In Sportwagen kommt Aluminium seit Jahrzehnten zum Einsatz. Nun macht das Material auch in Mittelklassewagen mit sprichwörtlicher Leichtigkeit Schlagzeilen, und Elektroautos sind ohne Aluminium kaum mehr vorstellbar. Denn neben dem geringen Gewicht punktet das zu 100 Prozent recyclebare Metall mit gesteigerten Reichweiten, CO₂-Einsparungen und Sicherheitsaspekten.
Bianca Richle, Juni 2023
Von null auf hundert in vier Sekunden. Das ist für einen Sportwagen nur möglich, wenn er leicht gebaut ist. Deshalb setzen Sportwagenhersteller bereits seit Jahrzehnten auf Aluminium. Und auch Luxuswagenhersteller sind auf den Zug aufgesprungen. Sie stellen den Achsenbereich, Anbauteile und Struktur aus Aluminium her. Der Motor und das Getriebegehäuse werden heutzutage sogar bei praktisch allen Autos aus Aluminium gegossen, bei Antrieben mit Verbrennungsmotor wie auch beim Elektroantrieb. Grundsätzlich ist es möglich, das gesamte Fahrzeug inklusive Struktur und Haut aus Aluminium zu bauen, was einige Elektroautomobilhersteller bereits tun. In Zukunft wird der Trend zu Aluminium weiter zunehmen, vor allem aufgrund der steigenden Elektrifizierung. «Für Elektrofahrzeuge lohnt sich eine Karosserie aus Aluminium in jedem Fall, denn dank dem geringeren Gewicht reichen kleinere Batterien aus, um die gleiche Leistungsstärke zu erzielen», erklärt Dr. Thomas Rudlaff, Managing Director von Alumobility. Alumobility ist eine globale Initiative führender Aluminium- und nachgelagerter Technologiepartner. Durch technische Studien und seine Vordenkerrolle will Alumobility dazu beitragen, das Versprechen einer leichteren, effizienteren und nachhaltigeren Mobilität zu erfüllen. «Das ganze Thema Effizienz bringt Aluminium immer mehr in die führende Rolle», sagt Rudlaff. Dies ist auch der Grund, warum Tesla und alle Newcomer im Bereich Elektrofahrzeuge fast nur noch mit Aluminium arbeiten. Für bestehende Automobilhersteller ist der Wechsel ein wenig schwieriger, da sie dazu einen Teil der Produktion umstellen müssen.
Die Effizienz ist nicht der einzige Grund, der für den Leichtbau mit Aluminium spricht. «Aufgrund des leichteren Gewichts sind Leichtbauwagen auch besser im Handling, was sich besonders in Kurven zeigt», sagt Rudlaff. «Zudem können Sekundärobjekte wie Reifen oder Bremsen ebenfalls leichter gebaut werden, da sie nicht so viel Gewicht standhalten müssen.»
Ein Leichtbauwagen spart rund 100 Kilogramm an Gewicht im Vergleich zu einem herkömmlichen Auto. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Energieabsorption. «Aluminium absorbiert mehr Energie als Stahl, wenn es sich faltet. Deshalb bestehen heute viele Crashmanagementsysteme aus Aluminium», sagt Rudlaff. Insbesondere für Elektroautos ist dies wichtig, weil die Batterie bei einem Aufprall unbedingt geschützt bleiben muss. Aluminium hat sehr interessante Eigenschaften für den Fahrzeugbau, die oft unterschätzt werden. «Man denkt immer, Aluminium sei weich, aber beispielsweise bei Hagelschlag verhält sich Aluminium besser als Stahl.»
Wer: Alumobility
Wo: Global, Gründungsort Zürich, Schweiz
Wann: Gegründet im Jahr 2021.
Was: Alumobility ist eine globale Initiative führender Aluminium- und nachgelagerter Technologiepartner. Durch technische Studien und seine Vordenkerrolle will Alumobility dazu beitragen, das Versprechen einer leichteren, effizienteren und nachhaltigeren Mobilität zu erfüllen.
Mitglieder: Die Mitglieder von Alumobility sind Constellium, Novelis, Speira, Magna, ARO, Atlas Copco, fischer group und Sika.
Aluminium ist wie alle Metalle zu 100 Prozent recyclebar und wie auch alle anderen Metalle beliebig oft wieder einschmelzbar. Rund 75 Prozent des jemals hergestellten Aluminiums befinden sich immer noch im Umlauf. «Aluminium hat den Vorteil, dass es einen geringeren Schmelzpunkt hat als Stahl», sagt Rudlaff. Dies zahlt sich beim Recyclen aus. Wird Aluminium recyclet, benötigt es nur fünf Prozent der Energie für die Primärherstellung. Daher ist die Verwendung von Sekundäraluminium sehr lohnend. Es können tiefe Werte von 0,5 Kilogramm CO2 pro Kilogramm Aluminium erreicht werden. Die Verwendung von Primäraluminium ist ebenfalls sehr sinnvoll, wenn dazu nachhaltig produziertes Aluminium verwendet wird. Aluminium, bei dessen Herstellung erneuerbare Energien zum Einsatz kommen, erreicht einen Fussabdruck von etwa vier Kilogramm CO2 pro Kilogramm Aluminium. Wenn die CO2-Quantifizierung unter dem Wert von acht Kilogramm pro Kilogramm Aluminium liegt, ist die Produktion nachhaltiger als bei Stahl.
«Da das Fahrzeug durch das Aluminium leichter wird, bedeutet das für Verbrenner, dass die Effizienz des Energiehaushalts besser wird und dadurch der Spritverbrauch geringer wird», erklärt Rudlaff. Für Elektrofahrzeuge nimmt der Energieverbrauch ebenfalls stark ab. Ein Auto mit 1600 Kilogramm Leergewicht im Vergleich zu einem Fahrzeug mit 1500 Kilogramm Leergewicht beispielsweise spart circa 1 Kilowattstunde auf 100 Kilometer. Dies bedeutet, dass die Batterie um sechs Prozent kleiner sein könnte, um die gleiche Reichweite zu schaffen. Die Batterie zu verkleinern, lohnt sich finanziell, da deren Rohmaterialien und die Herstellung sehr kostenintensiv sind, und es schlägt sich auch in der CO2-Bilanz positiv nieder, da die kleinere Batterie viel weniger ressourcenintensiv ist. «Das Schöne ist, dass ich die gleiche Beschleunigungsperformance mit einer kleineren Batterie erreiche», so Rudlaff.
Die Aluminiumkarosserie kann entweder in der Blechkonstruktion gefertigt oder im Druckgussverfahren hergestellt werden. «Der Vorteil von Druckguss ist, dass ich viele Funktionen in einem Bauteil vereinen kann. So kann ich die Bauteile reduzieren, was für die Produktion interessant ist», sagt Rudlaff. «Zudem kann ich meine Teile lastpfadgerecht planen. Das ist bei der Blechkonstruktion schwieriger und aufwendiger. Ich kann meinen Druckguss genau an meine Berechnung anpassen. Das ist für die Konstruktion interessant. Da, wo ich Lasten einleite, setze ich ein Druckgussteil ein und wenn ich schon eins habe, integriere ich weitere Bauteile.» Es bleibt spannend zu sehen, wie die Industrie sich weiter entwickeln wird. Für Rudlaff ist klar: «Die Zukunft ist elektrisch und die Zukunft ist Aluminium.»
Als Managing Director ist Dr. Thomas Rudlaff für die Strategie und die Leitung von Alumobility verantwortlich, einschliesslich der Förderung, der Mission, der Organisation und der Erweiterung des Netzwerks durch neue Mitglieder und Partner.
Als ehemaliger leitender Ingenieur bei den Automobilherstellern Mercedes-Benz und Audi bringt Rudlaff mehr als 30 Jahre Erfahrung im Design und in der Entwicklung von leichten Fahrzeugstrukturen mit zu Alumobility. Er hat mehrere Projekte zur Einführung von Fahrzeugen aus Aluminium geleitet, darunter das erste aluminiumintensive Fahrzeug bei Mercedes-Benz. Neben der Sicherheit und Zuverlässigkeit von Fahrzeugen ist es seine Leidenschaft, Autos zu entwickeln, die Spass beim Fahren machen und gleichzeitig die Umwelt schonen. Zu Beginn seiner Karriere leitete Rudlaff einen Verband, der sich mit Fertigungstechnologie befasste. Er hat regelmässig Beiträge für Branchenorganisationen, darunter Automotive Circle, verfasst.
Thomas Rudlaff hat einen Abschluss in Physik von der Universität Kaiserslautern und einen Doktortitel in Lasertechnologie von der Universität Stuttgart.
Gupfenstrasse 5
Uzwil
9240
Schweiz
