Neue nanopartikelverstärkte Magnesiumwerkstoffe

[Grafik: Hereon/ Hajo Dieringa]

Die Beschleunigung einer bewegten Masse benötigt umso mehr Energie, je schwerer sie ist. Diese alte Erkenntnis ist die Grundlage für das Ziel der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts für Material- und Prozessdesign am Helmholtz-Zentrum Hereon, Fahr- und Flugzeuge leichter zu machen. So verbrauchen sie weniger Kraftstoff, was zum einen den Mobilitäts- Kunden in der Geldbörse zu Gute kommt, aber auch der Umwelt. Denn damit wird der CO2-Fußabdruck deutlich kleiner. Man geht etwa davon aus, dass eine Reduktion von 100 Kilogramm bei einem durchschnittlichen PKW zu einer Senkung des Verbrauchs um etwa 0,5 bis 0,7 Liter Kraftstoff auf 100 Kilometer führt. Gleiches gilt bei der E-Mobilität. Der Stromverbrauch wird reduziert und damit die Reichweite der E-Fahrzeuge durch deren Gewichtsreduzierung deutlich erhöht. Hinzu kommen weitere Effekte, wie etwa die Tatsache, dass bei einem leichteren Fahrzeug kleinere Bremsanlagen verbaut werden können, was es wiederum noch leichter macht.

Die Zukunft: Magnesium

Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz

Die Forschenden am Helmholtz-Zentrum Hereon arbeiten schon seit vielen Jahren an Magnesiumwerkstoffen. Im aktuellen Projekt werden nun Magnesium-Komposite entwickelt, die mit extrem kleinen keramischen Partikeln durchsetzt sind. „Diese Partikel verbessern die Umformbarkeit der Werkstoffe, was im Vergleich zu herkömmlichen Magnesiumgusslegierungen das Einsatzgebiet deutlich erweitern würde. Weil man diese Werkstoffe schmieden oder auf andere Weise umformen kann“, sagt Materialforscher und Projektleiter Dr. Hajo Dieringa.

Damit seien Magnesiumwerkstoffe einsetzbar, wo heute nur Stahl- oder Aluminiumlegierungen zum Einsatz kommen, die viel schwerer sind. Dies macht Fahrzeuge und auch Flugzeuge leichter und damit nachhaltiger. Adressiert werden soll darüber hinaus der branchen- und materialübergreifende Wissenstransfer, bei dem sowohl die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrtindustrie als auch Hersteller von Medizinprodukten angesprochen werden sollen.
Das Projekt OptUm-MagNa wird im Rahmen des Technologietransfer-Programms Leichtbau des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz mit etwa 880.000 Euro gefördert und vom Helmholtz-Zentrum Hereon koordiniert. An dem Verbundvorhaben sind daneben auch die Leuphana Universität Lüneburg, die Weisensee Warmpressteile GmbH und die LMpv Leichtmetall Produktion & Verarbeitung GmbH beteiligt.