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Apr 09, 2024

Einen Stuhl aus einem superdünnen Aluminiumblech formen

WICHTIGER HINWEIS: Giulia Guzzini Als ausgebildete Kunsthistorikerin konzentriert sie ihre Studieninteressen seit mehreren Jahren auf zeitgenössisches Design. Aufgewachsen in Mailand in einem historischen Architekturmagazin, berufstätig

Das Wichtigste zum Mitnehmen:

Giulia Guzzini

Die ausgebildete Kunsthistorikerin konzentriert ihr Studieninteresse seit mehreren Jahren auf zeitgenössisches Design. Sie wuchs in Mailand in einem historischen Architekturmagazin auf, arbeitete mit führenden internationalen Architekten zusammen und war Dozentin an mehreren Institutionen, darunter dem Politecnico di Milano und der Domus Academy. Heute recherchiert und berät sie für mehrere Designunternehmen und schreibt für Designmagazine.

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Im Hinblick auf NachhaltigkeitVerwendung der richtigen Materialien und der am besten geeigneten Art, damit zu arbeitenist zu einer Schlüsselkompetenz für Designer geworden: Die Herausforderung besteht darin, herauszufinden, welche das sindnachhaltig auf Produktionsebene, Vermeidung von Rohstoffverschwendung während der Produktion und Vermeidung von Designlösungen, die dies erschwerenein Produkt in seine Bestandteile zerlegen.

Im Hinblick auf die Umweltauswirkungen scheint Aluminium eine vernünftige Wahl zu sein: Es ist leicht, langlebig und vollständig recycelbar.

Solange es richtig behandelt wird, ist es tatsächlich soeines der wenigen Materialien, das immer wieder recycelt werden kannwieder ohne Verlust seiner Eigenschaften: die scheinbar ideale Wahl für eine Kreislaufwirtschaft.

Doch Aluminium ist nicht gleich Aluminium.

Die Herstellung von Aluminium ist äußerst energieintensiv. Der Grad der Umweltfreundlichkeit hängt daher eng von der Art der Energie ab, die für die Herstellung verwendet wurde.

Beispielsweise kann Aluminium, das mit Kohlekraft hergestellt wird, im Vergleich zu dem gleichen Material, das mit Wasserkraft oder durch die Verwendung von recyceltem Material hergestellt wird, einen Faktor zehn an CO2-Emissionen aufweisen. Zweifellos ist ein weiterer Faktor, der die Energiebilanz belastetdie Menge des verwendeten Rohmaterials.

Der britische Designer und Unternehmer Tom Dixon wollte mit nachhaltigem Aluminium in Möbeln experimentieren (und Kosten und Investitionen über seinen eigenen Vertriebskanal für limitierte Stücke heben) und kontaktierte den norwegischen Aluminiumgiganten Hydro (der sich für die Nutzung erneuerbarer Energien in der Produktion einsetzt).

Seine Idee war es, einen superleichten Stuhl zu bauen, der so wenig Material wie möglich verbraucht und dabei nicht an Stabilität verliert.

Die technischen Experten von The Hydro und das Team von Tom Dixon Studio trafen sich zum ersten Mal Ende 2018, nur wenige Monate nach der Veröffentlichung von „Neue Aluminiumlegierungen, die speziell für die superplastische Umformung entwickelt wurdenaus Aluminiumblechen.

Superplastisches Umformen ist ein Prozessauf das sich die Automobilindustrie bei der Herstellung von tiefgezogenen, dünnwandigen Aluminiumblechkomponenten für ihre Massenfahrzeuge verlässt.

Dies ist jedoch in den letzten zwei Jahrzehnten ein Nischenprozess geblieben, weil es traditionell gezeigt hatlangsame Zykluszeitenaufgrund der geringeren Umformbarkeit von Aluminium im Vergleich zu Stahl im Bereich von einer halben Stunde pro produziertem Teil.

Da die Automobilindustrie an Stanzverfahren gewöhnt ist, mit denen Bauteile in Sekundenschnelle hergestellt werden können, war dies ein Hindernis für den erweiterten Einsatz der Technologie bei Aluminium.

Um die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen und das superplastische Formverfahren unter Verwendung von Aluminium für die Automobilindustrie attraktiver zu machen,

Hydro führte neue Legierungen ein, die höhere Dehnungseigenschaften, eine verbesserte Nachformfestigkeit und kürzere Zykluszeiten für den superplastischen Umformprozess erreichen sollen.

Diese neue Aluminiumlegierung (ab Serie 5000) und der hohe Standard des superplastischen Umformverfahrens waren ausschlaggebend für die Entwicklung des Stuhls.

Wenn ein Aluminiumblech (typischerweise 5083-Legierung) stark kaltgewalzt und dann auf 450–520 °C erhitzt wird, kann es etwas erreichen, das so genannt wirdSuperplastizität.

Was ist Superplastizität?

Superplastizität ist ein Phänomen, das bei bestimmten Metallen und Legierungen normalerweise bei hohen Temperaturen auftritt und dazu führt, dass sie sich über extreme Längen dehnen, ohne zu brechen.

Wenn das Material so stark kaltgewalzt wird, dass es anfängt, spröde zu werden, und anschließend Wärme zugeführt wird, verschiebt sich die Mikrostruktur des Aluminiums zu sehr feinen Körnern im Bereich von 10 Mikrometern oder weniger.

„Je kälter die Umformung“, erklärt Rösner-Kuhn, Leiterin Produkttechnik & Technischer Kundendienst, Rolled Products, Hydro, „desto intensiver rekristallisiert das Material bei Erwärmung, wodurch eine neue Mikrostruktur entsteht und das Material weich wird.“ Die Körner können sich wie nasser Sand bewegen und das Material formt sich wirklich schön.“

Wenn sich das Material in diesem erhitzten Zustand befindet, ist das AluminiumblechIn eine Matrize gegeben und unter Druck stehendes Gas auf das Blech geblasenEs wird ohne Rückfederung oder Eigenspannung in das Formteil eingegossen.

„Durch diesen Prozess in Kombination mit dem Verhalten der feinen Körner ist es möglich, sehr schwierige Geometrien zu erzeugen, was mit einem klassischen Stanzprozess nicht möglich ist“, sagte Rösner-Kuhn.

In einer späteren Version wurde der Stuhl zusätzlich farbig eloxiert.

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