Projektdaten
Galvanische Abscheidung von Aluminiumlegierungen aus ionischen Flüssigkeiten
Hochschule
TU Ilmenau
Fakultät/Einrichtung
Elektrotechnik und Informationstechnik
Förderkategorie
Bund
Zeitraum
2022 - 2025
Drittmittelgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Stichwort
Bewilligungssumme, Auftragssumme
368.996,72 €
Abstract:
C02 entsteht sowohl in der Produktentstehungs- als auch während der Produktnutzungsphase. Daher müssen Technologien entwickelt werden, welche in beiden Phasen eine C02 Reduzierung ermöglichen. Während im Maschinenbau der VG mit reinem Form- und Kraftschluss zur Verbesserung des Verschleißes der Al-Gussbauteile ausreichend ist, ist der Einsatz in dynamisch belasteten Strukturbauteile ohne eine stoffschlüssige Verbindung nicht möglich. Um einen Stoffschluss zwischen Al und Stahl mit ausreichender Festigkeit und hoher Duktilität zu erreichen, wurde in Literatur eine neuartige PVD-Beschichtung aus einem Al-Si-(Fe)-Gemisch gemeinsam mit entsprechenden Prozessen für Sandguss (SG) (kleine Stückzahl) und Druckguss (DG) (Großserie) an Probenkörpern (Labormaßstab) entwickelt. Mit der neuen Al-Si-(Fe)Beschichtung wurde duktile Verbindung mit Festigkeit vergleichbar zum Strukturkleben erreicht. Dadurch konnte ein bisher noch nicht erreichter reproduzierbarer Stoffschluss realisiert werden. Bei Zugschwellversuchen konnte bisher kein Versagen der Grenzschicht erreicht werden, was auf eine hohe Anbindungsfestigkeit zwischen den Fügepartnern hinweist. Ein seit über 50 Jahren durch weltweite Anstrengungen nicht gelöstes Problem wurde gelöst. Allerdings ist die PVD-Beschichtung mit einem hohen Energieeinsatz und damit einer hohen C02 Emission verbunden. Das Verfahren ist wirtschaftlich auch nicht ausreichend gut für den Großserieneinsatz im Fahrzeugbau. Daraus leiten sich die beiden Hauptziele des beantragten Projektes ab: 1.) Die in TRL 4 befindlichen VG-, SG- und DG-Prozesse so zu modifizieren und weiter zu entwickeln, dass ein Leichtbau Demonstrator (aus Fahrzeugbau) hergestellt und im aus realen Einsatz abgeleiteten Tests überprüft werden können, sodass TRL 6 bis 7 erreicht wird. Dabei wird eine Gewichtsreduzierung von 20-25% gegenüber der Stahlbauweise erreicht; 2.) die PVD-Verfahren durch ein kostengünstigeres und C02-ärmeres elektrolytisches Al-Si-(Fe)-B Beschichtungsverfahren