Enge Verwandte

Aluminium-Sandwichteile mit geschäumten Kern lassen sich ähnlich fertigen wie Blechteile. Anfang 1999 wurde auf der amerikanischen Motor-show in Detroit die erste Automobilstudie für Leichtbauteile...

Anbieter zum Thema

Maschinenbau Kitz GmbH

Schages GmbH & Co.KG

isel Germany GmbH

Aluminium-Sandwichteile mit geschäumten Kern lassen sich ähnlich fertigen wie Blechteile Anfang 1999 wurde auf der amerikanischen Motor-show in Detroit die erste Automobilstudie für Leichtbauteile aus AFS vorgestellt. Schnell jedoch erkannte man, dass auch außerhalb der Automobilindustrie ein großes Anwendungspotenzial für Aluminiumsandwichteile mit geschäumten Kern (Aluminium Foam Sandwich, AFS) vorhanden ist. In der Transportbranche begannen bald darauf die ersten Projekte. Jedoch stieß die Umsetzung dort auf Schwierigkeiten, die es bei den großen Automobilbauern und Zulieferern, wie der Walter Karmann GmbH, Osnabrück, nicht gibt. ,,Es ist die unterschiedliche Ausrüstung und das fehlende Know-how, das die AFS-Einführung in mittelständischen Unternehmen erschwert", so Christoph Beichelt, Projektleiter beim Automobilzulieferer Karmann, der am BMBF-Projekt ,,Prozesskette AFS" beteiligt ist.Anpassung der Bearbeitung an kleinere UnternehmenAnhand der Prozesse Schweißen und Schneiden macht der Projektleiter AFS-Technologie die Unter-schiede deutlich: ,,Viele große Un-ternehmen der Automobilindustrie haben mindestens einen 4-kW-La-ser in der Produktion. Weil sie in der Regel damit größere Stückzahlen bearbeiten, lohnt sich diese Investition, die - grob geschätzt - bei 60 000 Euro je Kilowatt Laserleistung, plus der sehr teuren Mechanik und Steuerung, liegt." Mit einem solchen Laser lässt sich laut Beichelt das Schweißen und Schneiden von AFS-Teilen ,,sehr elegant" verrichten. Weil ein solches Gerät aber meist in kleineren Unternehmen fehlt, müssen dort diese Arbeitsschritte teuer eingekauft werden. Das fördert nicht gerade die AFS-Einführung über den Automobilbau hinaus. Es sei denn, Anbieter der AFS-Technik wie Karmann bieten einen kostengünstigen Ersatz für die Laserbearbeitung an. Beichelt meint: ,,Eine Alternative zum Laserstrahlschweißen ist das Schweißen mit konventionellen MIG- und WIG-Geräten. Zwar ist die Schweißgeschwindigkeit deutlich niedriger, aber die Investitionskosten für ein Gerät plus Zubehör belaufen sich auf maximal 20 000 Euro. Für den linearen Schnitt reicht beispielsweise eine übliche Kreissäge mit speziellen Sägeblättern und Minimalmengenschmierung, für den nichtlinearen Schnitt bei Halbzeugen ein 3D-Plasmaschneidsystem aus."Generell kann AFS fast wie herkömmliches Aluminium bearbeitet werden - unabhängig davon, ob der Kern bereits aufgeschäumt ist oder nicht. So ist AFS als unaufgeschäumtes Halbzeug genauso gut umformbar wie Aluminiumblech, das die gleiche Güte und Dicke hat. Auch die Oberflächenvorbehandlung und das Lackieren laufen wie bei den Prozessen für Aluminiumbleche ab. Nur bei Verbindungs- und Trennverfahren gibt es kleinere Unterschiede, die sich jedoch leicht kompensieren lassen. Der Grund für diese Gemeinsamkeiten liegt laut Beichelt in den unteren und oberen Deckblechen, die aus herkömmlicher Aluminiumlegierung gefertigt sind: ,,Der Trick bei AFS ist ja, dass Sie einen Werkstoff haben, nämlich Aluminium, aber unterschiedliche Legierungen in Kern- und Decklage, wobei der aufschäumbare Kern niedrigschmelzender ist." Auf diese Weise bleiben die Decklagen beim Aufschäumen stabil. Zwischen den Lagen entsteht eine stoffschlüssige Verbindung.Lediglich Bauteilauslegung ist werkstoffspezifischUnterschiede zu Aluminiumblechen gibt es in der Konstruktion. Das zeigt sich beispielsweise bei der Bauteilsimulation, für die AFS-gerechte Rechenmodelle benötigt werden. ,,Ein werkstoffgerechtes Konstruieren ist erforderlich, um alle Vorteile dieses Verbundwerkstoffs nutzen zu können", erläutert der Projektleiter. Dazu gehört für ihn wesentlich das niedrige Gewicht bei hoher Biegesteifigkeit und die einfache Herstellung 3D-geformter Bauteile. Weitere Vorteile sieht er in der Nichtbrennbarkeit, der guten Schalldämmung sowie in der schlechten thermischen Leitfähigkeit gegenüber herkömmlichen Aluminiumlegierungen.Diese Eigenschaften machen AFS zu einem vorteilhaften Werkstoff für die Automobilindustrie. Noch gibt es keine Serienteile aus AFS. ,,Aber in den nächsten von Karmann entwickelten und gebauten Cabriolets werden AFS-Teile integriert sein", verrät Beichelt. Auch in der Transportbranche - bei LKW, Bussen und Containern - sind weitere Anwendungspotenziale vorhanden. Konkrete Ergebnisse gibt es dagegen schon bei der Entwicklung einer verfahrbaren Hubarbeitsbühne, bei der als Projektpartner wesentlich der mittelständische Maschinenbauer Teupen, Gronau-Epe, beteiligt ist. Darüber will Beichelt Mitte November auf dem Kongress ,,Intelligente Leichtbau-Systeme" in Hannover berichten: ,,Auf dem Kongress wird der Prototyp einer mobilen Hubarbeitsbühne vorgestellt, bei der aufgrund der Gewichtsreduzierung von 180 auf 82 kg im Hubarmhalter eine Verlängerung des Teleskopauslegers möglich war. Dadurch ließ sich die bisherige Arbeitshöhe von 20,5 m auf 24,5 m steigern - und das bei gleichem Fahrzeuggewicht und verringertem Fertigungsaufwand."