Weniger Gewicht, weniger Bauteile, einfachere Prozesse: Ein neues Verfahren beschert Aluminium eine neue Rolle im Fahrzeugbau. Tesla und Volvo setzen es bereits ein – erlebt das derzeit ohnehin knappe Metall einen weiteren Aufschwung?

Aluminium gewinnt in der Fahrzeugfertigung an Bedeutung. Das Metall kommt bei neuartigen Konstruktionen ganzer Karosserieteile zum Einsatz – unter anderem bei den Herstellern Tesla und Volvo. Die Fachzeitschrift „Automobilproduktion“ hält es für möglich, dass dem Leichtmetall ein neuer Frühling bevorsteht.

Aluminiumdruckguss im Karosseriebau: Wie groß ist das Potenzial?

Tesla nennt es Gigacasting, bei Volvo heißt es Megacasting: Es geht um einen Prozess, bei dem spezielle Aluminiumlegierungen zur Herstellung von ganzen Karosserieteilen genutzt werden – und zwar unter hohem Druck in einem Stempelverfahren. Der Vorteil aus Sicht der Hersteller: Die Zahl der Bauteile verringert sich, Prozesse werden einfacher und das Gewicht der Fahrzeuge sinkt.

Dem Aluminiumdruckguss im Karosseriebau bescheinigen Experten durchaus Potenzial. So hält etwa Professor Wolfram Volk von der TU München den Einsatz bei sogenannten Greenfield Projekten für denkbar. Bei solchen Projekten handelte sich um digitale und vernetzte Smart Factories, die von Grund auf neu gebaut werden.

Volk sagte im Februar gegenüber „Automobilproduktion“ zum Mega- bzw. Gigacasting: „Gigacasting ist dazu geeignet den Karosseriebau insbesondere mit Blick auf die Elektromobilität neu zu denken. In der Elektromobilität hat man die Batteriewanne als ein zentrales und wesentliches neues Bauteil, das es zu integrieren gilt. Die bei Verbrennerfahrzeugen über die Jahre erfolgten Fortschritte im Karosseriebau gelten daher bei E-Autos nur noch eingeschränkt. Insbesondere mit Blick auf deren Hinterbau und die Fahrzeugmitte.“

Mit einem Greenfield Ansatz – umgesetzt durch Tesla in Brandenburg – könnten Hersteller signifikant Flächen im Karosseriebau für Elektrofahrzeuge sparen.

Die Hoffnungen sind groß – aber noch viele Fragen offen

Manche Schätzungen gehen davon aus, dass Aluminiumcasting Einsparpotenziale im Bereich von 20-30 % ermöglichen könnte. Insbesondere könnten Hersteller weniger Schweißroboter und Umformpressen benötigen. Auch hier gilt aufgrund langer Investitionszyklen allerdings, dass Greenfield Projekte von der neuen Technologie eher profitieren als Brownfield Projekte.

Einige Fragen sind jedoch noch offen. Professor Volk verweist darauf, dass das Aluminiumcasting sich nur für einen bestimmten Stückzahlenbereich eigne. Grund dafür sind die Einschränkungen durch Standzeiten der Druckgießformen.

Im Vergleich zu den klassischerweise eingesetzten Umformwerkzeugen sei deren Durchlauf um den Faktor 20-30 geringer. Aluminiumcasting sei deshalb im Bereich mittlerer Stückzahlen attraktiv – nicht jedoch für kleine und große Stückzahlen. Zudem sei ein Druckprozess sehr viel komplexer als die bislang eingesetzten Kaltumformungsprozesse. Volk verweist unter anderem auf die notwendige Kühlung und höhere Ausschussquoten.

Aluminiumlegierungen müssen zudem anders bearbeitet werden als die bisherigen Materialien. So kann es beim Zerspanen zu langen Spänen kommen. Auch Bohrungen sind schwieriger als bei anderen Materialien.

Aluminiumpreis: Aufwärtstrend bleibt intakt

Der Aluminiumpreis befindet sich seit März 2020 in einem Aufwärtstrend, der nach wie vor intakt ist. Aktuell werden am Markt für 1 t Aluminium knapp 3.400 USD gezahlt. Im Frühjahr 2020 waren es noch 1.500 USD. Aktuell befindet sich der Markt in einer kleinen Konsolidierungsphase, nachdem der Preis zeitweise in Richtung 4.000 USD pro Tonne angestiegen war.

Grund für den Preisanstieg sind wie bei so vielen Metallen globale Engpässe. Diese Engpässe machen sich auch an der Terminpreiskurve bemerkbar.

An der London Metal Exchange (LME) kostet ein in drei Monaten fälliger Aluminiumkontrakt derzeit 3.423 USD. Der Dezember 2023 Kontrakt notiert dagegen bei 3300 USD, der Dezember 2024 Kontrakt bei 3180 USD. Für den Dezember 2025 Kontrakt werden gar nur 3063 USD gezahlt.

Diese Backwardation Situation ist ein deutlicher Hinweis auf aktuelle Knappheiten, die sich allerdings nach Ansicht der meisten Marktteilnehmer in Zukunft entspannen könnten sollten.

Gigacasting spielt bei immer mehr Herstellern eine Rolle. Volkswagen etwa wieder Technologie im geplanten Trinity Werk einsetzen. Dieses soll ab 2026  Elektrofahrzeuge produzieren. Auch hier werden verschiedene Technologien eingesetzt, die unter anderem die Zahl der Bauteile verringern und die Bauzeit verkürzen sollen. VW will damit nicht zuletzt zu Kennzahlen des US Autobauers Tesla aufschließen.