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Leichtmetalle

Zum Begriff Leichtmetalle

Leichtmetalle
Leichtmetalle

Leichtmetalle sind Metalle und Legierungen, deren Dichte unter 5 g/cm³ liegt. In der Technik sind vor allem Aluminium, Magnesium, Titan sowie in geringem Umfang Beryllium und Lithium im Einsatz. Typisches Merkmal für Leichtmetalle ist eine relativ hohe Festigkeit und relativ geringem Gewicht. Zu den weiteren Vorzügen zählt die Korrosionsbeständigkeit.

Leichtmetalle in der Technik

Leichtmetalle werden heute in großem und wachsendem Umfang in Automobil- und Fahrzeugbau, Luft- und Raumfahrt sowie Architektur und Bauwesen verwendet – oft auch im Rahmen von Verbundwerkstoff-Lösungen.

Verarbeitung von Leichtmetallen

Die Ver- und Bearbeitung metallischer Leichtbau-Werkstoffe erfolgt grundsätzlich wie bei anderen Metallen auch. Allerdings gibt es hinsichtlich ihrer plastischen Verformbarkeit, ihrer mechanische Belastbarkeit (Festigkeit), ihrer Oberflächenbeschichtung sowie ihrer Verbindungstechnik (Schweißen, Kleben, Schrauben, Nieten etc.) zahlreiche Wertstoff-typische Parameter zu beachten. Leichtmetallen fällt heute im Zusammenhang mit der Entwicklung energieeffizienter und Umwelt schonender Konstruktionen in allen Bereichen der Technik wachsende Bedeutung zu.

Eigenschaften der wichtigsten Leichtmetalle

Aluminium wird aus Bauxit gewonnen und das dritthäufigste Element in der Erdkruste (nach Sauerstoff und Silizium). Zu seinen Vorteilen zählen geringe Dichte, Korrosionsfestigkeit, gute elektrische Leitfähigkeit, gute mechanische Bearbeitung (Zerspanen, Gießen, Schweißen). Es ist aushärtbar, zeigen keinen Steilabfall bei der Kerbschlagzähigkeit, dient als dekorative Oberfläche und ist recyclingfähig. Als Nachteil lässt sich der hohe Energieeinsatz bei Gewinnung und Herstellung nennen. Die Festigkeit ist niedriger als jene von Stahl. Aluminium ist auf dem Weltmarkt teurer als unlegierter Baustahl und einfache Kunststoffe.

Magnesium wird vorwiegend im Flugzeug- und Kraftfahrzeugbau eingesetzt und ist das leichteste Gebrauchsmetall. Es überzeugt durch seine sehr geringe Dichte, lässt sich gut zerspanen und gießen. Es ist aushärtbar und ebenfalls recyclingfähig. Allerdings ist es korrosionsanfällig und hat eine niedrigere Festigkeit und Steifigkeit als Aluminium. Beim Zerspanen entstehen feine, brennbare Späne. Die Kaltumformbarkeit von Magnesium ist gilt als schlecht; seine Schweißbarkeit als problematisch. Der Materialpreis liegt über dem von Aluminium.

Titan ist das Schwerste unter den Leichtmetallen. Der Rohstoff Titan-Erz kommen größtenteils aus den USA, Kanada, Australien und Skandinavien. Zu den Vorteilen gehören die geringe Dichte, die hohe Korrosionsbeständigkeit und sehr gute Festigkeit. Negativ fallen ins Gewicht: Der hohe Materialpreis und die schlechte Zerspanbarkeit. Von den Gießtechniken kommt nur das Vakuumgießen infrage.

Beryllium wird vorwiegend in Medizintechnik (Röntgentechnik), Reaktortechnik sowie in Luft- und Raumfahrttechnik verwendet. Zu seinen Pluspunkten zählen die geringe Dichte und die hohe Steifigkeit. Hingegen ist es schlecht umformbar. Seine Metallstäube sind sehr giftig; seine Herstellung und Verarbeitung sehr teuer.

Leichtmetalle und SCOPE

Das Industrie-Magazin SCOPE und sein Internet-Fachportal SCOPE-ONLINE berichten regelmäßig in verschiedenen Facetten über die Ver- und Bearbeitung sowie über den Einsatz von Leichtmallen – insbesondere Aluminium – in Automobil- und Fahrzeugbau, Luft- und Raumfahrt sowie Architektur und Bauwesen.

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