Hochleistungsfähige, leichte nanoverstärkte Legierungen
Die EU finanzierte das Projekt EFEVE (Development of a new high performance material associated to a new technological energetic, flexible, economical, versatile and ecological process to make super strong and lightweight components), um Materialien und Prozesse zu entwickeln, welche die Funktionalität von Fahrzeugteilen und Windkraftsystemen verbessern. Auf der einen Seite neigt die Automobilindustrie zur Gestaltung und Entwicklung kleinerer und leistungsstärkerer Motoren mit einem geringeren Kraftstoffverbrauch. Dieses sogenannte Downsizing im Motorbereich setzt Komponenten voraus, die höheren Schmelztemperaturen und Druckbedingungen ausgesetzt sind, als bestehende Aluminiumgusslegierungen, damit sowohl die statischen als auch die dynamischen Eigenschaften verbessert werden können. Vor diesem Hintergrund kann Magnesium eine wichtige Rolle spielen, da es 35 % leichter ist, als Aluminium. Die Herausforderung besteht darin, Magnesiumgussteile zu erzielen, welche den strengen Spezifikationen und Sicherheitsvorschriften entsprechen. Auf der anderen Seite möchte die Windenergieindustrie wiederum über die Verwendung von leichteren Windkraftanlagenteilen die Kosten für die Energieerzeugung senken. Das EFEVE-Team arbeitete an der Entwicklung solcher Motoren- und Windkraftanlagenteile, die auf Aluminium und Magnesium basieren. Die Magnesiumlegierungen wurden über Squeeze Casting hergestellt und die Aluminiumlegierungen wurden über Hybrid-Niederdruck-Squeeze-Casting hergestellt. Beide Prozesse wurden im Labormaßstab überprüft. Der nächste Schritt bestand darin, die Implementierung dieser Druckgussverfahren in industriellen Pilotlinien umzusetzen. Eine Analyse identifizierte erforderliche Änderungen an einer bestehenden Hochdruck-Druckgussanlage, um das Squeeze-Casting von Mg-Legierungen zu ermöglichen. Darüber hinaus wurden Demonstratoren zu neuen Geräten für das Squeeze Casting von Aluminium bei geringem Druck konstruiert und zusammengebaut. Schließlich validierten die Forscher Methodologien und Werkzeuge, um die Energieeffizienz und eine Reduzierung des Materialeinsatzes zu erreichen. Nanoverstärkungen haben das Potenzial zur Verbesserung der Mikrostruktur sowie der mechanischen Eigenschaften bearbeiteter Produkte. EFEVE hat zu Nanoverstärkungen für magnesium- und aluminiumbasierte Teile geführt, für deren Fertigung ein Minimum an Energie und Rohstoffen erforderlich ist. Die Entwicklungen stellen zudem eine bedeutende Steigerung in der Wettbewerbsfähigkeit europäischer Gießereien in Aussicht.
Schlüsselbegriffe
Nanoverstärkungen, Gießereiindustrie, EFEVE, Fahrzeugteile, Magnesiumlegierungen
