Fahrzeugkarosserien bestehen heutzutage hauptsächlich aus Metall, aber Holz wird als eine leichtere und umweltfreundlichere Alternative angesehen. Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Prof. Dr. Lothar Kallien von der Hochschule Aalen hat ein neues Gussverfahren entwickelt, bei dem Holzbauteile mit einer dünnen Schicht aus Leichtmetall umgossen werden, um einen Verbundwerkstoff mit optimalen Eigenschaften für industrielle Anwendungen zu schaffen, insbesondere im Fahrzeugbau.
Früher bestanden Autos größtenteils aus Holz, doch heutzutage sind Holzkomponenten eher aus ästhetischen Gründen im Innenraum zu finden. Die Forschungsgruppe um Prof. Dr. Lothar Kallien strebt an, das Naturmaterial mit seinen physikalischen Vorteilen und seiner niedrigen CO2-Bilanz wieder vermehrt im Fahrzeugbau zu nutzen. Kallien ist davon überzeugt, dass in Zukunft mehr Holz in Autos verbaut werden wird.
Die Forschungsgruppe arbeitet an hybriden Holzstrukturen im Druckgießverfahren, indem sie Holzstrukturen mit Aluminium- und Magnesiumlegierungen für den Leichtbau kombiniert. Eine anfängliche Herausforderung bestand darin, die thermische Schädigung des Holzkerns während des Druckgießprozesses zu verhindern. Ihr Ziel ist es, durch sehr dünnwandiges Umgießen eine Verbrennung des Holzes zu vermeiden, was prinzipiell mit dem Druckgießverfahren möglich ist. Dennoch bedarf es weiterer Forschung, um sicherzustellen, dass das Holz unbeschadet bleibt und das Bauteil von innen stabilisiert wird. Dieser Forschungsansatz entstand aus dem SmartPro-Projekt im Bereich Leichtbau, das vom Bundeministerium für Bildung und Forschung unterstützt wurde.
Dr. Daniel Schwarz, ein Wissenschaftler des Teams, erklärt, dass die Kombination von Holz und Metall einen Leichtbaustoff ergibt, der die Steifigkeit des Bauteils verbessert und gleichzeitig leicht ist. Diese physikalischen Vorteile und die positive Auswirkung auf die CO2-Bilanz im Fahrzeugbau motivieren das Team, vermehrt auf das Naturmaterial zurückzugreifen. Durch die Leichtigkeit und Stabilität des Materials können auch große und komplexe Bauteile hergestellt werden.
Die Qualität der Bauteile wird vom Team um Kallien mithilfe eines Computertomographen überprüft, der Fehler mittels Röntgenstrahlung ohne Beschädigung des Bauteils erkennen kann.
Die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie ist entscheidend, um innovative Leichtbaulösungen zu entwickeln und umzusetzen. Die Forschung liefert neue Technologien, während die Industriepartner die Anwendungsfelder definieren und die Techniken in die Praxis umsetzen. Verschiedene Unternehmen aus verschiedenen Branchen zeigen Interesse an einer Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe, da die Entwicklung nicht nur für Fahrzeugkarosserien, sondern auch für andere Bereiche wie Motorsägen oder Materialien in der Luft- und Raumfahrt relevant sein kann. Kallien betont die Bedeutung dieser Zusammenarbeit und die Möglichkeit, durch die Industriepartner den Bedarf und potenzielle Anwendungen für ihre Technologie zu verstehen.
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung von Hochschule Aalen – Technik und Wirtschaft / Veröffentlicht am 01.12.2023