Aluminiumanteil pro Auto steigt bis 2020 auf 160 bis 180 Kilogramm
Fachmesse zeigt neue Werkstoff- und Prozessentwicklungen aus und mit Aluminium
Bei gewichtsreduzierten Fahrzeugen gilt der Werkstoff Aluminium als eines der wichtigsten Leichtbaumaterialien im Automotivesektor. Neue Lösungen und Anwendungen aus Aluminiumwerkstoffen werden auf der Fachmesse "Aluminium 2018" vom 9. bis 11. Oktober in Düsseldorf zu sehen sein.
Der Werkstoff Aluminium wird die Automobilbranche auch in Zukunft weiter verändern. Er biete im Vergleich zu Substitutionswerkstoffen eine gute Kosten-Nutzenbalance, heißt es. Durch eine zukünftig noch intensivere Zusammenarbeit zwischen Aluminiumerzeugern, -verarbeitern und Automobilherstellern könnten weitere Potenziale für den Einsatz von Aluminium erschlossen werden. Diesen Trend spiegeln die Zahlen eindrucksvoll wider. Der durchschnittliche Aluminiumanteil pro Auto steigt stetig: Vor 60 Jahren wurden durchschnittlich 19 kg pro Fahrzeug verbaut, zwischen 1990 und 2014 hat sich der Anteil an Aluminium pro Automobil von 50 kg auf 140 kg nahezu verdreifacht. Bis 2020 wird diese Menge auf 160 bis 180 kg steigen, wenn auch Klein- und Mittelklassewagen dem Trend der Oberklasse in Bezug auf den Einsatz von Aluminium folgen.
Prozess- und Werkstoffinnovationen sind Treiber für Leichtbaulösungen
Durch den Wettbewerb der Werkstoffe ist die Zusammenarbeit zwischen Automobilherstellern und Aluminiumlieferanten enger geworden. Mit Investitionen in die anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung hat die Aluminiumindustrie die Eigenschaften ihres Werkstoffs verbessert, neue Produkte entwickelt und Produktionsprozesse optimiert. So sind Prozess- und Werkstoffinnovationen Treiber für die Entwicklung von Leichtbaulösungen und deren Implementierung in die Serienfertigung wie etwa Komponenten für Fahrwerk, Motor und Getriebe.
Neue Verbindungstechniken erleichtern Aluminiumeinsatz
Der Einsatz von Aluminium im Automobilbau wird auch durch neue Verbindungstechniken unterstützt. Verbesserte Lötverfahren haben beispielsweise dazu geführt, dass heute viele Wärmetauscher für Autoklimaanlagen und -kühler aus Aluminium gefertigt werden. Innovative Schweißverfahren und Klebetechnologien ermöglichen es, komplizierte Strukturen aufzubauen, die nicht nur technische Vorteile bieten. Die Anwendungen reichen bis zu kompletten Achsstrukturen.
Aluminium in neuen Einsatzgebiete
In den vergangenen Jahren haben die Aluminiumproduzenten- und verarbeiter neue Aluminiumlegierungen (5xxxer, 6xxxer) mit verbesserten mechanischen Eigenschaften bei Festigkeit, Umformbarkeit und Korrosionsbeständigkeit entwickelt und so leichtere Bauteile mit dünneren Wanddicken angeboten. Die innovativen Aluminiumwerkstoffe haben so neue Einsatzgebiete erobert. Aber auch die Entwicklung von neuen Walzoberflächengeometrien und Schmierstoffen zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften werden vorangetrieben.
Zudem geben die Entwicklungen in der E-Mobilität dem Werkstoff neuen Schwung: Die Leistungselektronik, E-Motoren und vor allem die Batterie mit ihrem Gehäuse erordern neue Leichtbaulösungen. Aufgrund anderer konstruktiver Anforderung von Elektromobilen erscheinen bei vielen neuen Anwendungen Aluprofile sinnvoll, zum Beispiel wegen der Möglichkeit der Funktionsintegration oder Kühlung. Leichtmetalllösungen werden sich bei Batteriegehäusen, Strukturteilen und im Antriebsbereich durchsetzen.
Automobilhersteller definieren Anforderungen bei Materialentwicklung
Die Automobilindustrie ist einer der großen Treiber hinter Werkstoff- und Prozessentwicklungen rund um Aluminium. Dabei ist weniger der Endkunde ausschlaggebend, als vielmehr gesellschaftliche und gesetzliche Rahmenbedingungen. So zwingt die zunehmende Urbanisierung, beispielsweise in Asien, Automobilhersteller zur Suche nach neuen Konzepten und die Grenzwerte für den Flottenverbrauch der Fahrzeuge eines Herstellers tun ihr Übriges dazu. Deshalb wird der Bedarf an innovativen Leichtbaulösungen im Automobilbau weiter zunehmen.
Aufgrund der neuen Anforderungen nach einem „scharfkantigen“ Design im Außenhautbereich werden 6xxx-Werkstoffe mit höchsten Umformeigenschaften benötigt. Hinsichtlich des Leichtbaus und der damit verbundenen Blechdickenreduzierung sollen die Werkstoffe hohe Festigkeitswerte aufweisen. Die Anforderungen werden von den Automobilherstellern differenziert gestellt. Zum einen erwartet man höhere Festigkeiten bei guten Crasheigenschaften wie beispielsweise der Duktilität; dann wieder nur höchste Festigkeiten für die Steifigkeitsanforderungen der Karosserie. Je nach Bauteilverwendung und Dehnungsmöglichkeiten wird in Bezug auf Festigkeit und Geometrien eine gute Umformbarkeit in den verschiedenen Festigkeitsklassen erwartet.
Aluminiumindustrie blickt positiv in die Zukunft
Insgesamt sieht sich die Aluminiumindustrie im Automobilsektor einem deutlichen Wachstum gegenüber. Die Nachfrage und der Bedarf nach Aluminium werden weiter steigen, heißt es von Seiten der Aluminiumindustrie. Auch wenn der Werkstoff in einigen Einsatzgebieten Anteile verlieren sollte, werde er sich im Gegenzug neue Anwendungsgebiete erschließen. Die Zuwächse werden weiterhin höher sein als die Substitution.
Aluminiumbleche werden in Zukunft andere Werkstoffe wie zum Beispiel Stahl im Bereich der Außenhaut- und bei Hang-on-Parts substituieren. Der weitere Einsatz von Aluminium für Motorhauben, Kotflügel und Türen der nächsten Fahrzeuggenerationen ist bei den OEMs entschieden. Der Aluminiumguss bleibe ebenfalls ein wichtiger, dynamischer Wachstumsmarkt. Auch in crashrelevanten Bereichen der Karosserie gebe es noch vielversprechende Möglichkeiten für Aluminiumlösungen.
Automobilbau im Fokus der "Aluminium 2018"
Die Zukunftschancen des Werkstoffs im Automobilbau stehen auch im Fokus der diesjährigen Aluminium-Weltmesse vom 9. bis 11. Oktober in Düsseldorf – bei vielen Ausstellern ebenso wie im Rahmenprogramm wie dem Vortragsforum und den geführten Messerundgängen. Auch die diesjährige Aluminium Conference – organisiert vom Gesamtverband der Aluminiumindustrie GDA – wird das Thema aufgreifen. Unter anderem stehen hier Aluminiumlösungen für nachhaltige Transportkonzepte, Legierungen, Kooperationen von Aluminium- und Automobilbranche, neue Entwicklungen bei Fügetechnologien sowie im 3D-Druck im Fokus.
Insgesamt erwarten die Veranstalter von Reed Exhitions Deutschland zur Branchenmesse der Aluminiumindustrie 1.000 Aussteller und 27.000 Besucher aus 100 Nationen. In sechs Messehallen zeigt die "Auminium" die ganze Bandbreite der Industrie – von der Aluminiumproduktion über Maschinen und Anlagen für die Bearbeitung und die Endprodukte bis zum Recycling.
