem gleichbleibenden Sicherheitsniveau“, sagte Berkhout.

Heinrich Timm war begeistert vom gezeigten „Wettbewerb der Materialien“. Die Anwender hätten eine breite Auswahl „funktionsabhängig den besten Werkstoff in kleinstmöglicher Menge am richtigen Platz einzusetzen“.

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