Aluminiumlegierungen erklärt| Glossar

Aluminiumlegierungen – Definition und Grundlagen

Aluminiumlegierungen sind metallische Werkstoffe, die hauptsächlich aus Aluminium bestehen und mit verschiedenen Legierungselementen wie Kupfer, Magnesium, Silizium, Zink oder Mangan kombiniert werden. Diese Kombinationen verbessern gezielt bestimmte Eigenschaften wie Festigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit oder Temperaturbeständigkeit. Aluminium selbst ist ein leichtes Metall mit geringer Dichte und guter Leitfähigkeit, was es für viele Industriezweige attraktiv macht.

Arten von Aluminiumlegierungen

Aluminiumlegierungen lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen:

• Knetlegierungen: Diese Legierungen werden durch mechanische Bearbeitungsverfahren wie Walzen, Pressen oder Schmieden geformt. Sie eignen sich besonders für Bauteile mit komplexen Geometrien.
• Gusslegierungen: Diese Legierungen werden im flüssigen Zustand in eine Form gegossen. Sie sind ideal für die Herstellung von Bauteilen mit komplexen Hohlräumen und hohen Wandstärken.

Legierungselemente und deren Einfluss

Jedes Legierungselement beeinflusst die Eigenschaften der Aluminiumlegierung unterschiedlich:

• Kupfer: Erhöht die Festigkeit, verringert jedoch die Korrosionsbeständigkeit.
• Magnesium: Verbessert die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
• Silizium: Verbessert die Gießbarkeit und reduziert die Wärmeausdehnung.
• Zink: Erhöht die Festigkeit, wird aber meist nur in Kombination mit anderen Elementen verwendet.
• Mangan: Verbessert die Korrosionsbeständigkeit und die Formstabilität.

Vorteile von Aluminiumlegierungen im industriellen Einsatz

Aluminiumlegierungen bieten eine Vielzahl von Vorteilen, die sie für den Maschinenbau, die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrt sowie für die Medizintechnik interessant machen:

1. Geringes Gewicht: Aluminiumlegierungen wiegen nur etwa ein Drittel von Stahl, was den Kraftstoffverbrauch in Fahrzeugen und Flugzeugen reduziert.
2. Korrosionsbeständigkeit: Insbesondere Legierungen mit Magnesium oder Mangan bieten eine hohe Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse.
3. Gute Bearbeitbarkeit: Aluminiumlegierungen lassen sich hervorragend fräsen, drehen, bohren und schleifen.
4. Hervorragende Leitfähigkeit: In der Elektrotechnik profitieren viele Anwendungen von der hohen elektrischen und thermischen Leitfähigkeit.
5. Recyclingfähigkeit: Aluminium kann nahezu vollständig recycelt werden, was es zu einem umweltfreundlichen Werkstoff macht.

Einsatzgebiete von Aluminiumlegierungen

Aluminiumlegierungen finden sich in nahezu jeder Industrie:

• Automobilindustrie: Für Motorblöcke, Getriebegehäuse oder Felgen.
• Luft- und Raumfahrt: Für Leichtbaustrukturen, Treibstofftanks und Flugzeugverkleidungen.
• Medizintechnik: Für chirurgische Instrumente, Prothesen oder Diagnosegeräte.
• Maschinenbau: Für Gehäuse, Rahmen oder Präzisionsteile.
• Bauindustrie: Für Fassadenelemente, Fensterrahmen und Dachkonstruktionen.

Verarbeitung von Aluminiumlegierungen

Die Bearbeitung erfolgt häufig über CNC-Fräsen, HSC-Fräsen oder Spritzgussverfahren (in Kombination mit Kunststoff). Gerade im Prototypenbau oder in der Kleinserienfertigung wird Aluminium aufgrund seiner leichten Bearbeitbarkeit und hohen Formstabilität geschätzt.

Herausforderungen bei der Arbeit mit Aluminiumlegierungen

Trotz aller Vorteile gibt es Herausforderungen:

• Oxidschichtbildung: Aluminium bildet in Kontakt mit Sauerstoff sehr schnell eine Oxidschicht, die in einigen Prozessen hinderlich sein kann.
• Weiches Material: Im Vergleich zu Stahl sind Aluminiumlegierungen weicher, was zu erhöhtem Werkzeugverschleiß bei der Zerspanung führen kann.
• Thermische Ausdehnung: Aluminium dehnt sich bei Temperaturwechseln stärker aus als viele andere Metalle, was bei engen Toleranzen berücksichtigt werden muss.

Zukunft und Innovationen bei Aluminiumlegierungen

Mit zunehmenden Anforderungen an Leichtbau, Ressourcenschonung und Recyclingfähigkeit gewinnen Aluminiumlegierungen weiter an Bedeutung. Forschung und Entwicklung konzentrieren sich auf:

• Neue Hochleistungslegierungen mit besserer Festigkeit-Gewichts-Balance.
• Additive Fertigung mit Aluminiumlegierungen für komplexe Geometrien.
• Oberflächenveredelungen zur Verbesserung von Korrosions- und Verschleißbeständigkeit.

Zusammenfassung Aluminiumlegierungen

Aluminiumlegierungen sind unverzichtbare Werkstoffe in modernen Fertigungsprozessen. Ihre Kombination aus Leichtigkeit, Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit macht sie ideal für zahlreiche Hightech-Anwendungen. Unternehmen wie GMS-24 setzen auf Aluminiumlegierungen, um hochwertige Bauteile in höchster Präzision herzustellen – sei es im Prototypenbau, in der Kleinserienfertigung oder bei innovativen Rapid-Tooling-Projekten.