Hersteller von Automobilen und Präzisionsteilen sind ständig auf der Suche nach neuen und effektiveren Materialien, um die Spezifikationen und die Leistung ihrer Produkte zu verbessern. Automobilhersteller sind besonders daran interessiert, innovative Werkstoffe in ihren Fahrzeugen einzusetzen und experimentieren daher mit verschiedenen Stahl- und Aluminiumlegierungen.
Ford und General Motors beispielsweise haben diese Komponenten in ihre Fahrzeuge integriert, um das Gesamtgewicht ihrer Maschinen zu reduzieren und so Stabilität und Langlebigkeit zu gewährleisten, berichtete Design News. GM reduzierte die Masse des Chassis der Chevy Corvette durch den Einsatz von Aluminium um 45 Kilogramm, während Ford das Gesamtgewicht des F-150 durch eine Kombination aus hochfestem Stahl und Aluminiumlegierungen um rund 318 Kilogramm reduzierte.
„Jeder Autohersteller muss das tun“, sagte Bart DePompolo, technischer Marketingmanager für die Automobilbranche bei US Steel Corp., der Quelle. „Sie prüfen jede Option, jedes Material.“
Mehrere Faktoren tragen laut der Nachrichtenagentur zum Bedarf an fortschrittlichen Materialien für die Automobilproduktion bei, darunter auch die Richtlinien der Unternehmen zum durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch. Diese Standards verlangen von den Automobilherstellern, bis 2025 für alle im Unternehmen produzierten Maschinen einen durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch von 54,5 % zu erreichen.
Leichtere und hochfeste Werkstoffe können den Kraftstoffverbrauch senken und sind daher eine attraktive Option zur Erfüllung gesetzlicher Anforderungen. Die geringere Masse dieser Materialien belastet die Motoren weniger und senkt so den Energieverbrauch.
Strengere Crash-Standards gehören ebenfalls zu den Überlegungen, die den Einsatz moderner Stähle und Aluminiumlegierungen begünstigen. Diese Vorschriften erfordern die Integration besonders widerstandsfähiger Werkstoffe in bestimmte Fahrzeugkomponenten, beispielsweise in die Fahrerkabine.
„Einige der hochfesten Stähle werden in den Dachsäulen und Schwellern verwendet, wo viel Aufprallenergie abgefangen werden muss“, erklärte Tom Wilkinson, Sprecher von Chevy, der Quelle. „Dann greift man für die Bereiche, in denen nicht ganz so viel Festigkeit benötigt wird, auf etwas günstigeren Stahl zurück.“
Designschwierigkeiten
Der Einsatz dieser Materialien stellt Ingenieure jedoch vor Herausforderungen, da sie mit Kosten- und Effizienzeinbußen zu kämpfen haben. Diese Kompromisse werden dadurch verschärft, dass viele Automobilproduktionsprojekte bereits Jahre vor der Markteinführung der Fahrzeuge initiiert werden.
Designer müssten Wege finden, neue Materialien in die Automobilproduktion zu integrieren und diese selbst herzustellen, so die Quelle. Sie bräuchten außerdem Zeit, um mit Zulieferern zusammenzuarbeiten, um Aluminiumlegierungen und Stähle herzustellen.
„Man sagt, dass 50 Prozent der Stahlsorten in heutigen Autos vor zehn Jahren noch gar nicht existierten“, sagte DePompolo. „Das zeigt, wie schnell sich das alles ändert.“
Zudem können diese Materialien besonders teuer sein und machen bei vielen Neuwagen bis zu 1.000 Dollar des Preises aus, so die Nachrichtenagentur. Als Reaktion auf die höheren Kosten hat sich GM in vielen Fällen für Stahl statt Aluminium entschieden. Daher müssen Ingenieure und Hersteller Methoden finden, um die Wirksamkeit und die Kosten dieser fortschrittlichen Materialien in Einklang zu bringen.
