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E-Bikes sollen abspecken
 

Forscher entwickeln neue Produktionstechnik mit hochfestem Alu für den Leichtbau

E-Bikes liegen im Trend, doch sie sind meist auch ziemlich schwer. Auch bei Elektro-Autos kommt es auf jedes Kilo an, wenn es beispielsweise um die Reichweite geht. Karosserie-Leichtgewichte haben klare Vorteile. Allerdings nicht was die Kosten angeht: Ultraleichte Werkstoffe wie glasfaserverstärkte glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) sind sehr teuer und rentieren sich für die Massenproduktionnicht. Forscher der  Uni Kassel entwickeln daher mit weiteren Partnern ab 2018 hochfeste Aluminium-Legierungen und neue Produktionstechnologien für Leichtbau-Karosserien. Am Ende des vierjährigen, vom Landesprogramm Loewe geförderten Projekts soll ein elektrisch angetriebenes Mountainbike mit einem Rahmen aus diesem Werkstoff als Demonstrator präsentiert werden.


Aluminium wird bereits im Fahrzeugbau verwendet. Die Marke Audi hat schon vor mehr als 20 Jahren einen Wagen mit einer Vollkarosserie aus Aluminium auf den Markt gebracht. Doch die bisher verwendeten Legierungen sind zwar leicht, aber nicht besonders zugfest. Deshalb muss man relativ viel Material verwenden, um die gewünschte Stabilität der Karosserie zu erhalten. Das erhöht das Gewicht und erhöht die Produktionskosten gegenüber dem Einsatz von Stahl beträchtlich. 


Die Kasseler Forscher setzen daher auf eine hochfeste Aluminium-Zink-Legierung. Diese sogenannte 7000–er Serie ist bei gleichem Gewicht fast doppelt so zugfest wie die bisher gebräuchliche. „Diese Legierung hat höchstes Potenzial für den Leichtbau. Unser Ziel ist, dass sie zum Standardrohstoff für den Leichtbau wird.“, sagt Prof. Dr. Stefan Böhm, Leiter des Fachgebiets Trennende und Fügende Verfahren an der Universität Kassel. Er schätzt, dass das Gewicht eines Fahrzeugrohbaus um fast 50 Prozent gesenkt werden kann. Eine Karosserie könnte dann beispielsweise statt 150 Kilo nur 80 Kilo schwer sein.


Doch bis es so weit ist, müssen die Forscher einige Hürden überwinden. Beispielsweise sei das hochfeste Aluminium sehr spröde und eigne sich deshalb nicht gut für das sogenannte Tiefziehpressen. Mit diesem Verfahren wird das Metall in die gewünschte Form gebracht. Durch ein neuartiges Produktionsverfahren, eine Wärme- und Nachbehandlung der Legierung wollen die Wissenschaftler dieses Problem ausräumen.  


Projekt wird mit 4,7 Mio. gefördert

Das Projekt „Allegro“ wird vom Land Hessen im Rahmen des Forschungsförderungsprogramms „Loewe“ mit rund 4,7 Millionen Euro gefördert und läuft bis 2021. Davon fließen 2,3 Millionen Euro an die Universität Kassel, die auch die Federführung übernommen hat. Neben dem Fachgebiet Trennende und Fügende Verfahren sind auch das Institut für Werkstofftechnik und das Fachgebiet für Umformtechnik der Uni Kassel beteiligt. Projektpartner der Kasseler Forscher sind die Technische Universität Darmstadt und das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt. 


Von Peter Dilling, HNA, 11.09.2017