Preisgekrönte Materialinnovation

Im EU-Horizon-Projekt „FLAMINGo“ entwickelt das ACR-Institut ÖGI gemeinsam mit einem internationalen Konsortium innovative Verbundwerkstoffe für die Leichtbauindustrie. Erste erfolgreiche Anwendungen in Elektrofahrzeugen versprechen großes Marktpotenzial.

Zehn Partner aus neun europäischen Staaten haben sich im Projekt “FLAMINGo” (Akronym für „Fabrication of Lightweight Aluminium Metal matrix composites and validation In Green vehicles“) zusammengefunden, um an nachhaltigen Materialösungen für die Leichtbauindustrie zu forschen. Erklärtes Ziel des vierjährigen, 7,7 Millionen Euro schweren Horizon 2020 Projekts (Grant Agreement 101007011), das nun kurz vor seinem Abschluss steht, ist die Entwicklung verstärkter Metall-Matrix-Verbundwerkstoffe. Sie sollen herkömmliche Aluminiumlegierungen in ihre Festigkeit übertreffen, zugleich aber ein geringes Eigengewicht aufweisen und so etwa in Elektrofahrzeugen für gesteigerte Energieeffizienz sorgen.

In einem ersten Schritt wurden im Projekt für ein elektrisch betriebenes Kommunalfahrzeug zwei Bauteile – Achsschenkel und Hinterradrahmen – Topologie-optimiert ausgestaltet, um das Materiallayout an die spezifischen Anforderungen und Betriebsbedingungen anzupassen. Den ersten Abgüssen gingen umfassende Vorversuche zur Ultraschallbehandlung der Schmelze voraus, denn sie ermöglicht es, auftretende Verunreinigungen in ihrer Schadwirkung zu reduzieren und die eingesetzten Nanopartikel homogen zu verteilen. Im Gießprozess für die Prototypen griff das Forscher*innen-Team auf Sandformen zurück, die mittels 3D-Druck hergestellt wurden.

Kleines Elektro-Kommunalfahrzeug
Drei Personen auf der Bühne bei einer Preisverleihung

Der Einbau der gefertigten Bauteile in das reale Fahrzeug sollte schließlich zeigen, ob die innovativen Verbundwerkstoffe im Praxistest bestehen und das Fazit fiel klar positiv aus. Die Topologie-optimierten und durch Nanopartikel verstärkten Aluminiumgussteile stehen der stahlbasierten Alternative in ihrer Belastbarkeit um nichts nach, weisen aber ein bis zu 60% geringeres Eigengewicht auf. Für Elektrofahrzeuge bedeutet das eine gesteigerte Energieeffizienz, zumal Recyclingversuche auch in ressourcentechnischer Sicht Optimierungspotenziale aufgezeigten.

Bereits zweimal durfte sich das Forscher*innen-Team hinter „FLAMINGo“ über eine Auszeichnung freuen. Im Jahr 2022 erhielt die Projekt-Website den EU-Web Award, 2024 konnte „FLAMINGo“ den Eco Design-Contest der spanischen CONAMA-Stiftung für sich entscheiden. Und dabei ist der Zenit längst nicht erreicht, wird doch erwartet, dass sich mit der Kommerzialisierung der Technologie in fünf Jahren ein kumulierter Umsatz von 25 Millionen Euro erzielen lässt.