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Vortrag (20 Min. Vortrag, 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Anwendungsgerechte Aluminiumlegierung für die Automobilindustrie

Donnerstag (19.09.2019)
11:30 - 12:00 Uhr
Bestandteil von:


Die Automobilindustrie bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für additiv gefertigte Bauteile. Bisher verfügbare Werkstoffe sind jedoch meist auf die Anforderungen der Luftfahrtindustrie ausgerichtet und können so nicht ohne weiteres in Fahrzeuganwendungen eingesetzt werden. Im Rahmen des vom BMBF geförderten Forschungsprojekts CustoMat_3D wurde deshalb eine Aluminiumlegierung erforscht, die für Anwendungen im Fahrzeug geeignet ist.

Auf Basis einer schrittweisen Erprobung wurden zunächst verschiedene Legierungsvarianten definiert, verdüst und einer Prüfung unterzogen. Hierbei zeigte sich, dass sich die Legierungen sowohl in der Verarbeitbarkeit sowie den erzielbaren mechanischen Eigenschaften. Die vielversprechendste Legierung wurde ausgewählt und ausführlich untersucht. Dabei zeigte sich, dass insbesondere durch eine geeignete Wärmebehandlung das Eigenschaftsspektrum sehr flexibel eingestellt werden kann. So konnte mit einer einzigen Legierung ein hochfester oder hochduktiler Werkstoff erzeugt werden. Diese beiden Fälle werden in der Automobilindustrie nachgefragt. Insbesondere die bisher geringe Duktilität von Aluminiumlegierungen verhindert den Einsatz in crashrelevanten Zonen des Fahrzeugs.

Ein Upscale der Pulverherstellung sowie die Verarbeitung der Legierung auf Produktionsanlagen wurden durchgeführt, um die Anwendbarkeit im Industriemaßstab aufzuzeigen. So konnten verschiedenste Probegeometrien hergestellt werden, mit denen die Standardprüfprozesse deutscher OEMs durchlaufen wurden. Parallel dazu erfolgte die Entwicklung mehrskaliger Simulationsmethoden, die es ermöglichen, den Aufbauprozess vorab zu optimieren. Diese wurden anhand der Legierung validiert. Die ermittelten Materialkenngrößen wurden in einer Materialkarte zusammengefasst und für die Strukturoptimierung zweier unterschiedlicher Bauteile eines Fahrzeugs verwendet. Ein Radträger zeigt die hohe Ermüdungsfestigkeit des Werkstoffs auf, während ein Dämpferdom ein gutes Beispiel zur Nutzung der Duktilität darstellt. Es konnten hohe Gewichtseinsparungen realisiert werden, die sich aus der Gestaltungsfreiheit, insbesondere aber den auf den Anwendungsfall adaptierten Werkstoffeigenschaften ergeben. Für künftige Fahrzeuggenerationen steht nun eine Legierung mit darauf ausgerichteter Prozesskette zur Verfügung. Diese kann aufgrund der vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten einen neuen Standard setzen.

 

Sprecher/Referent:
Stefan Caba
EDAG Engineering GmbH
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Martin Hillebrecht
    EDAG Engineering GmbH

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