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Fraunhofer IWS So kommt Leichtmetall kriechend in Top-Form

Redakteur: Peter Königsreuther

Um Flugzeuge noch leichter und aerodynamischer zu machen, nutzen die Experten am Fraunhofer-IWS in Dresden das Rührreibschweißen in Kombination mit einem durch Kriechformen unterstütztes Tiefziehverfahren für Leichtmetalle.

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Fraunhofer IWS Dresden
Um komplexe sowie große Bauteile aus besonders leichten Aluminiumlegierungen herzustellen, kombinieren die Experten am Fraunhofer IWS in Dresden zwei Verfahren, heißt es. Und zwar das Rührreibschweißen (englisch: friction stir welding = FSW), bei dem ein rotierendes Werkzeug durch seine Reibung am Werkstoff für die nötige Hitze beim Schweißen sorgt, und das sogenannte Kriechformverfahren. Ein erfolgreich gefertigtes Beispiel dafür ist diese sogenannte Ronde mit geschweißter FSW-Naht.
Um komplexe sowie große Bauteile aus besonders leichten Aluminiumlegierungen herzustellen, kombinieren die Experten am Fraunhofer IWS in Dresden zwei Verfahren, heißt es. Und zwar das Rührreibschweißen (englisch: friction stir welding = FSW), bei dem ein rotierendes Werkzeug durch seine Reibung am Werkstoff für die nötige Hitze beim Schweißen sorgt, und das sogenannte Kriechformverfahren. Ein erfolgreich gefertigtes Beispiel dafür ist diese sogenannte Ronde mit geschweißter FSW-Naht.
(Bild: Fraunhofer IWS)

Um komplex geformte, großflächige Bauteile aus besonders leichten Aluminiumlegierungen herzustellen, kombinieren die IWS-Experten, wie es heißt, also zwei Verfahren: Das sogenannte Rührreibschweißen (englisch: friction stir welding = FSW), bei dem ein rotierendes Werkzeug durch seine Reibung am Werkstoff für die nötige Hitze zum Schweißen sorgt und das Kriechformverfahren. „Diese Entwicklung ebnet den Weg zu leichteren Flugzeugen, die weniger Kerosin verbrauchen beziehungsweise mehr Passagiere und Nutzlast transportieren können und auch noch günstiger gefertigt werden können“, prognostiziert Dr. Jens Standfuß, der das Projekt koordiniert und am IWS das Geschäftsfeld Fügen leitet.

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Eine hohe Schadenstoleranz ist ein Muss

Diese Ziele zu erreichen, sei für die Luftfahrtindustie besonders wichtig. Denn wer über leichte, wartungsarme und günstig zu betreibende Flugzeuge mit geringerem Kraftstoffverbrauch und mehr Nutzlast verfüge, genieße einen echten Wettbewerbsvorteil. Außerdem schont ein geringer Material- und Kerosinverbrauch die Umwelt, wie Standfuß betont. Dazu müsse jedem klar sein, dass die Industrie und die Forschung auf verschiedenen Wegen versuchen, das Gewicht von Flugzeugteilen zu senken. Einige setzen dabei auf Carbonbauteile und Faserverbundwerkstoffe, heißt es. Andere wollen mit verbesserten Metalllegierungen die Außenhaut der Flugzeuge leichter machen. Solche Materialien sollen sich allerdings auch für eine industrielle Fertigung in größeren Stückzahlen eignen, gibt Standfuß zu bedenken. Zusätzlich müssten sie im Betrieb eine hohe Schadenstoleranz aufweisen – ein „kleiner“ Riss etwa dürfe nicht zum kompletten Strukturversagen führen.

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