LKR-Mitarbeiterin Iris Baumgartner am Umformdilatometer
LKR
Vier Jahre lang arbeiteten Wissenschaftler am LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen im Rahmen des Forschungsprojektes Format - kurz für "Forming Materials Aluminium and Magnesium" - an der Verbesserung der Formbarkeit von Aluminium und Magnesium. Ende des Jahres 2013 wurde das Projekt abgeschlossen. Format leiste mit wichtigen Impulsen einen wesentlichen Beitrag dazu, die Formbarkeit von Leichtmetallen für gewichtssparenden und daher emissionsreduzierenden Leichtbau in Verkehrsmitteln voranzutreiben, heißt es aus Ransberg.
"Durch die Entwicklung von neuen Verfahren zur Verbesserung der Umformbarkeit, also Biegen oder Pressen von Leichtmetallblechen und -werkstoffen, können neue Anwendungsfelder in der Mobilität erschlossen werden. Und das zeigt Wirkung. So bringt bereits eine Gewichtseinsparung von 100 kg im Fahrzeug eine Reduzierung des CO2-Ausstoßes um circa sechs Prozent", berichtet der Leiter des Projektes am LKR, Gerhard Schmid. Andreas Kraly, Geschäftsführer am LKR in Ranshofen, listet einige Vorteile auf: "Aluminium ist nicht nur leicht, sondern hat auch sehr gute Korrosionseigenschaften und kann zudem bei niedrigen Temperaturen verarbeitet werden. Damit sinken in der Folge auch die Energiekosten für Herstellung und Recycling".
Crashtauglichkeit
Strukturbauteile, wie etwa in Autorahmen, müssen sowohl leicht als auch, im Falle eines Aufpralles, sicher sein, betonen die Wissenschaftler. Ein besonders kritischer Teil des Rahmens sei ist die mittlere Verbindung zwischen Fahrzeugboden und Fahrzeugdach, die B-Säule. Diese werde überwiegend aus hochfesten Stählen hergestellt. Die Verbindung dieses Stahlteils mit der umgebenden Aluminiumfläche sei allerdings nicht unproblematisch, da sowohl die Fügetechnik als auch die Korrosion an den Kontaktflächen beherrscht werden müssen. Ein Ziel war deshalb, auch solche anspruchsvollen Bauteile aus Aluminium zu fertigen.
Experiment und Simulation
Basis all dieser Forschungsaktivitäten ist der Einsatz sowohl numerischer Simulation als auch experimenteller Methoden. So werden durch Experimente im Labor die Werkstoffkennwerte, also die mechanischen Eigenschaften der neu entwickelten Materialien, ermittelt. Diese wiederum dienen gemeinsam mit den Prozessparametern wie Temperatur etc. als Eingangsdaten für die Berechnungsmodelle am Computer. Die Gültigkeit der errechneten Computermodelle wird dann wieder anhand realer Bauteile überprüft, und bei Bedarf entsprechend angepasst. Für diese Nagelprobe im Labor konstruierten die Forscher die jeweiligen Umformteile als Prototypen. Unter anderem konnte durch die Entwicklung neuer Produktionsprozesse die Tiefziehbarkeit von schwer umformbaren hochfesten Aluminiumlegierungen immens (um bis zu 100 Prozent) gesteigert werden.
Das Projekt, an dem österreichische Partner aus der Industrie wie AMAG, HAI Hammerer Aluminium Industries, HPI High Performance Industrietechnik, Fronius, STIWA oder Magna sowie einige Universitäten mitgewirkt haben wurde im Rahmen von EFRE, einer Regionalförderung von EU und Land OÖ ermöglicht. Von Seiten der Industrie besteht großes Interesse diese Arbeiten weiterzuführen. Forschungsgelder dafür wurden bereits beantragt.