Sie fragen sich vielleicht: „Warum ist Aluminium in Autos so alltäglich?“ oder „Was macht Aluminium zu einem so großartigen Material für Karosserien?“, ohne zu wissen, dass Aluminium seit jeher im Automobilbau verwendet wird. Bereits 1889 wurde Aluminium in großen Mengen produziert und zu Autos gegossen, gewalzt und geformt.
Automobilhersteller nutzten die Gelegenheit, mit einem leichter formbaren Material als Stahl zu arbeiten. Damals gab es nur reinere Aluminiumformen, die charakteristisch weicher waren und sich durch eine hohe Formbarkeit sowie eine ausgezeichnete, langlebige Korrosionsbeständigkeit auszeichneten. Diese Faktoren führten dazu, dass Automobilhersteller umfangreiche Karosserieteile im Sandgussverfahren formten, die anschließend von Hand geschweißt und poliert wurden.
Mitte des 20. Jahrhunderts verwendeten einige der angesehensten Automobilhersteller Aluminium in ihren Fahrzeugen. Dazu gehören Bugatti, Ferrari, BMW, Mercedes und Porsche.
Warum Aluminium in Autos wählen?
Autos sind komplexe Maschinen, die aus rund 30.000 Einzelteilen bestehen. Die Karosserie, also das Gerüst des Fahrzeugs, ist der teuerste und kritischste Teil der Fahrzeugherstellung.
Sie umfassen die Außenbleche, die dem Fahrzeug seine Form geben, und die Innenbleche, die zur Verstärkung dienen. Die Bleche werden mit Säulen und Geländer verschweißt. Zur Karosserie gehören außerdem Vorder- und Hintertüren, Motorträger, Radkästen, Stoßfänger, Motorhauben, Fahrgasträume sowie Front-, Dach- und Bodenverkleidungen.
Strukturelle Stabilität ist die wichtigste Anforderung an eine Karosserie. Karosserien müssen jedoch auch leicht, kostengünstig in der Herstellung, rostbeständig und attraktiv sein, wie beispielsweise eine hervorragende Oberflächenbeschaffenheit.
Aluminium erfüllt diese Anforderungen aus mehreren Gründen:
Vielseitigkeit
Aluminium ist ein außergewöhnlich vielseitiges Material. Dank seiner Formbarkeit und Korrosionsbeständigkeit lässt es sich leicht verarbeiten und gestalten.
Es ist auch in verschiedenen Formaten erhältlich, beispielsweise als Aluminiumblech, Aluminiumspule, Aluminiumplatte, Aluminiumrohr, Aluminiumleitung, Aluminiumkanal, Aluminiumträger, Aluminiumstange und Aluminiumwinkel.
Aufgrund seiner Vielseitigkeit ist Aluminium ein bevorzugtes Material für eine Reihe von Automobilanwendungen, die unterschiedliche Eigenschaften erfordern, sei es Größe und Form, Streckgrenze, Oberflächenbeschaffenheit oder Korrosionsbeständigkeit.
Einfache Verarbeitbarkeit
Leistungsqualität und Vielseitigkeit lassen sich durch verschiedene Fertigungsverfahren wie Einbrennhärten, Kalt- und Ausscheidungshärtung, Ziehen, Glühen, Gießen, Formen und Extrudieren verbessern. Verbesserte Schweißtechnologien machen das Fügen von Aluminium immer einfacher und sicherer.
Leicht und langlebig
Aluminium hat ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und ist daher leicht und langlebig. Der Trend bei Aluminium in der Automobilindustrie konzentriert sich auf die Gewichtsreduzierung von Fahrzeugen, ein Hauptziel der Branche, um strengere Emissionsziele zu erreichen.
Untersuchungen von Drive Aluminum bestätigen, dass Aluminium in Fahrzeugen das Fahrzeuggewicht reduziert und den Kraftstoffverbrauch sowie die Reichweite von Elektrofahrzeugen (EV) erhöht. Da die Verbrauchernachfrage und Umweltanreize zu einer steigenden Produktion von Elektrofahrzeugen führen, ist zu erwarten, dass der Aluminiumanteil in Karosserien weiter steigen wird, um das Gewicht der Batterien auszugleichen und die Emissionen zu senken.
Legierungsfähigkeit
Dass Aluminium mit einer Reihe von Elementen legiert werden kann, um Eigenschaften wie Festigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, erhöht seine Verwendung im Automobilbau.
Aluminium wird in Legierungsreihen unterteilt, die durch ihre Hauptlegierungselemente bestimmt werden. Die Aluminiumlegierungsreihen 1xxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx, 6xxx und 7xxx umfassen Legierungen, die in Autokarosserien zum Einsatz kommen.
Liste der Aluminiumsorten in Autokarosserien
1100
Die Aluminium-Serie 1xxx ist das reinste Aluminium auf dem Markt. Mit einem Reinheitsgrad von 99 % ist 1100er Aluminiumblech extrem formbar. Es weist zudem eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf. Es war eine der ersten Legierungen, die in Fahrzeugen verwendet wurde, und wird auch heute noch vor allem in Wärmeisolatoren eingesetzt.
2024
Die Aluminiumserie 2xxx ist mit Kupfer legiert. 2024 wird häufig bei der Herstellung von Kolben, Bremskomponenten, Rotoren, Zylindern, Rädern und Zahnrädern verwendet, da es eine hohe Festigkeit und ausgezeichnete Dauerfestigkeit aufweist.
3003, 3004, 3105
Die 3xxx-Mangan-Aluminiumreihe weist eine hervorragende Formbarkeit auf. Am häufigsten werden Sie 3003, 3004 und 3105 sehen.
3003 weist eine hohe Festigkeit, gute Formbarkeit, Bearbeitbarkeit und Ziehfähigkeit auf. Es wird häufig für Automobilrohre, Verkleidungen sowie Kraftgussteile für Hybrid- und Elektrofahrzeuge verwendet.
3004 weist viele der Eigenschaften von 3003 auf und kann zusätzlich für Kühlergrillplatten und Kühler verwendet werden.
3105 verfügt über ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Formbarkeit und Schweißeigenschaften. Es wird in Karosserieblechen, Kotflügeln, Türen und Bodenverkleidungen verwendet.
4032
Die Aluminiumserie 4xxx ist mit Silizium legiert. 4032 wird für Kolben, Kompressorspiralen und Motorkomponenten verwendet, da es eine ausgezeichnete Schweißbarkeit und Abriebfestigkeit aufweist.
5005, 5052, 5083, 5182, 5251
Die 5xxx-Serie ist eine der beliebtesten Serien für Aluminiumkarosserien. Ihr wichtigstes Legierungselement ist Magnesium, das für seine festigkeitssteigernde Wirkung bekannt ist.
5005 taucht in Karosserieverkleidungen, Kraftstofftanks, Lenkplatten und Rohrleitungen auf.
5052 gilt als eine der einsatzfähigsten Legierungen und kommt daher in einer Vielzahl von Autokomponenten vor. Sie findet sich in Kraftstofftanks, LKW-Anhängern, Aufhängungsplatten, Displayverkleidungen, Halterungen, Scheiben- und Trommelbremsen und vielen anderen unkritischen Autoteilen.
5083 eignet sich hervorragend für komplexe Automobilkomponenten wie Motorbasen und Karosserieverkleidungen.
5182 dient als strukturelle Stütze für Autokarosserien. Alles von Strukturhalterungen bis hin zu Türen, Motorhauben und Frontkotflügel-Endplatten.
5251 ist in der Autoverkleidung zu sehen.
6016, 6022, 6061, 6082, 6181
Die Aluminiumserie 6xxx ist mit Magnesium und Silizium legiert, verfügt über einige der besten Extrusions- und Gusseigenschaften und weist eine ideale Oberflächenbeschaffenheit auf.
6016 und 6022 werden für Karosserieverkleidungen, Türen, Kofferräume, Dächer, Kotflügel und Außenplatten verwendet, bei denen es auf Beulenfestigkeit ankommt.
6061 zeichnet sich durch hervorragende Oberflächeneigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und hohe Festigkeit aus. Es findet sich in Querträgern, Bremsen, Radantriebswellen, LKW- und Buskarosserien, Airbags und Sammelbehältern.
6082 weist eine der besten Schlagfestigkeiten auf. Daher wird es für tragende Rahmen verwendet.
6181 dient als äußere Karosserieverkleidung.
7003, 7046
Die 7xxx ist die leistungsstärkste und festigkeitsstärkste Legierungsklasse, legiert mit Zink und Magnesium.
7003 ist eine Extrusionslegierung, die hauptsächlich für geschweißte Formen bei der Herstellung von Aufprallträgern, Sitzgleitern, Stoßfängerverstärkungen, Motorradrahmen und Felgen verwendet wird.
7046 verfügt über Hohlextrusionseigenschaften und gute Schweißeigenschaften. Es wird in ähnlichen Anwendungen wie 7003 eingesetzt.
Die Zukunft von Aluminium im Auto
Wir haben allen Grund zu der Annahme, dass das, was die Automobilhersteller Ende des 19. Jahrhunderts erkannten, auch heute noch gilt: Aluminium ist eine hervorragende Wahl für Fahrzeuge! Seit seiner Einführung haben Legierungen und verbesserte Fertigungstechniken den Einsatz von Aluminium in Autos stetig gesteigert. Angesichts der weltweiten Besorgnis über Nachhaltigkeit und Umweltauswirkungen wird Aluminium voraussichtlich einen erheblichen Einfluss auf die Automobilindustrie haben.
Autorin: Sara Montijo
Quelle: https://www.kloecknermetals.com/blog/aluminum-in-cars/
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Herausgegeben von May Jiang von MAT Aluminum
Veröffentlichungszeit: 22. Mai 2023
