Neuartige Verarbeitungsprozesse für die Magnesium-Umformung
Die kontinuierlich steigende Mobilität von Menschen und Gütern resultiert in einem stetig wachsenden Energieverbrauch und CO2-Ausstoß. Der Mobilitätssektor ist in Europa für knapp 30% des Gesamtenergieendverbrauchs verantwortlich, und stellt damit den größten singulären Energieverbraucher dar. Das von der Europäischen Union gesteckte Ziel der vollständigen Klimaneutralität bis 2050 sowie die aktuell vorherrschende Abhängigkeit von außereuropäischen Rohstoff- und Technologielieferanten bedingen die Schaffung neuer Lösungen.
Der materialbasierte Leichtbau durch Magnesium birgt dabei ein signifikantes Potential zur Energieeinsparung im operativen Betrieb. Magnesium (Mg) kann durch modernste Technologien relativ sauber und energieeffizient aus weltweit gut verfügbaren Rohstoffen gewonnen werden und bietet durch seine geringe Dichte und hohe spezifische Festigkeit starkes Leichtbaupotential. Materialbasierter Leichtbau mit Magnesium ist jedoch fast immer mit höheren Kosten im Vergleich zu schwereren Metallen für Strukturanwendungen (bspw. Stahl, aber auch Aluminium) verbunden.
Während Gussbauteile aus Mg mittlerweile zum Stand der Technik gehören, stellen Umformprodukte aus Mg Legierungen noch eine Nischenanwendung dar. Walz- und Strangpressprodukte (Bleche, Rohre, Profile) sind aus dem modernen Leichtbau nicht mehr wegzudenken und bieten ein großes Potential für Mg-Legierungen. Doch besonders hier besitzt Mg durch seine naturgemäß schlechte Umformbarkeit, die geringe Legierungsauswahl und fehlendes Prozess Knowhow bedeutende Nachteile, wodurch ein großflächiger Einsatz noch nicht erfolgen konnte.
Durch die Verwendung von Ca-haltigen Mg-Legierungen in Umformprodukten können diese Themen erfolgreich adressiert werden und es kann eine Werkstoffgruppe geschaffen werden, welche die zahlreichen Herausforderungen, welche an einen modernen, klimafreundlichen Werkstoff gestellt werden, erfüllt.
Nachteil bei diesem System ist es jedoch, dass kaum Wissen über die Verarbeitung sowie anwendbare Prozessparameter existiert. Während diese Werkstoffe noch nicht in der verarbeitenden Industrie angekommen sind, beschränkt sich die wissenschaftlichen Betrachtungen auf Verarbeitungstemperaturen von 350°C und weniger. Durch die niedrige Umformtemperatur ergeben sich eine schlechte Umformbarkeit und damit hohe Prozesskosten, wodurch der Werkstoff an Attraktivität verliert. Daher hat sich das Projekt „Pro-Imagine“ das Ziel gesetzt, durch Werkstoffauswahl und geeigneter Prozessführung das Prozessfenster für Ca-haltige Mg-Legierungen zu höheren Temperaturen zu erweitern. Dadurch soll die industrielle Akzeptanz für den Werkstoff gesteigert sowie die industrielle Anwendung beschleunigt und gleichzeitig eine deutliche Energieeinsparung erzielt werden.
Gefördert durch das Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) und die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) im Rahmen von Mobilität der Zukunft – Nachhaltige Fahrzeugtechnologien.
