idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
idw - Informationsdienst
Wissenschaft
Das glänzende Alu-Rad – umgangssprachlich auch Alu-Felge genannt – sieht schick aus, hat aber eine eher schlechte Ökobilanz. Ein Team aus Wissenschaftler*innen der Fachhochschule Dortmund arbeitet mit Projektpartnern aus der Wirtschaft daran, die CO2-Emissionen von Alu-Rädern zu reduzieren. Im Projekt „SUPA-Wheel“ haben sie dabei nicht nur die Herstellung, sondern auch Einflüsse auf den Spritverbrauch im Blick.
Das Ziel der Ingenieure ist ambitioniert. Das SUPA-Rad soll einen harmonischen Dreiklang bilden: ökologischen, technischen, aber auch wirtschaftlichen Ansprüchen gerecht werden. Dieser Spagat muss der Firma Borbet als Radhersteller mit mehreren Produktionsstätten in Deutschland immer wieder aufs Neue gelingen. Sie ist eine von mehreren Projektpartnern. Gemeinsam unterstützen sie die Forschenden mit Marktkenntnissen, Fertigungs-Know-how und Forschungsmaterialien. „Und wir entwickeln die perfekte Legierung für das Rad“, sagt Wilhelm Harms. Er und sein Kollege Jakob Nowak sind wissenschaftliche Mitarbeiter am Fachbereich Maschinenbau der FH Dortmund und treiben die Forschung zusammen mit zwei Hilfskräften voran. 30 Prozent Alt-Alu sollen künftig in ihren Rädern verwendet werden. Es klingt so einfach.
Doch bislang werden Räder zu 100 Prozent aus neuem Aluminium hergestellt. Es ist leichter, mit diesem reinen Material die gewünschte Legierung für das Rad zu erhalten. Eine Legierung ist ein Stoff, der aus mindestens zwei Elementen besteht. Beim Rad kommen neben Aluminium noch Silizium, Eisen, Zink, Kupfer, Magnesium und Mangan hinzu. Diese fein abgestimmte und langerprobte Mischung der Elemente ist es, die Härtegrad, Festigkeit und Korrosionsrate der Alu-Räder ausmachen. Recyceltes Aluminium bringt jedoch bereits kleinste Einschlüsse anderer Elemente mit. Und so gerät das sensible Mischverhältnis ins Wanken.
Das Konsortium aus FH und den Projektpartnern hat daher untersucht, welche Spielräume bei der Legierung bestehen, „ohne dabei die Sicherheit des Rades zu gefährden“, wie Jakob Nowak betont. Dafür wurden Test-Legierungen und 300 Proben im hochschuleigenen Chemielabor untersucht. „Zunächst benötigten wir ein Modell, mit dem wir zuverlässig die Eigenschaften neuer Legierungen voraussagen und auf Effekte durch Einschlüsse anderer Elemente im Alt-Aluminium reagieren können“, erklärt Wilhelm Harms. Aktuell laufen die Materialtests auf den Prüfständen der Fachhochschule.
Dass der Aufwand lohnt, davon sind die Ingenieure überzeugt. „Alt-Aluminium hat eine zehnfach bessere CO2-Bilanz als Neu-Aluminium“, sagt Wilhelm Harms. Warum dann also nur 30 Prozent Alt-Alu im neuen Rad? „Der Trenn- und Sortierprozess ist aufwändig und bisher können nur 30 Prozent recyceltes Aluminium als stabile Liefermenge gewährleistet werden“, erklärt Jakob Nowak.
Darum suchen die Ingenieure neben der Produktion mit Alt-Alu nach weiteren CO2-Sparpotenzialen im Rad. Eine höhere Festigkeit der Aluminium-Legierung könne gleiche Stabilität bei weniger Materialeinsatz möglich machen. Das mache die Räder leichter und spare Energie, wenn weniger Masse bewegt werden muss. Weit fortgeschritten sind Ideen zu moderneren Radkappen, sogenannte Inserts. Diese Kunststoffabdeckungen werden in das Rad geklemmt, um die Aerodynamik zu verbessern. „Das spart Kraftstoff beziehungsweise Strom und erhöht somit die Reichweite“, sagt Jakob Nowak. Beim Kunststoff setzen die Ingenieure gemäß dem Nachhaltigkeitsgedanken auf biogene Kunststoffe ohne Glasfaserverstärkung. Glasfaser gilt als Sondermüll, der nicht ohne großen Aufwand aufbereitet oder energetisch wiederverwertet werden kann, weshalb er zumeist auf Deponien endgelagert wird.
Am Ende des Projekts soll eine prototypische Lösung vorliegen: „Ein Alu-Rad – CO2-reduziert, kostengünstiger, aber auch schick und verkaufbar“, so Wilhelm Harms. Das Projekt läuft noch bis Mitte des kommenden Jahres.
__________
Hintergrund:
Das Projekt „SUPA-Wheel“ unter der Leitung von Prof. Dr. Matthias Müller wird mit gut einer halben Million Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. Prof. Müller betreut am Fachbereich Maschinenbau das Labor für Faserverbundtechnik und Strukturmechanik. Ebenfalls beteiligt ist Prof. Dr.-Ing. Yves Rosefort, der am Fachbereich zum Schwerpunkt Fahrzeugantriebe lehrt und forscht. Projektpartner sind der Radhersteller Borbet aus Hallenberg-Hesborn (Sauerland), das Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV, der Kunststoffverarbeiter Jordan Spritzgusstechnik aus Menden und der Hersteller Trimet Aluminium aus Essen.
Wilhelm Harms
Fachbereich Maschinenbau / FH Dortmund
Tel.: +49 (0)231 9112 8424
E-Mail: wilhelm.harms@fh-dortmund.de
Wilhelm Harms und Jakob Nowak (von links) untersuchen im Labor die Proben der Test-Legierungen für d ...
Quelle: Vincent Beringhoff
Copyright: FH Dortmund
Wilhelm Harms platziert ein Teil der Kunststoff-Radkappen. Sie hilft den Spritverbrauch zu reduziere ...
Quelle: Vincent Beringhoff
Copyright: FH Dortmund
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wirtschaftsvertreter, Wissenschaftler, jedermann
Chemie, Maschinenbau, Werkstoffwissenschaften
überregional
Forschungs- / Wissenstransfer, Forschungsprojekte
Deutsch
Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.
Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).
Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.
Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).
Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).
