Leichtere Flugzeuge dank Magnesium

16. September 2009, 16:47
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    foto: apa/dpa/julian stratenschulte

    Magnesium ist um rund ein Drittel leichter als das bisher für den Flugzeugbau verwendete Aluminium. Ein EU-Forschungsprojekt hat sich dem Einsatz von Magnesium im Flugzeugbau gewidmet.

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    Ein Querschnitt durch die von der TU-Wien entwickelte Beschichtung zeigt rechts die Magnesium-Legierung, in der Mitte die zwei bis drei Mikrometer dicke Korrosionsschutzschicht und links einen Decklack. Dafür könnte man zum Beispiel einen Farblack verwenden, um das optische Erscheinungsbild zu verbessern.

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    Ulrich Schubert, Professor und Vorstand des Instituts für Materialchemie an der Technischen Universität Wien.

Der Einsatz von Magnesium statt Aluminium im Flugzeugbau könnte Kosten reduzieren und die Umweltbelastung verringern

Leichtere Flugzeuge können wirtschaftliche Vorteile mit sich bringen - etwa durch Kerosin-Einsparung oder die Möglichkeit, mehr Passagiere unterzubringen. Weil Magnesium um rund ein Drittel leichter ist als das bisher im Flugzeugbau verwendete Aluminium, könnte das Material in Zukunft beim Bau von Flugzeugen zum Einsatz kommen. Weitere Vorteile von Magnesium sind die geringe Dichte, die guten mechanischen Eigenschaften und die moderaten Kosten.

EU-Forschungsprojekt

In einem groß angelegten EU-Forschungsprojekt, das rund drei Jahre dauerte und in Kooperation mehrerer Universitäten und Unternehmen durchgeführt wurde, haben sich Experten mit der Verwendung von Magnesium im Flugzeugbau beschäftigt.

Eines der im Projekt behandelten Probleme war, dass Magnesium viel anfälliger für Korrosion ist als Aluminium. Hier kommt die Technische Universität (TU) Wien ins Spiel: Materialchemiker Ulrich Schubert und sein Team haben eine Beschichtung entwickelt, die Magnesiumlegierungen vor Korrosion schützt. Es gibt zwar bereits Schutzanstriche für Bauteile aus Magnesium, diese bestehen aber aus vielen verschiedenen Schichten und sind dadurch mehrere Millimeter dick - was wiederum zu Lasten des Gewichtskontos geht.

Nur eine einzige dünne Schicht

Der an der TU Wien entwickelte Schutzfilm besteht dagegen nur aus einer einzigen Schicht, die eine Dicke von maximal drei Mikrometern - ein Mikrometer ist ein Tausendstel eines Millimeters - hat. Die Grundlage für die neue Beschichtung ist der so genannte Sol-Gel-Prozess. Dabei verbinden sich verschiedene organische und anorganische Moleküle nach und nach zu einem polymeren Netzwerk. Nach dem Trocknen bildet sich ein stabiler Schutzfilm. Für speziell für Flugzeugteile geeignete Magnesiumlegierungen entwickelten die Forschenden der TU Wien Stoffgemische aus bis zu sieben Komponenten.

Zum Patent angemeldet

Neben der Tatsache, dass der entwickelte Lack aus nur einer einzigen Schicht bestehe, gebe es laut Schubert weitere Vorteile: "Unser Beschichtungslack ist zudem wasserlöslich, kann aufgesprüht oder gepinselt werden, haftet sehr gut und bekommt keine Risse. Man kann den Schutzfilm nach Beschädigungen auch ausbessern." Die möglichst einfache Auftragung der Schutzschicht sei ein "wesentlicher Teil der Aufgaben" der TU-Wissenschaftler gewesen. Der neuartige Korrosionsschutz ist bereits zum Patent angemeldet.

Weniger Abgase und Lärm

Ziel des EU-Forschungsprojekts war es, durch den Einsatz von Magnesium das Gewicht von Rumpfteilen - und systemen oder Komponenten der Innenausstattung von Flugzeugen zu reduzieren. Dadurch könnten die Kapazitäten um zehn Prozent erhöht und direkte Betriebskosten sowie Treibstoffverbrauch um jeweils zehn Prozent reduziert werden. Letzeres würde zu einer geringeren Umweltbelastung, sowohl an Abgasen als auch an Lärm, führen.

Lange Bewährungsphase für neue Werkstoffe

Ob und wann Magnesium in der Luftfahrt wirklich zur Anwendung kommt, steht noch nicht fest. Schubert rechnet aber damit, dass dies noch einige Zeit dauern könnte, weil neue Werkstoffe in dieser Branche erst nach einer gewissen Bewährungsphase eingeführt würden. Der ökonomische Druck, das Gewicht von Bauteilen noch weiter zu reduzieren, sei aber sehr hoch. "Zunächst könnten wohl weniger sicherheitsrelevante Komponenten, zum Beispiel der Innenausstattung, aus Magnesium bestehen", erwartet er. (red, derStandard.at, 16.9.2009)

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intelkiller
00
das werden tolle spritzkerzen ... =)

Mg + O = ?

JAXCUBE
30
23.9.2009, 22:57

Ach - sch. auf AUA, lassts die Armis einfach machen.
Ein Plastik - Airbus dafür 6mal lackiert.

kamelchen frisst gern nuln und gneln ausn reil
00
19.9.2009, 11:57

die meisten flugzeuge san e leicht. weil kana drinsitzt.

Andreeeas
00
18.9.2009, 20:35

Auch wenn es niemand glauben will: So leicht entzündlich ist Mg gar nicht...

Naeich
 
00
19.9.2009, 00:17
Doch: 473 Grad

Reines Magnesium entzuendet sich bei 473 Grad, das ist leicht zu erreichen. Es erzeugt dann beim Verbrennen Temperaturen ueber 2000 Grad.
Allerdings sieht die Sache bei Legierungen etwa mit minimalen Mengen von Yttrium anders aus.

Nitram1988
00
17.9.2009, 19:51
Ich dachte der Trend geht zu Faserverbundwerkstoffe.

Ganerc-Callibso
00
17.9.2009, 17:43
Unser Beschichtungslack ist zudem wasserlöslich

hab ich da was überlesen oder geht's da nicht um einen Korrosionsschutz?

Popper
00
29.9.2009, 11:53
Herr lasse es nicht regnen!

Michael Bakunin
00
18.9.2009, 13:06

wasserlöslich ist er natürlichnur vor dem aufbringen, in der flüssigen phase.

Njörd
00
17.9.2009, 15:07
Fahrwerksprobleme, Bauchlandung, Feuer, Ende.

Die Perspektiven sind nicht lustig.
Schon gar nicht wenn die Feuerwehr irrtümlich einen Magnesiumbrand mit Wasser zu löschen beginnt.
Da braucht man dann weder einen Sanitäter noch einen CSI Agenten.

ollawö
00
17.9.2009, 11:02
verbund

...ich versteh die diskussion eigentlich gar nicht...ist es nicht so das mittlerweile versucht wird weg vom alu zu kommen und auf Kohlefaserverbundwerkstoffen umzusteigen...also warum an Mg forschen ?

Gizmoo
00
17.9.2009, 14:02
CFK

ist zwar ein super material, die eierlegende wollmichsau ist es aber nicht.

da gibt es nich größere Probleme beim Preis, der verarbeitung, und beim recycling.

Metalle haben noch lange nicht ausgedient, und bieten noch viel potential!

Gerade im Flugzeugbau sind werden auch Aluminium- Lithium Legierungen groß in Mode kommen. ( geringeres Gewicht und höhere Festigkeit als z.b. reines Alu)

FarbSucht
12
17.9.2009, 09:47

schonmal gesehen was mit ein bisschen magnesium passiert wenn es an offenes feuer gerät?!?!

...man braucht sich dann keine hoffnungen mehr machen, dass bei einem absturz oder brand an bord jemand überlebt.

.vielleicht findet man ein häuflein asche.

haudi
01
17.9.2009, 09:44
selbst im vw-käfer waren schon 27kg magnesium verbaut

und: nach dem 2. wk wurde im deutschen flugzeugbau so viel magnesium wie möglich verwendet, da alu so einfach nicht zu kriegen war ;)

http://www.geheimprojekte.at/t_magnesium.html

AmazingSpace
03
17.9.2009, 07:27

Also ich habe im Flugzeugbau allerbeste Erfahrung gesammelt mit einem Material das auch noch wesentlich billiger als Magnesium ist, Balsaholz.

tempa
00
17.9.2009, 10:24

Balsaholz wurde zum Teil bei der wunderbaren Mosquito verwendet: http://www.bredow-web.de/RAF_Museu... quito.html

Eine Variante der Ki-84 aus Holz, die Ki-106 konnte allerdings nicht überzeugen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Naka... tz_gewesen

Greyarea
 
01
17.9.2009, 09:21
den airbus A380 oder den Beluga aus balserholz

möchte ich sehen. und zwar orginalgrösse und flugtauglich!

ansonsten sicher nicht schlecht die idee....
;-)

NotDarkYet
00
24.9.2009, 11:13
Kein Problem:

Howard Hughes hat bereits 1942 ein Wasserflugzeug aus Holz gebaut, dass nur unwesentlich kleiner als ein Airbus 380 ist.

Siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/Hughes_H-4

hast1
00
19.9.2009, 23:23
immerhin

gab es den MARCOS mit sperrholzchassis. :)

http://homepage.ntlworld.com/mark.saxb... .htm#steel

Der Große von Gegenüber
00
17.9.2009, 11:00

Ewald Balser?

problemguru
00
17.9.2009, 00:35
eine studie aus 2004

zum thema.
http://idea-fp6.net/Downloads... uteile.pdf

sehr interessant.

Ich möchte nicht in einem Mg - Flieger sitzen!
Es sind nicht einmal Al/Mg Legierungen für den
Flugzeugbau zugelassen. Wohl zu recht.

Viper001
14
16.9.2009, 23:00
weiss nicht


wer da in Europa komplett auf den falschen Dampfer setzt..?

die Flugzeugindustrie hat seit den 70'ern des letzten Jahrhunderts den Einsatz von Magnesiumbauteilen in Flugzeugen verringert, de facto, ist Magnesium aus den Fliegern komplett rausgenommen worden..

aus gutem Grund..

einerseits horrible Gefährlichkeit von Magnesium bei Feuer..

und weiters massive struturelle Beieinträchtigung durch Umwelteinflüsse..

also wer da jetzt plötzlich auf die Idee kommt, Magnesium wär ein Baustoff der Zukunft in der Flugzeugindustrie, hat sie entweder nicht alle, oder hat die letzten 40 Jahre an Entwicklung nicht mitbekommen...

Dreistein
 
01
17.9.2009, 12:37

Für den Flugzeugbau wahrscheinlich tatsächlich ungeeignet, dieser neu erfundene Korrusionsschutz könnte aber trotzdem seinen Weg machen.

Orakel1
11
17.9.2009, 09:19
Betrachten Sie es als Subvention für die TU Wien.

Tom_Bombadil
00
17.9.2009, 11:33

Subvention? Vielleicht, aber da könnte noch anderes dahinter sein.
Ad Magnesium: ist zwar bekannt als ziemlich gut brennend, aber es kommt in erster Linie auf den Anteil in der Mischung an. Da aber Magnesium sehr leicht ist, macht bereits ein geringer Gewichtsanteil sehr viel aus. Die bisher bekannteste Legierung hiess: Elektron

Ad Werkstoffe: Eine Legierung muß natürlich genauso wie andere Werkstoffe als erstes Luftfahrtzugelassen werden. Das scheint bei Legierungen einfacher (billiger) zu sein da die weiteren Prozesse wie Be- und Verarbeitung praktisch gleich bleiben.

Ad Titan als Alternative: Das fertige Bauteil ist genial. Aber meines Wissens nach gibt es nur einen Produzenten von Titan: Deutschland. Schelm, wer jetzt Böses denkt ...

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