Wissen zum Werkstoff Aluminium: Ästhetische und vielseitige Anwendungen mit Aluminium
Aluminium ist ein weitverbreitetes Metall. Es überzeugt durch zahlreiche positive Eigenschaften. Seine hervorragende Wiederverwertbarkeit macht es zudem sehr nachhaltig. Mit seinem günstigen Preis und exzellenten Verarbeitbarkeit hat sich Aluminium branchenübergreifend etabliert. Es gibt deshalb heute kaum noch Bereiche, in denen kein Aluminium eingesetzt wird.
Eigenschaften von Aluminium
Aluminium zählt zu den Leichtmetallen. Mit gerade einmal 2,7 kg/dm³ hat es eine um fast 2/3 geringere Dichte als Stahl. Die Verhüttung von Aluminiumerz zum Rohmetall ist teuer und energieintensiv. Einmal als Metall vorliegend ist es aber äußerst dauerhaft. Das liegt vor allem an seiner Korrosionsbeständigkeit. Insgesamt bietet Aluminium folgende technischen Eigenschaften:
– geringe Dichte
– gute Legierbarkeit
– widerstandsfähig gegen Korrosion
– sehr gut bearbeitbar
– einfach wiederzuverwerten.
Aluminium lässt sich gut mir anderen Metallen zu Legierungen vermischen. Das macht es sehr vielseitig. Es vereint wie kein anderes Metall ein niedriges Raumgewicht mit einer hohen Festigkeit, einem niedrigen Preis und gutmütigen Materialeigenschaften. Das macht es für viele anspruchsvolle Bereiche wie beispielsweise die Luft- und Raumfahrt zu einem Werkstoff der Wahl.
Aluminium ist an sich nicht rostfrei, im Gegenteil. Tatsächlich korrodiert es bei Kontakt mit Sauerstoff unmittelbar. Diese Korrosionsschicht bildet jedoch eine luftdicht geschlossene Oberfläche. Sobald ein Aluminiumprodukt sich automatisch mit dieser Schutzhülle überzogen hat, ist der weitere Korrosionsprozess gestoppt. Die Oxidschicht ist nur wenige Nanometer dick.
Das ist der wesentliche Unterschied zwischen Aluminium und eisenhaltigen Werkstoffen. Deren Oxidschicht ist porös und führt dazu, dass sich das Bauteil vollständig zersetzen kann.
Aluminium lässt sich beliebig bearbeiten. Sein niedriger Schmelzpunkt von gerade einmal 600 ° C macht es ideal für Guss- und Druckgussprodukte aller Art. Alle weiteren Bearbeitungsformen wie Walzen, Pressen, Schleifen und Zerspanen sind ebenfalls mit geringem Energieaufwand möglich. Es lässt sich sogar so stark auf Hochglanz polieren, dass seine Oberfläche wie verchromt aussieht. Das macht es für den Einsatz als Aluminiumgehäuse sehr beliebt.
Ordentlich dem Wertstoffkreislauf zurückgeführt, ist Aluminium beliebig oft wieder verwendbar. Es wird einfach eingeschmolzen und zu neuen Legierungen gemischt. Seine gutmütige Wiederverwertbarkeit steht im starken Gegensatz zu seiner extrem energieaufwendigen Herstellung aus Aluminiumerz, dem Bauxit. Darum ist jedes Stück Altaluminium, welches ordentlich recycelt wird, ein echter Beitrag zum Umweltschutz.
Einsatz von Aluminium
Aluminium ist äußerst vielseitig. Es dient als Baumaterial für Produkte aller Art. Seine Festigkeit ist jedoch nicht so hoch wie die von Stahl. Für belastbare Produkte wie Gehäuse, Transportkisten, Dosen oder andere Behälter sind deshalb höhere Wandstärken erforderlich. Da Aluminium nicht besonders abriebfest ist, sollten Behälter deshalb innen beschichtet oder anderweitig gegen Verkratzen gesichert werden.
Aluminium ist als Gestaltungselement äußerst gutmütig. Vor allem im Vergleich zum verchromten Stahl kann es durch eine einfachere Herstellung und günstigeren Preis überzeugen. Zierstreifen, Leisten und Applikationen aus Aluminium lassen sich problemlos auf Hochglanz polieren und mit Klarlack versiegeln. Meistens wird jedoch eine leicht gebürstete Oberfläche bevorzugt. Aluminium verkratzt relativ leicht, weswegen eine polierte Oberfläche vor Berührung geschützt werden muss.
Gestaltung von Aluminium
Aluminium lässt sich mit allen gängigen Verfahren wie Lack, Pulver oder Folie beschichten. Darüber hinaus bietet dieser Werkstoff eine besondere Möglichkeit zur farblichen Gestaltung. Mit dem sogenannten Eloxieren wird elektrolytisch eine hauchdünne und transparente Farbschicht auf das Aluminium aufgetragen. Das gibt ihm einem seidigen Schimmer, der äußerst ästhetisch wirkt. Das Verfahren ist kostengünstig und beeinflusst die technischen Eigenschaften von Aluminium nicht.
Aluminium lässt sich auch verchromen. Dies ist zwar nur eine seltene Anwendung, wird aber gelegentlich gefordert. Verchromtes Aluminium vereint das niedrige Gewicht des Bauteils mit einer hochglänzenden und kratzfesten Oberfläche.
Aluminium lässt sich auch verzinken. Das Ergebnis sind Bauteile, die besonders lange gegen aggressive Medien widerstandsfähig sind.
Welche Arten von Aluminium sind verfügbar?
Reines Aluminium ist der Grundwerkstoff für eine Vielzahl unterschiedlicher Legierungen. Durch seine gute Mischbarkeit stehen inzwischen Tausende geprüfte Werkstoffe zur Verfügung, die einen hohen Anteil an diesem Leichtmetall besitzen.
Ist Aluminium korrosionsgefährdet?
Aluminium schützt sich bei Kontakt mit Luft durch eine hauchdünne Korrosionsschicht vor dem weiteren Zerfall selbst. Das macht das Metall im Normalfall sehr dauerhaft. Es gibt jedoch einige Säuren und Laugen, welche Aluminium zersetzen können.
Aluminium selbst ist zwar sehr widerstandsfähig gegen Rost, es kann aber katalytisch rostfördernd auf eisenhaltige Metalle wirken. Ein berühmtes Beispiel ist dazu der Aston Martin DB5, dem James-Bond-Auto. Dieses besaß eine Karosserie aus Aluminium auf einem Rahmen aus Stahl. Das Ergebnis war, dass bei vielen Fahrzeugen der Rahmen schnell verrostet ist, während die Karosserie noch makellos aussah.
Was sind die Prozesse zur Herstellung von Aluminium?
Aluminium wird aus Bauxit, der roten Tonerde, gewonnen. Die Verhüttung findet in Induktionsöfen statt, die sehr viel Energie verbrauchen. Das macht die Herstellung sehr teuer, wenn keine kostengünstige Stromerzeugung zur Verfügung steht. Deshalb hat sich Island zu einer Hochburg der Aluminiumherstellung entwickelt. Die dort verfügbare Erdwärme ist eine sehr preiswerte, ökologische und in unendlicher Menge zur Verfügung stehende Energieform.
