Forschung und Entwicklung

­ Renaissance des Magnesiums

Von RWP - EU-Projekt "IDEA"


Magnesium ist in aller Munde. Für die kommenden Jahrzehnte wird ein stark steigender Verbrauch prognostiziert. In 2002 wurden in den westlichen Industrieländern ca. 160 000 t Mg produziert, in China über 200 000 t. Für das kommende Jahrzehnt wird eine Vervielfachung der Produktion erwartet. Anwendungsmöglichkeiten liegen in den Bereichen Elektronik, Automobilindustrie sowie Luft- und Raumfahrt.
Worin gründet dieses prognostizierte Potential? Hervorstechende Eigenschaften von Magnesium sind seine geringe Dichte von 1,78 g/cm³ bei gleichzeitig guten mechanischen und akustischen Dämpfungseigenschaften und guter Abschirmung gegenüber elektromagnetischen Wellen. Magnesium hat das Potential, gegenüber Aluminium 20 bis 30 % und gegenüber Stahl bis zu 50 % Gewicht einzusparen.


Bereits in den 50er Jahren enthielt der VW Käfer mehr als 20 kg Magnesium, z. B. Getriebegehäuse, Kurbelgehäuse, Kupplungsgehäuse. Und noch früher, 1943, baute Northrop die XP56 – ein All-Magnesium-Flugzeug. Auch Lockheed setzte auf Magnesium, 1950 ging die F-80C in Serie. Aufgrund mangelnder Verfügbarkeit konnte sich Magnesium dennoch nicht generell als Werkstoff durchsetzen.


Seit Beginn der 90er Jahre macht die Forderung nach geringerem Kraftstoffverbrauch im Straßenverkehr den Werkstoff Magnesium wegen seines Gewichteinsparpotentials für die Automobilindustrie wieder interessant. Demzufolge wurde die Entwicklung von Magnesiumbauteilen vor allem für Anwendungen im Automobilbau vorangetrieben.


In den letzten Jahren rückte die Umweltverschmutzung aufgrund des rasant steigenden Flugverkehrs verstärkt in den Vordergrund der öffentlichen Diskussion. Reduzierung des Treibstoffverbrauchs wird auch im Luftverkehr immer wichtiger. Eine hervorragende Chance hierfür bietet die Gewichtseinsparung mittels Materialsubstitution und Umkonstruktion. Integrale Bauteile aus Magnesiumguss eröffnen ein weites Feld für Bauteiloptimierung, Gewichtsreduktion und Kosteneinsparung in der Luftfahrtindustrie.
Mg-Produzenten, Gießereien, Flugzeugbauer und Forschungsinstitute aus Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Israel, Slowenien, Spanien und Ungarn arbeiten zusammen, um Flugzeugkomponenten aus optimierten Magnesiumlegierungen zu produzieren. Das von der EU geförderte Projekt mit dem Namen IDEA umfasst Arbeitspakete zur Legierungsoptimierung, Oberflächenbehandlung, Optimierung relevanter Gießverfahren (Fein-, Sand-, Druckguss) sowie die Herstellung und Prüfung von Prototypen mit Hilfe von umfangreichen Bauteiltests.


Im durch die RWP GmbH eingereichten Projektplan sieht die EU einen Weg zur Stärkung der Konkurrenzfähigkeit der Zulieferindustrie sowie zur Senkung des Treibstoffverbrauchs im Luftverkehr. Wesentliche Gründe für die EU, ein solches Projekt zu fördern sind:

 

  • das sehr hohe Potential, die Attraktivität von Magnesiumgussteilen für Flugzeugkonstrukteure zu steigern,
  • die Entwicklung der für die Gießereiindustrie relevanten Werkzeuge,
  • ein klarer Entwicklungsschritt über den aktuellen Stand der Technik hinaus,
  • die hohe Integration kleiner und mittlerer Unternehmen in einer solchen Kooperation.

In dem Projekt werden nicht nur Legierungen, Verfahren und Prototypen entwickelt. Das Konsortium sucht auch die intensive Diskussion mit weiteren potentiellen Anwendern aus der Luftfahrt- und Zuliefererindustrie. Hierzu dient ein Advisory Board als Plattform, die eine vermittelnde und anregende Funktion zwischen Konsortium und potentiellen Magnesiumnutzern ausübt. Mit IDEA bietet die EU eine Chance, die Rolle von gegossenem Magnesium als Ergänzung zu den bisher verwendeten Werkstoffen Aluminium, Stahl und Kunststoff im Flugzeugbau zu stärken.