Magnesiumlegierung Umweltbewusster Leichtbau

Mit MnE21 steht nach jahrelanger Entwicklungsarbeit ein Magnesium-Mangan Werkstoff zur Verfügung, der in Verbindung mit dem revolutionären Produktionsprozess gerade zur richtigen Zeit serienreif ist, um einen entscheidenden Beitrag für die Senkung der CO₂ -Emission zu leisten und die Gewichtspirale im Automobilbau umzukehren.

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Die innovative MnE21-Blechbauteilherstellung basiert überwiegend auf Magnesium, das mit ca. 1,9% in der Erdkruste und mehr als 1kg/m³ im Meerwasser sehr häufig vorkommt. Technisch wird heute hauptsächlich das Mineral Dolomit als Rohmaterial verwendet,in dem es zu mehr als 10 Gewichtsprozenten enthalten ist. Berücksichtigt man, dass durch den steigenden Süßwasserbedarf in trockenen, heißen Regionen der Erde die Meerwasserentsalzung auf Basis der erneuerbaren Energien stark zunehmen wird und dadurch pro gewonnenem m³-Süßwasser ca. 35 kg Salz zurückbleibt, das wiederum mehr als 1kg Mg enthält, welches mit einem Elektro-Schmelzverfahren sehr gut mit erneuerbaren Energien technisch isoliert werden kann, dann wird Magnesium weltweit zu einem der leicht verfügbarsten technischen Konstruktionswerkstoffe werden.

Kein Walzwerk erforderlich

Im Unterschied zu den üblichen Al- und Stahlprozessen wird kein großtechnisches Walzwerk benötigt, sondern dieMnE21-Pellets werden direkt in das Herstellwerk für das jeweilige Produkt transportiert. Der Zwischenschritt über dedizierte Platinen bzw. Coils entfällt komplett. In dem Herstellwerk werden die Pellets nach Bedarf in einer einfachen Bolzengießanlage bei ca. 650°C zu Extruder-Bolzen gegossen und direkt „warm“ in eine Standard Extruder-Presse eingelegt. Mit Hilfe eines patentierten Extruder-Kopfes werden bei > 400°C Rohre gepresst, die direkt in dem Kopf aufgetrennt und zu einem „endlosen“ Blechstreifen geglättet werden. Mit einer handelsüblichen 3.000t Extruder-Presse sind so Blechbreiten von 1m, mit einer 10.000t Presse sogar Blechbreiten von 1,8m, möglich. Die Blechlänge hängt dabei primär von der Bolzengröße und der Blechdicke ab. Da jedoch MnE21 im Gegensatz zu Aluminium keine geschlossene Oxidschicht aufweist, können nach einem einfachen Planschnitt beliebig weitere Gießbolzen in der Presse nachgeschoben werden, ohne nennenswerten mechanischen Einfluss auf das ausgepresste Blech an den Anschlussstellen, somit sind die möglichen Blechlängen quasi unbegrenzt. Die gesamte Anlage einschließlich der Auslagerungsstrecke passt leicht auf die Fläche einer der bisher üblichen 18m Coil-Anlagen vor eine bestehende Pressenstraße.

Warme Verarbeitung spart CO₂

Ein großer Vorteil dieser „Inline“-Blechproduktion ist, dass die Werkstücke direkt mit der noch enthaltenen Prozesswärme grundsätzlich ohne weitere Energiezufuhr in den nachfolgenden Umform- und Fertigungsprozessen verarbeitet werden können, wenngleich es für die Prozesssicherheit sinnvoll ist, temperaturgeführte Werkzeuge (150°-350°C)zu verwenden. Bei dieser „warmen“ Verarbeitung hat das Blech ein fast pastöses Verhalten, mit der Folge, dass sehr leichte und schwache Pressen verwendet werden und auch ohne Schmierstoffe eine extrem hohe Umformbarkeit mit wenigen Umformschritten erreicht wird. Z.B. wurde eine Stahl-Vordersitzschale eines Fahrzeuges mit ca. 990g Gewicht durch eine MnE21-Schale mit nur ca. 330g in der laufenden Serie ersetzt, die anstelle von 16 Ziehstufen auf einer 3.000 t Presse (für das Stahlteil)auf einer 90 t Presse mit nur 6 Stufen gefertigt wird! Diese Prozesseigenschaft bedeutet eine enorme Kosten- und CO₂-Einsparung und stellt gleichzeitig eines der größten Hindernisse in der Umsetzung dar, weil gerade in den etablierten Produktionsstandorten der Industrie eben diese 3.000 t Pressen mit den vielen kalten Bearbeitungsschritten bereits vorhanden sind. Somit stellt die große Chance des MnE21 Prozesses für diese Unternehmen eher eine Gefährdung für ihre Bestandsinvestitionen dar. Das ist auch der Grund, warum die meisten der MnE21-Produkt-Umsetzungen mit diesem neuen Prozess aktuell in den neuen Märkten wie China zu finden sind, denn dort wird häufig zur Produktidee auch gleich die gesamte nicht vorhandene Produktionsinfrastruktur neu aufgebaut.

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