Es kommt zusammen, was zusammen gehört

Klimaerwärmung, Ressourcenschutz und Senkung von Treibhausgas-Emissionen – die Automobilindustrie muss einige Herausforderungen bewältigen, wenn es um die Fahrzeuge der Zukunft geht. Die Lösung für viele davon lautet, die Autos leichter zu machen. Das haben auch Prof. Ing. Frank Trommer und sein Team im Blick. Auf dem Gebiet des Reibschweißens leisten die Magdeburger Fachleute teils Pionierarbeit. An der Seite von vier externen Partnern erkunden sie neue Möglichkeiten des hybriden Leichtbaus. 

von Manuela Bock

Hier wird nicht für die Schublade geforscht. Das wird schnell klar, wenn Prof. Frank Trommer in der Laborhalle im Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Industriedesign (IWID) steht und auf die Maschine zeigt, die in Sekundenschnelle zwei Werkstofft eile zusammenfügt. In den surrenden Lärm hinein sagt der Forschungsgruppenleiter des Bereichs Reibschweißen: „Wir sind gern nah dran an der Praxis.“ Wir, das sind Studierende und Forschende, die teils parallel in öff entlichen Forschungsprojekten mitarbeiten oder in der AG Reibschweißen Industrieprojekte mitgestalten.

Zentrum des Reibschweißens

Dass zurzeit viele Werkstoff e in der Maschine zusammengebracht – zusammengeschweißt – werden, hat vor allem mit dem Projekt „HyLight“ zu tun. Das ist die Kurzform für „Hybrider Leichtbau bei Massivbauteilen durch reibgeschweißte Aluminium-Stahl und Aluminium-Gusseisen Verbindungen“ und klingt wie Musik in den Ohren von Projektleiter Trommer. Reibschweißen ist sein „Leib- und Magenthema“, wie er sagt. Und am liebsten beschäft igt er sich hier in seiner Laborhalle damit. „Magdeburg hat sich als Zentrum des Reibschweißens etabliert“, sagt er. Als Gründe nennt er die modernen Anlagen – keine andere deutsche Hochschule sei so gut ausgestattet. Hinzu kämen eine einzigartige Forschungsinfrastruktur.

Autos könnten bis zu sechs Kilo leichter werden

Das hat sich weit über den Campus hinaus herumgesprochen. Auch, dass man am hiesigen Institut für Maschinenbau viel Wert darauf legt, gemeinsam mit der Industrie zu forschen und zu arbeiten. HyLight ist ein Beispiel für das praxisnahe, zukunft sorientierte Arbeiten. Das Forschungsprojekt zum hybriden Leichtbau, das 2021 mit einer Laufzeit von drei Jahren startete, vereint fünf Partner und ist aus dem Netzwerk „Reibschweißen“ entstanden.

Die Audi AG hat den Anschub für das Forschungsprojekt innerhalb der Leichtbau-Initiative des Bundes gegeben. Der Autobauer möchte wissen, ob Massivbauteile durch Werkstoff verbünde leichter gemacht werden können. Was sich einfach anhört, ist mit vielen Fragen verknüpft . Professor Trommer: „Gerade hochbelastete, sicherheitsrelevante Komponenten waren in Fahrzeugen bisher immer massiv gebaut, eine Mischbauweise muss am Ende alles mindestens genauso gut abdecken.“ Die leichteren Verbindungen sollten beispielsweise im Verhältnis betrachtet, höhere Widerstandskräft e besitzen, damit sie genauso sicher sind wie die Massivbauteile. Für das praxisnahe Forschungsprojekt holte sich Audi neben dem Reibschweiß-Experten der Hochschule zwei Magdeburger Firmen – den Maschinenbauer „LimFox“ und die Soft ware-Spezialisten von „Sampro“ – sowie ein Team der Friedrich-Alexander- Universität Erlangen-Nürnberg mit ins Boot.

Gemeinsam wollen sie nun konkret klären, ob Zahnräder künft ig aus einer Stahl-Aluminiumlegierung und Bremsscheiben aus Gusseisen und Aluminium hergestellt werden können. Bis zu 1,5 Kilogramm könnten damit jeweils pro Rad eingespart werden, schätzt Prof. Frank Trommer.

Starke Verbündete für leichte Bauteile

Bevor alle Projektpartner in die Tiefe gehen konnten, analysierte das Magdeburger Team „Reibschweißen“, zu dem neben dem Leiter zwei Mitarbeiter und drei wissenschaftliche Hilfskräfte gehören, verschiedene Aluminiumlegierungen. „Wir mussten zunächst klären, ob funktioniert, was wir uns vorgestellt hatten“, erklärt Trommer. Das erfreuliche Ergebnis nach monatelanger Reibschweiß-Arbeit: Beim Meeting mit den HyLight-Partnern konnte man in Magdeburg grünes Licht geben. Alle zwei Wochen findet solch ein Austausch statt. Trommer beschreibt diese Online- und Präsenzrunden als „extrem konstruktiv“. Das Magdeburger Hochschulteam möchte in einer solchen Runde bald die Antwort auf die nächste wichtige Frage liefern: Wie gut vertragen die Verbundstoffe das Hochskalieren? Was passiert also, wenn sich der Rohrquerschnitt vergrößert? Und mit dem erweiterten Blick: Lassen sich die Leichtbaukonstruktionen, die an Zahnrädern und Bremsscheiben getestet werden, auf weitere Bauteile in der Automobilindustrie übertagen?

Die Ergebnisse werden mit Spannung erwartet. Dem Autobauer bescheinigt Prof. Frank Trommer „ein enormes Interesse und ein Grundvertrauen“. Das speise sich vor allem aus der langjährigen Zusammenarbeit. Seit mehr als fünf Jahren nutzt Audi die technischen Möglichkeiten und Fachkompetenz am Magdeburger Hochschulstandort. Davon sollen bald noch mehr Industriepartner profitieren. Der Bereich Reibschweißen baut ein internationales Netzwerk auf. So kommt in vielerlei Hinsicht zusammen, was zusammen gehört.