Der Wettlauf der Hightech-Werkstoffe 3 Minuten Lesezeit
Innovation

Der Wettlauf der Hightech-Werkstoffe

Stephanie Bauer
Als voestalpine Digital Native der ersten Stunde ist Stephanie Bauer für die Corporate Online & Social Media Strategie verantwortlich, als Chef vom Dienst für das Themenmanagement im Newsroom.

Stahl steht im Automobil, dem Flugzeug und der Energie in hartem Wettbewerb mit anderen Werkstoffen und Verbundmaterialien. Bei der Synergieplattform 2009 der voestalpine befassten sich Experten auch mit der Frage, welcher Werkstoff künftig die Nase vorne haben wird.

© photos.comIm Flugzeugbau hat sich etwa der Anteil so genannter CFK-Materialien (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe) in den vergangenen Jahrzehnten deutlich erhöht. Zwischen 1970 (5 Prozent) und 2000 (10 Prozent) blieb ihr durchschnittlicher Anteil am Strukturgewicht einer Maschine zwar weitgehend konstant, liegt aber heute bereits bei rund 50 Prozent – Tendenz weiter steigend. Im Airbus A380 (Erstflug 2005) betrug der CFK-Anteil noch knapp über 20 Prozent. Der neue A350, der 2013 ready for take-off sein soll, wird allerdings bereits zu rund 52 Prozent aus derartigen Verbundmaterialien bestehen, zu einem Fünftel aus Aluminium-Lithium-Legierungen, zu 14 Prozent aus Titan und zu 7 Prozent aus Stahl.

“Der alte Wettbewerb zwischen den Werkstoffen ist wieder offen”, stellte auch EADS-Entwicklungsmanager Horst Schmidt-Bischoffshausen fest. Für den A320- oder den Boeing-737-Nachfolger werde sich dieser Wettbewerb jedoch wieder “deutlich” zugunsten der Metalle – “wenn sie kreativ sind”, umkehren.

Schienen:
Wer billig kauft, kauft teuer

Konkurrenzlos ist und bleibt Stahl hingegen bei Eisenbahnschienen. Wichtig sind hier für die Betreiber die so genannten “Life Cycle Costs” (LCC), die über die gesamte Lebensdauer anfallenden Kosten, bestehend aus Kauf, Wartung, Erhaltung und Reparaturen. “Wenn der Einstandspreis höher ist, man dafür aber eine deutlich verlängerte Lebensdauer von Bahnstrecken erhält, dann ist in Summe das teurere Material immer noch billiger”, betont der Bahnexperte Klaus Rießberger.

voestalpine-CEO Wolfgang Eder sieht das Match Stahl gegen Konkurrenzwerkstoffe gelassen. “Wir sehen im Stahl so viele Entwicklungsmöglichkeiten, dass wir überhaupt keine Bedenken haben, im Wettbewerb der Werkstoffe keinen Raum mehr zu haben.” Der Schlüssel dazu liege aber in ständigen Innovationen, insbesondere für die Schüsselbranchen wie Automobil und Energie. Im Energiebereich scheint die Dominanz von Stahl vor allem im Kraftwerksbau auch künftig weitgehend abgesichert, hier sind allerdings neue Qualitäten gefragt, die den Wirkungsgrad von thermischen Kraftwerken erhöhen.

“Wir glauben, dass Stahl im Automobil
auch künftig bestimmend sein wird”

Stahl BauteilUnd im Automobilbau? Stahlspezialitäten werden auch in Zukunft den Wettbewerb der Hochleistungsmetalle bestimmen. Während im Flugzeugbau und in der Energietechnik Nickelbasislegierungen eine zunehmende Rolle spielen werden, bleibt Stahl im Auto- und Bahnbereich entscheidend, ist Heimo Jäger überzeugt. Der Geschäftsführer der Österreichischen Gesellschaft für Metallurgie und Materialien (ASMET) leitete das Projekt einer neuen Studie mit dem Titel “Technologie-Roadmap 2020” im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie. “Wir treffen in unserer Zukunftsstudie die Aussage, dass Stahl weiterhin das bestimmende Material bleiben wird”. Voraussetzung sei allerdings die Wettbewerbsfähigkeit durch Speziialisierung und Innovation. Relativieren müsse man auch die Anteilsverschiebungen im Automobil. “Prozentuell ist der durchschnittliche Stahlanteil im Auto zwar von früher 70 auf heute zwischen 50 und 60 Prozent zurückgegangen – absolut ist er jedoch gestiegen, weil ein Auto heute eben etwa doppelt so schwer ist.”

Auch innerhalb eines Unternehmens können mehrere Werkstofffamilien übrigens durchaus ihren Platz haben. So befasst sich die Böhler Schmiedetechnik (Division Edelstahl des voestalpine-Konzerns) gemeinsam mit der Montanuniverstität Leoben intensiv mit Titanaluminiden –  einer speziellen Legierung aus Titan und Aluminium, die das halbe spezifische Gewicht von Stahl aufweist, aber bei hohen Temperaturen etwa in Triebwerken einsatzbar wäre.