Wir bringen fortschrittliche Leichtmetalle auf den Markt

Trotz jahrzehntelanger wissenschaftlicher Forschung zu fortschrittlichen Leichtmetalllegierungen ist nur eine begrenzte Anzahl von Produkten auf den Markt gekommen. Ein neues offenes Innovationsökosystem soll diesen Weg verkürzen.

Leichte Verbundwerkstoffe aus Metalllegierungen werden für Komponenten in der Automobil-, Luftfahrt- und Fertigungsindustrie immer wichtiger. Diese Materialien zeichnen sich durch ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und eine geringe Dichte aus, was bedeutet, dass Fahrzeuge leichter sind, weniger Kraftstoff verbrauchen und daher weniger schädliche Emissionen verursachen. Mit dem Aufkommen von Nanomaterialien mit überlegenen Eigenschaften wird eine neue Klasse von Nanokompositen entwickelt, die in der Lage sein wird, die technischen Einschränkungen reiner Metalle zu überwinden. Trotz zahlreicher Forschungsprojekte, die sich in den letzten Jahrzehnten auf diese fortschrittlichen Materialien konzentrierten, gab es nur eine begrenzte Anzahl von Produkten, die es auf den Markt geschafft haben. Begrenzte Mittel für Entwicklung und Skalierung haben ihren Fortschritt behindert, und bei den Endnutzern herrscht Zurückhaltung gegenüber der Akzeptanz nicht standardisierter Technologien. Die Branche war mit einem Phänomen konfrontiert, das als „Tal des Todes“ bekannt ist und bei dem diese vielversprechenden Materialien nie ihr volles Potenzial entfalten. Um diese Hindernisse zu überwinden, wurde das von der EU finanzierte LightMe (An Open Innovation Ecosystem for Upscaling Production Processes of Lightweight Metal Alloys) entwickelt Das Projekt „Composites“ entwickelte ein offenes Innovationsökosystem zur Weiterentwicklung industrieller Prozesse für Leichtmetalle. LightMe wollte ein Bezugspunkt für Innovationen bei leichten Metallmatrix-Nanokompositen (MMnCs) sein – Legierungen, die mit hochfesten Partikeln verstärkt sind.

LightMe umfasste 25 Partner aus 15 europäischen Mitgliedstaaten, die alle ihr Wissen und ihre Expertise einbrachten, um Innovation und Entwicklung für Leichtmetalle voranzutreiben. Das LightMe-Konsortium wurde durch eine gemeinnützige Organisation vertreten, über die neue Kunden Zugang zur gesamten Wertschöpfungskette erhalten. LightMe wurde nicht nur entwickelt, um bei der Entwicklung und Skalierung von Metalltechnologien zu helfen, sondern auch, um Kunden alles zu bieten, was sie brauchen, um den Prozess zur Markteinführung zu beschleunigen. Dazu gehören Modellierungs- und Simulationsdienste, Tests und Überwachung sowie Beratung zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften, zur Nanosicherheit und zur Entwicklung von Geschäftsplänen. Das System wurde als Brücke zwischen vorgelagerten Mitgliedern der Wertschöpfungskette, wie Materialentwicklern und Forschungseinrichtungen, konzipiert. und die nachgelagerten Endverbraucher und industriellen Hersteller.

Im Rahmen des LightMe-Projekts wurden sechs Pilotlinien mit fortschrittlichen Fertigungsdienstleistungen geschaffen, die in ganz Europa zugänglich sind. Dazu gehörten Niederdruck-Druckguss, Hochdruck-Druckguss, Grünsandguss, additive Fertigung von Metalldrähten, additive Fertigung von Metallen und Sinterextrusion. LightMe führte mehrere Testfälle mit diesen Pilotlinien durch, um neue Materialtechnologien zu entwickeln und Feedback zu generieren, um die angebotenen Dienstleistungen zu verbessern . In einem Testfall mit dem Fertigungsunternehmen Hidria ging es beispielsweise darum, leichte Lenkritzel – ein Teil, das es den Rädern ermöglicht, sich von einer Seite zur anderen zu drehen – aus Aluminium-MMnCs herzustellen. Die LightMe-Partner Brunel University London und das Austrian Foundry Research Institute stellten Prototypenprodukte her und zeigten, dass die Fertigungstechnologie der europäischen Automobilindustrie erhebliche Vorteile bringen könnte.

Das Projekt führte zur Veröffentlichung von drei von Experten begutachteten Artikeln in wissenschaftlichen Fachzeitschriften, unter anderem zur Weiterentwicklung fortschrittlicher Techniken zur Herstellung von Metallmatrix-Verbundwerkstoffen. Das LightMe-Team organisierte außerdem die erste internationale Konferenz zu Leichtbaumaterialien, die im Mai 2023 stattfand. Die zweitägige Konferenz versammelte technische Präsentationen im Bereich Leichtbaumaterialien mit Beiträgen von Fachleuten aus Wissenschaft und Industrie.

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