Magnesiumwerkstoffe im Leichtbau
Der verstärkte Einsatz von Leichtmetallen - beispielsweise im Automobilbau - soll helfen, natürliche Ressourcen zu schonen und Schadstoffemissionen zu senken. Freiburger Forscher untersuchen Verhalten und Belastbarkeit von Magnesiumwerkstoffen.
Die schwindenden natürlichen Ressourcen zu schonen und gleichzeitig Schadstoffemissionen zu senken, das sind drängenden Aufgaben dieses und des nächsten Jahrhunderts. Der verstärkte Einsatz von Leichtmetallen bietet hier enormes Potential - vor allem in der Automobilindustrie. Denn der öffentliche und politische Druck zur Entwicklung von Fahrzeugen mit geringerem Treibstoffverbrauch wächst. Das angestrebte »3-Liter-Auto« in Europa oder die »Corporate Average Fuel Economy Programmes« in den USA sorgen dafür, daß Magnesium verstärkt als Konstruktionswerkstoff eingesetzt wird, denn es ist noch einmal um ein Drittel leichter als Aluminium. Forscher am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg untersuchen mit verschiedenen Tests Verhalten und Belastbarkeit von Magnesiumlegierungen. »Ein Indiz für den zukünftig wohl verstärkten Einsatz von Magnesium im Automobil ist, daß führende Automobilbauer und verschiedene Magnesiumhersteller Joint-Ventures eingegangen sind, um den Magnesiumbedarf zu sichern«, kommentiert Dr. Johann Georg Blauel vom IWM diesen Trend in der Werkstoffforschung.
»Magnesium ist der leichteste metallische Konstruktionswerkstoff und fast unbegrenzt verfügbar. Zudem läßt sich dieser Werkstoff gut ver- und bearbeiten und sehr gut recyceln«, beschreibt Dr. Blauel die Vorzüge. »Wenn Magnesium allerdings im Auto in großem Umfang eingesetzt werden soll, müssen noch weitaus mehr Kennwerte über sein Verhalten ermittelt und für die Simulation verfügbar gemacht werden.« Deshalb prüfen die Forscher wie sich der Werkstoff und daraus gefertigte Bauteile unter den verschiedensten Einsatzbedingungen einschließlich Temperatur und korrosive Umgebung verhält. So werden beispielsweise Verformung und Festigkeit sowie das Bruchverhalten im Betrieb und unter Crashbelastung, aber auch Alterungs- und Kriechprozesse an Felgen, Lenkrädern oder Türstrukturen analysiert. Ein anderes Problem besteht darin, daß Magnesiumteile im Automobil mit anderen Komponenten aus Aluminium oder Stahl verbunden werden müssen. Um solche Verbindungen bewerten zu können, wenden die Freiburger Forscher bruch- und schädigungsmechanische Konzepte an. Auch das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit LBF, das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM und das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU führen Tests zur Charakterisierung von Magnesiumwerkstoffen durch. Aktuelle Entwicklungen zum Leichtbau zeigen die Forscher vom 27. bis 30. September 1999 auf der Materialica 99 (Halle B1, Stand 415/616).
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