Magnesium, das oft als unterschätzter Werkstoff gilt, rückt immer mehr ins Rampenlicht der modernen Technologie. Ein aktuelles Projekt an der Technischen Universität Freiberg zeigt, wie innovative Verfahren die Herstellung und Verarbeitung von Magnesium für den Leichtbau revolutionieren können. Das Team am Institut für Metallformung hat ein verkürztes Verfahren entwickelt, das die Umwandlung von flüssiger Magnesiumschmelze in Vorprodukte effizienter gestaltet. Durch den Einsatz eines integrierten Gießwalzverfahrens wird die beim Gießen entstehende Wärme direkt zur Umformung genutzt. Hierdurch können Bleche oder Drähte hergestellt werden, die bereits fast die gewünschte Bauteilform aufweisen. Dies bedeutet eine erhebliche Reduzierung energie- und zeitaufwendiger Nachbearbeitungsschritte, was den Produktionsprozess optimiert und ressourcenschonend gestaltet.
Das so genannte GieWaCon-Verfahren, das für die Drahtproduktion genutzt wird, vereint Drahtgießwalzen mit dem CONFORM™-Verfahren. Diese Anwendung auf Magnesium ist neu und funktioniert sogar bei Raumtemperatur. Die bisher produzierten Magnesiumdrähte weisen einen Durchmesser von 1,6 Millimetern auf und wurden entweder direkt mit CONFORM™ hergestellt oder durch Drahtziehen gewonnen. Es ist beeindruckend, wie der Ansatz der verkürzten Prozessroute auch auf andere Umformverfahren übertragen werden kann. So wurde beispielsweise eine spezielle magnesiumhaltige Legierung namens ZAX210 entwickelt, die sich bei Temperaturen um die 200 °C gut verarbeiten lässt und stabile mechanische Eigenschaften bei niedrigen Umformtemperaturen gewährleistet.
Vorteile und Anwendungen von Magnesiumlegierungen
Die Vorteile von Magnesiumlegierungen sind vielfältig. Sie kombinieren ein geringes Gewicht mit hoher Festigkeit, was sie ideal für verschiedene Branchen macht. Die Dichte von 1,7 bis 2,0 g/cm³ sorgt dafür, dass sie etwa 30 Prozent leichter sind als Aluminium und sogar 55 Prozent leichter als Stahl. Diese Eigenschaften steigern nicht nur die Kraftstoffeffizienz in der Automobilindustrie, sondern reduzieren auch die Emissionen. Magnesiumlegierungen, die Magnesium mit anderen Elementen wie Aluminium und Zink kombinieren, bieten eine Zugfestigkeit zwischen 150 MPa und 400 MPa, und ihre Duktilität liegt bei bis zu 10 Prozent. Jedoch ist die Korrosionsbeständigkeit begrenzt, kann aber durch spezielle Beschichtungen verbessert werden.
Die Anwendungsmöglichkeiten sind zahlreich, denn Magnesiumlegierungen kommen in der Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, der Elektronik und sogar in medizinischen Geräten zum Einsatz. Besonders hervorzuheben ist der ansteigende Magnesiumanteil in Fahrzeugmaterialien, der bis 2030 auf 17 % steigen wird. Zudem sind diese Legierungen zu 100 % recyclebar, was sie zu einer nachhaltigen Wahl für viele Anwendungen, insbesondere im Bereich tragbarer Elektronik, macht.
Innovationen in der Verarbeitungstechnik
Ein weiterer spannender Aspekt der Forschungsarbeit ist die Entwicklung eines CO₂-Rechners, genannt CLEAN-Mag App. Dieses Tool soll Unternehmen dabei helfen, ihre Prozessketten bei der Umformung von Magnesium zu analysieren und einen nachhaltigeren Umgang mit Ressourcen zu fördern. Zudem werden verschiedene Schweißverfahren untersucht und optimiert, um die Verarbeitung der eingesetzten Magnesiumlegierungen zu verbessern und an die spezifischen Anforderungen der Industrie anzupassen.
Zusammenfassend zeigen die Fortschritte in der Magnesiumtechnologie nicht nur die Vielseitigkeit und Vorteile dieses Materials auf, sondern betonen auch den dringenden Bedarf an innovativen Lösungen, die sowohl die Effizienz als auch die Umweltverträglichkeit in der Herstellung gewährleisten. Wie das Projekt in Freiberg eindrucksvoll demonstriert, findet hier eine Revolution im Leichtbau statt, die in den kommenden Jahren sicherlich noch mehr Schlagzeilen machen wird.
Informieren Sie sich über diese Entwicklungen auf den Webseiten von Technische Universität Freiberg, KDM Fabrikationen und Euroguss.