Magnesiumfeinblech bietet ähnliche Materialeigenschaften wie das rund 30 Prozent schwerere Aluminium. Durch den verstärkten Einsatz dieses innovativen Materials in der Serienproduktion könnte das Gewicht der Automobile von Morgen deutlich reduziert und wichtige Ressourcen eingespart werden.
Grundlage hierfür sind allerdings Berechnungsmethoden, mit denen bei der Konstruktion von Fahrzeugteilen die mechanischen Eigenschaften und die Lebensdauer des Materials berücksichtigt werden können. Eine solche Berechnungsmethode zu entwickeln, ist das Ziel des Forschungsprojektes „MagFest" unter Federführung des Kompetenzzentrums Leichtbau (LLK) der Hochschule Landshut. Nach rund einem Jahr Laufzeit wurden beim 2. Partnertreffen des Forschungsprojektes „Betriebsfestigkeitsanalyse für Leichtbaustrukturen aus Magnesiumknetlegierungen MagFest" an der Hochschule Landshut erste Ergebnisse vorgestellt.
Dabei waren sich Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Otto Huber und wissenschaftlicher Mitarbeiter Dipl.-Ing. (FH) Johannes Dallmeier (LLK der Hochschule Landshut) und die Vertreter der Verbundpartner Adam Opel AG (Rüsselsheim), CADFEM GmbH (Grafing bei München), Magnesium Flachprodukte GmbH (Freiberg) sowie dem Gießereiinstitut der Technischen Universität Bergakademie Freiberg einig über die große Bedeutung des Leichtbaus und das Einsparpotenzial beim Einsatz von Magnesiumblechen. „Die steigenden Sicherheits- und Komfortanforderungen der Kunden an ihre Fahrzeuge sorgen für ein immer höheres Gewicht der Fahrzeuge. Das hat wiederum einen hohen Kraftstoffverbrauch und CO2-Ausstoß zur Folge. Der Leichtbau versucht, dem entgegenzuwirken. Eine Möglichkeit hierzu bietet der Einsatz von Magnesiumfeinblechen", wie Prof. Dr. Otto Huber den Hintergrund des Projektes erläuterte. Den Zwang zum Leichtbau und die hohe Relevanz des Projektes in diesem Bereich betonte auch Prof. Dr. Eigenfeld von der TU Bergakademie Freiberg.
Magnesiumgusskonstruktionen wie z.B. Getriebegehäuse finden bereits breite Anwendung im Automobil. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit ist der Einsatz von Magnesiumfeinblechen jedoch erst seit der Entwicklung neuer Fertigungsverfahren wie dem Gießwalzen und dem Strangpressen sinnvoll. Bedingt durch den Herstellungsprozess können Magnesiumbleche aber mechanische Eigenspannungen aufweisen, die bei der Verarbeitung Auswirkungen für die Lebensdauer eines daraus hergestellten Bauteils haben können. Bei Untersuchungen am LLK zeigte sich, dass die in einem neuartigen innovativen Gießwalzverfahren hergestellten Magnesiumbleche des Herstellers Magnesium Flachprodukte GmbH (Freiberg) im Ausgangszustand keine nachweisbaren Eigenspannungen aufweisen. Ein großer Vorteil für die Verwendung aber auch für die Berechenbarkeit bei der Produktentwicklung.
Mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Festigkeit unter wiederholender Belastung usw. bestimmen über die Einsatzmöglichkeiten von Magnesiumblechen. Kennwerte über diese quasistatischen und zyklischen mechanischen Eigenschaften bilden die Grundlage für eine Berechnung der Lebensdauer von Bauteilen unter beliebigen Belastungen. In diesbezüglichen Untersuchungen im Labor für Leichtbaukonstruktion der Hochschule zeigte die Magnesiumlegierung AM50 (Magnesium mit Aluminium und Mangan) die besten mechanischen Kennwerte. Aus diesem Grund wurde beim Treffen der Projektpartner beschlossen, dieses Material als Basis für alle weiteren Projektschritte heranzuziehen.
Nach dem Ermitteln der Kennwerte, soll nun ein Bauteil aus dem Pkw-Innenbereich als Protortyp ausgelegt und gefertigt werden, anhand dessen die errechneten theoretischen mit experimentellen Werten verglichen werden können. „Mit diesen Erkenntnissen wird die Berechnungsmethode überprüft und gegebenenfalls optimiert, um die Lebensdauer von Magnesiumblechen unter beliebiger Belastung berechnen zu können: eine wichtige Voraussetzung, um das Material in der Serienfertigung einsetzen und damit eine deutliche Gewichtseinsparung bei den Fahrzeugen der Zukunft erzielen zu können," wie Johannes Dallmeier (LLK, Hochschule Landshut) erklärte.
Foto: Beim 2. Treffen der Projektpartner: Prof. Dr. Otto Huber (3.v.l.) und Johannes Dallmeier (3.v.r.) vom LLK der Hochschule Landshut mit (v.l.n.r.) Hans-Peter Vogt (Magnesium Flachprodukte GmbH), Prof. Dr. Klaus Eigenfeld (Gießerei-Institut, TU Bergakademie Freiberg), Florian Nußbaumer, Matthias Wimmer und Bernhard Müller (Studierende der Hochschule Landshut), Dr. Matthias Hörmann, Markus Meingast (beide CADFEM GmbH) sowie Dr. Ralph Stenger (Adam Opel AG).
