Magnesium gilt als einer der wichtigen Zukunftswerkstoffe. Das Metall ist leichter als Aluminium, viel preiswerter als Titan und nahezu unbegrenzt verfügbar. Es kann im Vergleich zum herkömmlichen Stahlbau erhebliche Gewichtseinsparungen bringen. Allein im Automobilbau werden daher vielfältige Anwendungsgebiete erwartet. Entscheidend für die künftige Verwendung ist jedoch die Entwicklung möglichst wirtschaftlicher Herstellungsverfahren.
Die Erforschung von Einsatzmöglichkeiten und Herstellungsverfahren von Magnesium ist ein Schwerpunktthema der Technischen Universität Bergakademie Freiberg in Sachsen. Dort wurde in den vergangenen 15 Jahren eine Magnesium-Gießwalztechnologie entwickelt, die nun weltweit erstmalig für die Erzeugung von Magnesiumdraht erprobt werden soll. Dafür wird in Freiberg eine Pilotanlage errichtet.
Konstruktion und Bau dieser Pilotanlage erfolgen allerdings nicht in Sachsen, sondern in der Grafschaft Bentheim. Hier ist die Firma hpl Neugnadenfelder Maschinenbau – ein Unternehmen der Neuenhauser Gruppe – mit dem Bau der Anlage beschäftigt. Sie soll im Spätsommer in Neugnadenfeld erstmals aufgebaut und dann nach Sachsen geliefert werden. Im Spätherbst soll die Gießwalzanlage dort in einem eigens für die große Maschine entstehenden Gebäude ihren Probebetrieb aufnehmen. Für die Maschinenhalle hat Sachsens Wissenschaftsministerin Dr. Eva-Maria Stange am 10 Februar offiziell den Grundstein gelegt.
„Wir haben schon länger gute Beziehungen zur TU Freiberg“, sagt hpl-Geschäftsführer Thorsten Dirks. Vor einigen Jahren hatte das Neugnadenfelder Maschinenbauunternehmen für die sächsischen Materialforscher bereits eine Anlage zum Flachwalzen von Magnesiumplatten gebaut. Auf die dabei gewonnenen Erfahrungen konnte hpl jetzt aufbauen, als die TU Sachsen den Bau der Gießwalzanlage ausschrieb.
„Das Gießwalzen von Magnesiumdraht ist ein ganz neuer Fertigungsprozess“, so hpl-Projektleiter Günter Veldmann. Dieses Verfahren verbindet die beiden Arbeitsgänge des Gießens und der ersten mechanischen Umformung zu einem einzigen Prozess, bei dem beliebig lange Drahtstangen mit ovalem Querschnitt erzeugt werden. Aus diesen „Halbzeugen“ können in weiteren Arbeitsgängen Verbindungsteile wie Schrauben, Nieten oder Bolzen, aber auch Schweißdrähte, Rahmenkonstruktionen oder Drähte für medizinische Anwendungen gefertigt werden.
Dieser Gießwalzprozess ist nicht nur deutlich schneller, energiesparender und damit wirtschaftlicher als das klassische Strangpressverfahren mit separater Wärmebehandlung, sondern verbessert auch die Materialeigenschaften von Magnesium. Entscheidend dabei ist, während der Erstarrungsphase des Metalls möglichst hohen Druck auszuüben. Damit wird eine weitgehend homogene Materialstruktur ohne Lunker und Seigerungen erreicht.
Die Wirtschaftlichkeit und Verwendbarkeit des Gießwalzverfahrens im großindustriellen Maßstab will die TU Freiberg mit einer Pilotanlage nachweisen. Diese über vier Meter hohe Maschinenanlage wird zurzeit bei hpl konstruiert und gebaut. „An die Anlage werden hohe Anforderungen gestellt“, so Projektleiter Veldmann.
Kern der Anlage sind zwei große rotierende Gießwalzscheiben, die bei der Pilotanlage einen Durchmesser von rund einem Meter haben. Zwischen beide Walzen fließt über eine Lanze das Magnesium als metallische Schmelze ein und wird während des Erstarrungsprozesses zu einem Ovaldraht in Form gepresst. Dabei wirken Anpresskräfte von rund 100 Tonnen. Der gesamte Maschinenantrieb muss also auf große Drehmomente ausgelegt werden.
Für hpl bringt der Bau dieser Pilotanlage einerseits einen Umsatz von fast vier Millionen Euro, andererseits aber einen enormen Know-How-Zuwachs. „Wir lernen viel über die technische Auslegung und wachsen immer mehr in den Zukunftsmarkt für Magnesiumverarbeitung hinein“, so Thorsten Dirks. Die Konstruktion der Anlage ist inzwischen weitgehend abgeschlossen, erste Komponenten sind im Bau.
