Geringes Gewicht, große Wirkungen

Ergebnisse aus sieben Jahren Sonderforschungsbereich Magnesiumtechnologie der Universität Hannover und der TU Clausthal.

Ökosteuer und steigende Benzinpreise; Autofahren ist ein teures Vergnügen. Um gleichermaßen Portemonnaie und Umwelt zu schonen, sind neue Konzepte im Fahrzeugbau gefragt, und Handies und Laptops sollen gleichfalls leichter werden. Mit dem Ziel, die Einsatzmöglichkeiten von Magnesium zu erweitern, forschten Wissenschaftler der Universität Hannover und der TU Clausthal in den vergangenen sieben Jahren in einem Sonderforschungsbereich gemeinsam auf diesem Gebiet. Metallphysikalische Grundlagen wurden mit Unterstützung von Prof. Dr. P. Lukac von der Karls-Universität Prag erarbeitet.

„Magnesium besitzt aufgrund seiner geringen Dichte ein hohes Leichtbaupotenzial, Magnesiumlegierungen sind um gut ein Drittel leichter als Aluminiumlegierungen“, erklärt Prof. Dr. H. Zenner, Sprecher des Sonderforschungsbereichs. Allerdings hat Magnesium einige, besonders für den Fahrzeugbau ungünstige Eigenschaften. Der Einsatz in direkter Motornähe ist wegen der geringen Hitzebeständigkeit ausgeschlossen. Magnesium korrodiert sehr schnell. Erst als es Mitte der 1980er Jahre gelang, reinere und damit korrosionsbeständigere Magnesium-Legierungen herzustellen, gewannen sie als Werkstoffe wieder an Bedeutung.

„Wir konzentrierten uns darauf, geeignetere Magnesiumlegierungen und Magnesium-Matrix-Verbundstoffe zu entwickeln, neue Verarbeitungsverfahren auszuarbeiten und an Prototypen neue Verwendungszwecke zu testen“, erläutert der Geschäftsführer des Sonderforschungsbereichs Magnesiumtechnologie, Dipl.-Ing. Heino Meinen, die Arbeit der vergangenen sieben Jahre. „Wir erforschten, wie sich die Qualität der Legierungen und ihre mechanischen Eigenschaften verbessern lassen und entwarfen wirtschaftlichere Herstellverfahren sowie neue Recyclingkonzepte.“

In der Industrie, vor allem im Fahrzeugbau, besteht wieder ein reges Interesse am Forschungsbereich Magnesiumtechnologie. Anfang 2000 wurde daher der Industriearbeitskreis Magnesiumtechnologie gegründet, der die Zusammenarbeit zwischen Universitäten und Industrie verstärkt.

Schon im guten alten VW-Käfer steckten über 17 kg Magnesiumlegierungen, verwandt für Kurbelgehäuse, Getriebegehäuse, Lichtmaschinenarm, Nockenwellenrad und andere Bauteile. Wäre hierfür Stahl verwendet worden, hätte das Auto rund 50 kg mehr gewogen, und je schwerer ein Fahrzeug ist, desto mehr Benzin verbraucht es; pro 100 kg mehr Gewicht erhöht sich der Kraftstoffverbrauch um einen halben Liter auf 100 Kilometern.

Nicht nur im Fahrzeugbau spielt Magnesium schon heute eine große Rolle: Gehäuse von Handies und Laptops werden aus Magnesium gefertigt. Das Metall ist verglichen mit Kunststoff wesentlich stoßfester, und es schirmt auch die elektrische Strahlung besser ab. Köpfe von Fotostativen aus Magnesium sind mechanisch stabiler als solche aus Kunststoff, Spulen von Angelruten leichtgängiger. In größeren maschinellen Industrieanlagen reduzieren sich bei beweglichen Bauteilen aus Magnesium die Fliehkräfte. Das entlastet die anschließenden Bauteile und lässt sie somit langsamer verschleißen.

Auch in der Verarbeitung hat Magnesium Vorteile. Es lässt sich besonders gut gießen, daher sind heutzutage rund 90% aller Bauteile gegossen. Ein Druckguss mit Magnesium dauert nur halb so lange wie der von Aluminium. Mit dem flüssigen Metall ist eine sehr filigrane Gestaltung möglich.

Ziel der Universitäten Hannover und Clausthal ist es nun, die gewonnenen Erkenntnisse auf dem Gebiet der Magnesiumtechnologie weiter zu führen, damit die Vorteile dieses Leichtmetalls im Alltag noch besser genutzt werden können.

Verfasst von Nina Jahnel

Weitere Informationen:
Dipl.-Ing. Heino Meinen
Geschäftsführer des Sonderforschungsbereichs Magnesiumtechnologie
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