Leichtbau mit hochfesten Aluminium-Scandium-Legierungen für die Wasserstoffmobilität, Luftfahrt und den Fahrzeugbau
Im Hinblick auf die Ausweitung der Nutzung von Wasserstoff als Energielieferant in der Luftfahrt, Schienenfahrzeug-, Schiffs- und Straßenverkehr sind kontinuierliche Innovationen erforderlich, um im globalen Wettbewerb eine führende Rolle zu spielen. Die Argo-Anleg GmbH ist Projektpartner in zahlreichen Entwicklungs- und Forschungsprojekten, bei dem sie sich auf die Entwicklung praktischer Anwendungen für die Wasserstoffmobilität konzentriert.
Im Projekt AluScaL leistet die Argo-Anleg einen kleinen, aber feinen Beitrag zur Leichtbauweise in der Luftfahrt mit hochfesten Aluminium-Scandium-Legierungen. Die Wasserstoff-Pioniere aus Wesel entwickeln ein Wasserstoffventil, das in Pilotanwendungen erprobt werden soll. Das Ventil wird speziell für Wasserstofftanks als manuelles On-Tank-Ventil (MOTV) eingesetzt.
Einen ersten Prototypen zeigte die Argo-Anleg auf der Hannover-Messe. „Das neue Ventil stieß auf großes Interesse der Besucher. Das zeigt uns, dass wir mit dieser Entwicklung auf dem richtigen Weg sind“, so Jan Andreas, Geschäftsführer der Argo-Anleg GmbH. Ein weiteres Indiz dafür, dass sich das Unternehmen längst im Kreis der europäischen Wasserstofftechnologie-Experten etabliert hat, war auch die Einladung zum 3. European Lightweighting Network nach Stockholm.
Entwickelt von Argo-Anleg gefertigt von Rosswag: der Prototyp des Wasserstoffventils in Leichtbauweise.
Das Projekt AluScaL wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert und vom Projektträger Jülich betreut. Es zielt darauf ab, das Potenzial von Scandium (Sc) als Festigkeitssteigerungselement in Aluminiumlegierungen zu untersuchen und am Beispiel einer Anwendung aus dem Bereich der Wasserstoffmobilität zu demonstrieren.
Das Ziel des Projekts AluScaL besteht darin, die gesamte Prozesskette von der Rohstoffgewinnung über die Legierungsentwicklung und Fertigung bis hin zum Bauteil darzustellen und die Eignung für den Leichtbau und Wasserstoffanwendungen nachzuweisen.
Scandium ist ein bekanntes Legierungselement, das die mechanischen Eigenschaften von Aluminiumlegierungen, insbesondere die Festigkeitseigenschaften, erheblich verbessern kann. Bisher wurde der breite Einsatz von Aluminium-Scandium-Legierungen (Al-Sc-Legierungen) durch den hohen Preis von Scandium und die Monopolstellung einiger Länder bei der Bereitstellung behindert. In den letzten Jahren konnten jedoch durch kanadische, australische und europäische Initiativen neue Vorkommen erschlossen und neue Verfahren zur Scandium-Gewinnung entwickelt werden. Ein kürzlich entdecktes Vorkommen seltener Erden, einschließlich Scandium, im nordschwedischen Kiruna könnte zu einer signifikanten Reduzierung der Scandium-Kosten führen und somit breitere Anwendungsfelder ermöglichen.
Neben der Argo-Anleg sind weitere spezialisierte Projektpartner involviert:
- Die Halbzeug- und Pulverherstellung für das Ventil wird von der Firma Gränges Powder Metallurgy GmbH untersucht.
- Die eigentliche Bauteilfertigung erfolgt in Zusammenarbeit mit Rosswag GmbH und LEIBER Group GmbH & Co. KG. Bei der Rosswag GmbH wird das Ventil additiv gefertigt, während die LEIBER Group alternativ einen klassischen Schmiedeprozess zur Herstellung nutzt.
- Die Gühring KG entwickelt zudem spezielle Zerspanungswerkzeuge für die abschließende Bearbeitung des Ventils.
- Das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH (HZB Berlin) und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR, Institut für Fahrzeugkonzepte), beide Mitglieder der Helmholtz-Gemeinschaft, begleiten das Projekt wissenschaftlich. Das HZB ist für die Legierungsentwicklung und In-Situ-Analysen verantwortlich, während das DLR als Konsortialführer die Charakterisierung und Simulation der neu entwickelten Al-Legierungen bearbeitet.
- Das Projekt wird durch die assoziierten Partner Rio Tinto Alcan International aus Kanada, Recaro Aircraft Seating GmbH & Co. KG und Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH unterstützt. Rio Tinto stellt dem Konsortium die Al-Sc-Master-Legierung zur Verfügung und unterstützt das Projekt zudem durch seine Expertise in der Legierungsentwicklung. Für die Partner Recaro Aircraft Seating und Liebherr-Aerospace stehen sowohl die jeweilige Anwendung als auch der Technologietransfer in andere Branchen im Vordergrund.
Dank dieses breit aufgestellten und leistungsfähigen Konsortiums ist eine umfassende Bewertung der entwickelten Legierungssysteme und Baugruppen möglich. Dadurch können neue Anwendungen erschlossen und das Potenzial von Al-Sc-Legierungen branchenübergreifend voll ausgeschöpft werden. Darüber hinaus leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Technologieführerschaft Deutschlands im Bereich der Wasserstofftechnologien.
Weitere Informationen unter nachfolgendem Link: AluScal
BMWi Förderkennzeichen 03LB3032B