Pressebericht von 2018

E-Mobility schafft weiteres Potenzial für den Einsatz von Aluminium

6. Joinventure-Leichtbau-Workshop in Kooperation mit dem Leichtbau-Cluster zeigt Möglichkeiten und Forschungsbedarf

Der Umfang des Einsatzes des Leichtbauwerkstoffes Aluminium steigt gerade in der Automobilindustrie stetig. Grund genug für das Expertennetzwerk Joinventure GmbH & Co. KG bei seinem mittlerweile 6. Leichtbau-Workshop (27. Juni 2018 in Unterschleißheim) in zwei Keynotes zu diskutieren, wie die Mobilität der Zukunft aussehen wird. Daneben bot die Veranstaltung den rund 60 Experten aktuelle Erkenntnisse rund um den Einsatz von Aluminium u.a. auch im Bereich der E-Mobility.

Stefan Allmeier, Sprecher des Expertennetzwerkes Joinventure, das sich auf die Bereiche Beratung & Schulung, Troubleshooting Interimsunterstützung sowie Prototypen- und Kleinserienbau mit dem Leichtbauwerkstoff Aluminium spezialisiert hat, begrüßte die Teilnehmer und stellte das Ziel der Workshops, neueste Erkenntnisse rund um den Werkstoff Aluminium zu bieten und das Netzwerk auszubauen, vor. Marc Bicker vom Leichtbau-Cluster der Hochschule Landshut, dem Kooperationspartner der Veranstaltung, bot die Zusammenarbeit mit seinen Partnern in den Bereichen Fertigungstechnologien, Leichtbauwerkstoffe und Leichtbaukonstruktion an.

 „Pay as you drive“ als Zukunftsperspektive

Eröffnet wurde die Veranstaltung mit einer Keynote von Amir Roughani (Gründer und CEO Vispiron GmbH) mit dem Thema „Green Disruption – Warum die Elektromobilität nicht mehr aufhaltbar ist“. Der Klimawandel, u.a. bedingt durch den hohen CO2-Ausstoß, steigenden Ressourcenverbrauch und Bevölkerungswachstum, erfordere dringendes Handeln. Trends wie Megacities, Digitalisierung und Hyper Connectivity, immer schneller werdende Innovationszyklen und Disruption werden zu großen Veränderungen führen: „In 10-15 Jahren ist die Mobilitätswelt nicht mehr so, wie wir sie kennen“, ist er überzeugt.

Technische Entwicklungen und ökonomische Bedingungen sprächen für einen Wandel vom Verbrennungs- zum effizienteren E-Motor. Ein Verbrenner bestehe aus ca. 2000 Einzelteilen, ein E-Motor aus nur 18 Teilen, das Tanken sei wesentlich günstiger und die Preise für Batterien würden es in Kürze erlauben, günstige E-Fahrzeuge herzustellen. Und gerade die Solarenergie werde immer billiger und ihr Anteil steige ständig. Auch das Problem von zu wenig Ladesäulen würde sich lösen, wenn die deutschen Hersteller E-Volumenfahrzeuge herstellen, was für ihn ab 2020 der Fall sein wird, wie er im Gespräch sagte. An der E-Mobility und Konzepten wie dem Car Sharing ohne eigenen Besitz am Fahrzeug werde kein Weg vorbeiführen. „Pay as you drive“ laute die Devise der Zukunft, auf die sich auch die Automobilhersteller einstellen müssten.

Emotionen kommen beim Kunden an

Dagegen plädierte Prof. Dr. Jörg Wellnitz (Technische Hochschule Ingolstadt, Institut für Technik und Design GmbH) für mehr Realismus in der Debatte um die Mobilität der Zukunft. Frühere Prognosen wie atomgetriebene oder fliegende Fahrzeuge, hätten sich schon nicht bewahrheitet. Emotion, Design und Markenbilder seien für den Verkauf von Autos enorm wichtig, man solle dem Kunden nicht immer vorschreiben wollen, was er zu kaufen hat. Konzepte wie das autonome Fahren seien wichtig, um Innovationen zu fördern, weniger aber fürs Autofahren selbst. Der Kundenwunsch zeige sich in den Verkaufszahlen. E-Fahrzeuge würden wenig nachgefragt, dagegen seien 66 % der in Nordamerika zugelassenen Fahrzeuge SUVs und Pickups. Und verkaufe man beispielsweise ein Auto als besonders leicht, sei das kein Verkaufsargument, weil es nicht mit Emotionen verbunden ist.

Er spricht sich klar für den Einsatz von leichten Materialien wie Aluminium oder Carbon in Fahrzeugen aus, allerdings nur da, wo es einen Vorteil bringt. In seinem Vortrag zeigte er die Entwicklung eines „Innovativen Hybridüberrollkäfigs im Motorsport mit Fokus auf moderne Fügetechnik“. Dabei habe man auf den Einsatz von Aluminium verzichten müssen, weil es für die geplante Verwendung keine Zulassung für den Rennsport gebe.  Entwickelt habe man schließlich einen Käfig in hybrider Metall-Faserverbund-Bauweise. Das Fügen erfolgte durch Ummantelungen und durch Klemmen von Klebeschalen.

 

Profitabel durch die Verbindung der Vorteile der üblichen Schweißverfahren miteinander

 

Gerade in der E-Mobility sieht Dr. Thomas Luhn, Riftec GmbH, ein großes Potenzial für die Verwendung von Aluminium und das Rührreibschweißen, dies vom Protoypen-Einzelstück bis zur Serienfertigung. Strukturbauteile seien hier ein großes Thema, aber auch E-Antriebe, Energiekonverter, Energiemanagement, Batterietechnik u.a. durch Verbinder in der Zelle böten Einsatzmöglichkeiten. Dies zeigte er u.a. am Beispiel eines mit Rührreibschweißen verbundenen und damit langzeitdichten Druckgussgehäuses, in dem sich Elektronik befindet und das durch Wasser gekühlt wird.

Einen optimierten Prozess zum Aluminiumschweißen stellte Jens Bahde, Linde AG, mit dem sog. ARCLINE PP vor. Dieser wird durch eine innovative Kombination aus positiv gepolter Elektrode, zwei separaten Gasströmen und einer effizienten Kühlung möglich. Der Prozess verspreche eine hohe Wirtschaftlichkeit durch hohe Schweißgeschwindigkeit bei geringen Nebenzeiten und verbinde die Vorteile der üblichen Schweißverfahren, „WIG-Qualität bei MIG-Produktivität“.

Die generative Fertigung ermöglicht sehr hohe Auftragsraten

Spezielle Anforderungen und eine optimierte Produktion von Drahtelektroden für das MIG-Schweißen der MIGAL.CO GmbH stellte Robert Lahnsteiner, vor. Die von grundlegenden Fertigungsprozessen über neue Konzepte zur Fertigung bis hin zur Qualitätssicherung von Schweißzusätzen für Aluminiumlegierungen.

Dr. Henry Köhler, innojoin GmbH, zeigte Möglichkeiten und Potenzial des Laserpulverauftragschweißens von Aluminium-Legierungen. Die Generative Fertigung ermögliche sehr hohe Auftragsraten von bis zu 400 cm3/h, Restporositäten von unter 1,5 Prozente und auch der  automatisierte Robotereinsatz sei möglich. Die bei großer Variabilität bzgl. der Bauteilgeometrie von wenigen mm 3 bis zu m 3.

Steigende Qualitätsanforderungen erfordern eine noch präzisere und genauere Analyse

Experimentelle und numerische Untersuchungen an mit dem elektromagnetischen EMPT-Verfahren gefügten Hybridbauteilen präsentierte Dr. Frank Huberth, Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik IWM. Er präsentierte ein Forschungsprojekt zur Untersuchung des Versagensverhaltens bei Crash und schwingender Belastung von mittels Magnetimpulsschweißen verbundenen Alu/Alu und Alu/Stahl-Kombinationen. Aufgrund der Ergebnisse, stellt er die Frage nach den Qualitätsanforderungen und hält es für erforderlich, mit Mikrozugversuchen die Zugbelastung noch genauer zu analysieren.

Mit der Bemessung und Konstruktion von Tragwerken und Bauteilen aus Aluminium, die in DIN EN 1999-1-3 und dem nationalen Anhang Eurocode 9 geregelt wird, befasste sich Dr. Christina Radlbeck, TU München, kritisch. Gerade für Aluminium würden hier wichtige Werte und Kriterien nicht genannt, hier bestehe deutlicher Handlungs- und Forschungsbedarf. Sie stellt Forschungsergebnisse zur Ermüdung von Aluminiumschweißverbindungen vor und zeigt Wege zur schwingbruchsicheren bzw. schadenstoleranten Bemessung.

Praxis ergänzt Fachwissen

Neben den Vorträgen nutzten die Experten die begleitende Fachausstellung, um sich über neueste Entwicklungen von der Schweiß- und Verbindungstechnik bis zu Anwendungen und Systemlösungen im Bereich des Aluminiums zu informieren.