TECHNOLOGIE

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Rohstoff

Aluminium ist noch ein recht junges industrielles Gebrauchsmetall. Erstmals wurde es 1825 von dem dänischen Forscher H.C. Oerstedt hergestellt. Einige Jahrzehnte später bereits wurde Aluminium industriell produziert. Seine Materialeigenschaften haben Aluminium innert 100 Jahren zu einem vielseitigen und weitverbreiteten Metall gemacht.

Aluminium findet in vielen Gebieten der Technik und des täglichen Bedarfs seine Anwendung. Sein geringes Gewicht hilft im Verkehrssektor Energie zu sparen. Auch im Bauwesen wird es dank seiner Langlebigkeit eingesetzt. Weitere Anwendungen in der Verpackungsindustrie sind hinlänglich bekannt.
Der Rohstoff für Aluminium, Bauxit, wird hauptsächlich in Australien, Westafrika, Jamaika und Brasilien abgebaut. In einem 2-stufigen Verfahren erfolgt die Metallgewinnung. Weltweit wird rund 25 Mio Tonnen Aluminium verarbeitet. Wichtigster Verwendungssektor ist der Verkehr, gefolgt vom Bau, Maschinenbau und Verpackung. Da Aluminium absolut ungiftig ist, ist seine Verarbeitung problemlos. Die Herstellung von Aluminium ist sehr energieaufwändig. Für die Herstellung von 1kg Aluminium wird 13,5 Kilowattstunden Strom verbraucht. Sinn macht der Einsatz von Alu daher nur, wo das Material wieder verwendet werden kann. Aufgrund seines tiefen Schmelzpunktes (660°C) ist es sehr geeignet zum Reziklieren, wird doch dafür nur 5% der Energie verbraucht.
Im Nutzfahrzeugbereich wird Aluminium schon seit Jahrzehnten verwendet. Sein geringes Gewicht von 2.7g/cm3 ist rund 1/3 des spezifischen Gewichtes von Eisen (7.8g/cm3).

Space-Frame

Space-Frame Konstruktionen sind vollständig aus Aluminium hergestellt. Damit die Festigkeit gewährleistet ist, kommen Aluminium-Gussteile, -Strangpressprofile- und Bleche zum Einsatz. Neben Space-Frame werden auch Vollaluminiumfahrzeuge ganz konventionell (wie bei Stahlblechen) konstruiert. Beispiel für diese Bauweise ist der Honda NSX. Eine neue Konstruktionsart verfolgt Jaguar. Mithilfe von Nieten und Kleben wird der XJ, ähnlich wie im Flugzeugbau, gebaut. Für die Monocoque-Carrosserie, welche vollständig aus Aluminium gefertigt ist, werden rund 3180 Nieten und rund 120 Meter Klebestoffbahnen verwendet.Da diese Fahrzeuge komplett aus Aluminium gefertigt wurden, entfällt das Problem der Kontaktkorrosion. Unter Kontaktkorrosion versteht man, wenn sich zwei ungleich edle Metalle berühren und aufgrund der elektrochemischen Spannungsreihe sich das unedlere zuerst abbaut. Da Aluminium unedler als Stahl ist, baut es sich zuerst ab.

Hierzu ein Auszug aus der elektrochemischen Spannungsreihe von Metallen (von edel zu unedel):

Blei - Zinn - Eisen - Chrom - Zink - Aluminium
Kommt also Stahl mit Aluminium in Kontakt, zersetzt sich das Aluminium. Natürlich hat auch ein Fahrzeug aus Aluminium Verbindungen, welche aus Stahl bestehen. Diese Schrauben und Nieten sind jedoch speziell beschichtet, damit keinerlei Kontakt mit Aluminium auftreten kann. Die Beschichtung besteht zum Beispiel aus Zink- oder Aluminiumstaubhaltigen Überzügen. Zudem sind sie mit einer speziellen Gleitmitteleinfärbung gekennzeichnet, damit es nicht zu Verwechslungen kommen kann. Die Schrauben dürfen nur einmal verwendet werden.
Die Korrosionsbeständigkeit von Aluminium ist sehr hoch. Tritt eine Beschädigung an der Lackierung auf, bildet sich durch den Sauerstoff automatisch eine Schutzschicht. Dadurch wird der Werkstoff korrosionsbeständig.

Zur Zeit sind folgende Fahrzeuge komplett aus Aluminium gefertigt:
Audi A8 | Audi A2 | BMW Z8 | Ferrari 360 | Ferrari 430 | Jaguar XJ | Jaguar XK |

Hybrid-Bauweise

Von Hybrid-Bauweise spricht man, wenn sowohl Aluminium wie auch andere Materialien eingesetzt werden. Diese Bauweise wird beispielsweise vom legendären Ur-Rover (heute Rover Defender) bereits seit über 50 Jahren eingesetzt.
Dabei ist der tragende Teil des Fahrzeuges konventionell in Stahl hergestellt. Es kann sich sowohl um eine selbsttragende Bauweise wie auch um ein Fahrzeug mit Chassis handeln. Die Aussenteile wie Türen, Deckel aber zum Teil auch Kotflügel und Seitenwände sind dann aus Aluminium. Eine spezielle Form der Hybrid-Bauweise sind die 5er und 6er von BMW. Der ganze Vorbau inklusive den tragenden Elementen ist aus Aluminium gefertigt (GRAV= GewichtsReduzierterAluminiumVorbau), während der Rest des Fahrzeuges aus Stahlblech ist. Diese Bauweise bietet neben dem Vorteil der Gewichtseinsparung auch eine optimierte Verteilung des Gewichtes und damit wesentlich verbesserte Fahreigenschaften.
Da Aluminium ein relativ unedles Metall ist, ist vor allem auf die elektrolytische Kontaktkorrosion zu achten. Kommt Alu mit Stahl in Verbindung, baut sich Aluminium ab.
Der Vorteil dieser Bauweise ist, dass die meisten Prozesse in der Produktion nicht angepasst werden müssen. Gerade für Grossserienmodelle wird wohl in Zukunft vermehrt die Hybrid-Bauweise in Frage kommen.