Autofabrikanten wenden zich in toenemende mate tot aluminium voor gewichtsvermindering

De auto-industrie ondergaat een ingrijpende transformatie in materialen, waarbij aluminium naar voren komt als een belangrijke speler in lichtgewicht en hoogwaardige toepassingen. Van carrosseriepanelen tot motoronderdelen en zelfs batterijbehuizingen, de rol van aluminium in de voertuigproductie blijft groeien. Hoe vormt aluminium precies moderne auto's, en wat is de toekomst ervan?

Het gebruik van aluminium in de voertuigproductie heeft een aanzienlijke groei doorgemaakt, voornamelijk gedreven door steeds strengere wereldwijde emissievoorschriften en de vraag naar een betere brandstofefficiëntie. Autofabrikanten staan onder toenemende druk om het voertuiggewicht te verminderen, de brandstofbesparing te verbeteren en de uitstoot van broeikasgassen te minimaliseren. De unieke fysische en chemische eigenschappen van aluminium maken het een ideale oplossing om aan deze uitdagingen te voldoen.

De automobielsector blijft een primaire focus voor het verminderen van koolmonoxide en andere broeikasgasemissies om milieuproblemen aan te pakken. Van beleidsmakers wordt verwacht dat ze extra stimulansen introduceren die de ontwikkeling van duurzame voertuigen bevorderen, waarbij aluminium een cruciale rol speelt bij het bereiken van deze doelstellingen.

Dit veelzijdige metaal biedt een uitstekende corrosiebestendigheid en kan worden gelegeerd met verschillende elementen om specifieke mechanische eigenschappen te optimaliseren, zoals geleidbaarheid, vormbaarheid en slagvastheid. De belangrijkste bijdrage van aluminium aan het auto-ontwerp ligt in de uitzonderlijke sterkte-gewichtsverhouding, waardoor onderdelen hun structurele integriteit kunnen behouden en tegelijkertijd de totale massa van het voertuig aanzienlijk wordt verminderd. Lichtere voertuigen leiden direct tot een betere brandstofefficiëntie en lagere emissies. Bovendien maakt de recyclebaarheid van aluminium het een milieuvriendelijke keuze.

Elektrische voertuigen vertegenwoordigen een belangrijke investeringsrichting voor de industrie, maar ze staan voor specifieke uitdagingen met betrekking tot zware batterijsystemen en een beperkte actieradius. Om dit te compenseren, hebben fabrikanten lichtgewicht, hoogwaardige materialen nodig om traditionele stalen componenten te vervangen. Aluminium is naar voren gekomen als het geprefereerde alternatief, met toepassingen in carrosseriestructuren, chassisystemen en andere kritieke gebieden die helpen het batterijgewicht te compenseren en de actieradius te verlengen.

Materiaalwetenschappers en ingenieurs blijven geavanceerde aluminiumlegeringen ontwikkelen met verbeterde sterkte, verbeterde vormbaarheid en superieure corrosiebestendigheid. Deze innovaties voldoen aan de groeiende eisen van autofabrikanten voor hoogwaardige materialen en maken tegelijkertijd een grotere ontwerpvrijheid en technologische vooruitgang in de voertuigontwikkeling mogelijk.

Aluminium verscheen voor het eerst in auto-toepassingen in het begin van de 20e eeuw, voornamelijk voor carrosseriepanelen vanwege de uitstekende vormeigenschappen. Productiekosten en beperkte productiemogelijkheden beperkten echter aanvankelijk de wijdverspreide toepassing ervan. Een belangrijke doorbraak kwam in 1961 toen de Britse autofabrikant Land Rover een aluminium V-8 motorblok introduceerde, wat de weg vrijmaakte voor de uitbreiding van aluminium naar andere kritieke componenten, waaronder wielen, transmissie-gietstukken, cilinderkoppen en ophangingsonderdelen.

Tegenwoordig blijft aluminium het materiaal bij uitstek voor carrosserieën, net als toen het voor het eerst werd geïntroduceerd. Door de vooruitgang in de lastechnologie en productieprocessen, in combinatie met een groeiend aantal gespecialiseerde legeringen, is aluminium geschikt geworden voor volledige voertuigstructuren en aandrijfsystemen.

Moderne voertuigen bestaan uit ongeveer 25.000 afzonderlijke onderdelen, waarvan er veel van aluminium kunnen worden gemaakt. Het vermogen van het metaal om diverse legeringen te vormen met verschillende chemische en mechanische eigenschappen maakt het mogelijk om het in meerdere toepassingen te gebruiken. Primaire aluminiumlegeringen die in de auto-industrie worden gebruikt, zijn onder meer:

• 1100, 2024, 3003, 3004, 3105 voor structurele componenten
• 4032, 5005, 5052, 5083 voor carrosseriepanelen
• 5182, 5251, 5754, 6016 voor chassisystemen
• 6061, 6181, 7003, 7046 voor aandrijflijncomponenten

Aluminium carrosserieën bieden een lichtgewicht constructie zonder afbreuk te doen aan de sterkte of veiligheid. De voorkeurslegeringen voor carrosserietoepassingen vertonen een uitstekende corrosiebestendigheid, oppervlakteafwerking en bewerkbaarheid.

• Buitenpanelen: motorkappen, kwartpanelen, spatborden, bumpers
• Structurele elementen: stijlen, dakrails, kofferdeksels
• Deurcomponenten: scharnieren, grendels, handgrepen

Hoewel minder geleidend dan koper, maakt het lichtere gewicht van aluminium het voordelig voor bepaalde elektrische toepassingen.

• Bedradingsbundels (Legering 1350)
• Verlichtings- en sensorsystemen
• Instrumentatie en bediening

• Stoelframes en montagestructuren
• Vloerconstructies
• Thermische isolatiecomponenten

Kritieke aandrijflijncomponenten vereisen legeringen met superieure sterkte, vermoeiingsweerstand en lasbaarheid.

• Motorblokken en cilinderkoppen
• Transmissiehuizen
• Ophangingscomponenten
• Remsystemen

Naarmate de autotechnologie zich blijft ontwikkelen, zullen de toepassingen van aluminium zich verder uitbreiden naar batterijbehuizingen, motoronderdelen en andere opkomende gebieden. Voortdurende ontwikkelingen in de legeringsontwikkeling zullen de materiaalprestaties verbeteren om te voldoen aan de steeds hogere eisen van fabrikanten. Aluminium zal zijn leiderschap in initiatieven voor gewichtsvermindering van voertuigen behouden en tegelijkertijd de overgang van de industrie naar duurzame mobiliteitsoplossingen ondersteunen.