Ein Forschungsteam der Fachhochschule Dortmund (FH Dortmund) will im Projekt „SUPA-Wheel“ zusammen mit weiteren Projektpartnern die CO₂-Bilanz von Alu-Felgen für Kraftfahrzeuge verbessern. Die Wissenschaftler arbeiten daran, den Kohlenstoffdioxid-Ausstoß über die gesamte Kette der Produktion sowie der Nutzung der Alu-Felgen zu senken. Neben der Verwendung von Alt-Aluminium verbessern sie auch noch das Design der Felge, um den Energiebedarf im Betrieb weiter zu reduzieren. Billiger soll es auch werden.
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Wer etwas auf sich hält, fährt Alu-Felgen auf seinem Auto. Sie sind leichter, senken dadurch den Energiebedarf beim Fahren und sehen auch schicker aus als Stahlfelgen. Alu-Räder haben jedoch einen entscheidenden Nachteil: Bei der Produktion wird ausschließlich neues Aluminium verwendet, das mit hohem CO₂-Aufwand hergestellt wird. Der Grund: Nur mit einem Aluminium mit hohem Reinheitsgrad lassen sich leichte, feste und korrosionsfreie Alu-Felgen herstellen, die aus einer Legierung aus Aluminium und weiteren Materialien bestehen. Zum Einsatz kommen dabei Silizium, Eisen, Zink, Kupfer, Magnesium und Mangan.
Die Verwendung von altem Aluminium, das die Ökobilanz verbessern könnte, beeinflusst allerdings die Eigenschaften einer Alu-Felge, weil darin auch andere Elemente enthalten sind. Insbesondere die Festigkeit kann dadurch negativ beeinflusst sein.
Die richtige Legierung finden
Die Forscher der FH Dortmund untersuchen deshalb zunächst, welche Legierungen geeignet sind, um daraus eine Alu-Felge zu erstellen, die die sicherheitstechnischen Anforderungen der Autoindustrie erfüllen kann. Insgesamt 300 Proben werden dazu ausgewertet. Dabei erstellen die Forscher auch ein Modell, mit dem sie die Eigenschaften von Legierungen sowie die Auswirkungen von Einschlüssen anderer Elemente im Alt-Aluminium vorhersagen können. Denn: Die Wissenschaftler wollen unbedingt altes Aluminium verwenden, da es eine „zehnfach bessere CO₂-Bilanz als Neu-Aluminium“ aufweist.
Derzeit sei es aber nur möglich, 30 Prozent Alt-Aluminium in einer Alu-Felge zu verwenden. „Der Trenn- und Sortierprozess ist aufwendig und bisher können nur 30 Prozent recyceltes Aluminium als stabile Liefermenge gewährleistet werden“, erklärt Jakob Nowak, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachbereich für Maschinenbau der FH Dortmund.
Design-Optimierungen
Um die CO₂-Bilanz des „SUPA-Wheel“ weiter zu verbessern, setzen die Forscher auf Design-Verbesserungen. Dazu gehört etwa, eine höhere Festigkeit der Aluminium-Legierung zu erzielen, um die Felge bei gleicher Stabilität mit weniger Material leichter zu machen. Die rotierende Masse sei so geringer und der Energieaufwand, um sie zu bewegen, sinke.
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Zudem arbeiten die Forscher an der Aerodynamik. Inserts, Kunststoffabdeckungen, die in das Rad geklemmt werden, sollen sie verbessern, um so Kraftstoff oder Strom einzusparen. Die Wissenschaftler müssen dazu aber auch erst den richtigen Kunststoff finden. Biogene Kunststoffe kommen hier zum Einsatz, da sie nachhaltig sind und leichter entsorgt werden können als etwa glasfaserverstärkte Kunststoffe. Allerdings müssen die biogenen Varianten auch hohe Temperaturen aushalten, die nahe der Bremsscheibe entstehen können.
Das Projekt „SUPA-Wheel“ läuft noch bis Mitte 2026. Zu den Projektpartnern gehören Borbet GmbH, Trimet Aluminium SE, Jordan Spritzgusstechnik sowie das Fraunhofer IGCV. Das Ziel der Forscher ist klar: Sie wollen ein Alu-Rad entwickeln, das CO₂-reduziert produziert, kostengünstig und schick zugleich ist. Am Markt soll es sich auch verkaufen.
(olb)
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