Was ist Aluminium?
Aluminium ist ein silbrig-metallisches Leichtmetall, das aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, seines geringen Gewichts und seiner ausgezeichneten Leitfähigkeit in unzähligen Bereichen unseres Alltags und der Industrie eine zentrale Rolle spielt. Als dritthäufigstes Element in der Erdkruste und am häufigsten vorkommendes Metall entfaltet Aluminium seine besonderen Eigenschaften sowohl in der Luft- und Raumfahrt als auch im Bauwesen, in der Automobilindustrie und in der Lebensmittelverpackung.

Geschichte und Gewinnung
Bereits im 19. Jahrhundert gelang es, Aluminium aus dem Erz Bauxit zu gewinnen. Das damals außergewöhnlich exklusive Metall wurde als „Silber des 19. Jahrhunderts“ gefeiert. Heute erfolgt die Primärproduktion überwiegend nach dem Bayer- und dem Hall–Héroult-Verfahren: Zunächst wird Bauxit in Alumina (Aluminiumoxid) umgewandelt, anschließend wird das Oxid in elektrolytischen Zellen zu reinem Aluminium reduziert. Große Produktionsstandorte befinden sich weltweit, doch auch in Deutschland existieren wichtige Aluminiumschmelzen, beispielsweise in Harburg bei Hamburg oder im Rhein-Main-Gebiet.

Physikalische und chemische Eigenschaften
Aluminium ist etwa ein Drittel so dicht wie Stahl und verfügt zugleich über eine hohe Festigkeit, wenn es legiert wird (z. B. mit Magnesium oder Silicium). Sein Schmelzpunkt liegt bei circa 660 °C, die Wärmeleitfähigkeit übertrifft die der meisten Stähle um das Zweifache. Dank einer dünnen, selbstheilenden Oxidschicht ist es besonders beständig gegen Witterungseinflüsse – ein Grund, warum es in Fassaden- und Fensterprofilen vieler Bürokomplexe in Berlin, München oder Frankfurt am Main zum Einsatz kommt.

Anwendungsfelder im Überblick

• Bauwesen: Leichtbau-Fassaden, Fensterrahmen, Dacheindeckungen. In Städten wie Stuttgart oder Düsseldorf prägen glänzende Aluminium-Elemente moderne Skylines.

• Verkehr und Mobilität: Karosserieteile, Leichtbaukomponenten, Fahrgestellrahmen in Automobilen (z. B. in Wolfsburg oder München) sowie Flugzeugrümpfe und -tragflächen in der Luftfahrtindustrie.

• Verpackung und Konsumgüter: Getränkedosen, Folien, Verschlüsse. Die nahezu unverwüstliche Aluminiumfolie hält Lebensmittel frisch und ist in jeden Supermarkt in Köln oder Hamburg selbstverständlich.

• Elektrotechnik: Leitungen und Kabel; in Umspannwerken rund um Leipzig und Dresden ersetzen Aluminiumleiter oft teurere Kupferkabel.

• Maschinenbau und Industrieanlagen: Leichtbau-Profile, Wärmetauscher, Konstruktionsbauteile in Werkzeugmaschinen, etwa in Augsburg oder Nürnberg.

• Sport und Freizeit: Fahrradrahmen, Campingequipment, Sportgeräte. Hersteller in Regionen wie dem Allgäu oder dem Schwarzwald schätzen Aluminium-Legierungen für ihre Robustheit und Laufruhe.

Recycling und Kreislaufwirtschaft
Ein herausragender Vorteil von Aluminium ist seine Recyclingfähigkeit: Sekundäraluminium aus einschmelzbaren Altprodukten benötigt nur etwa 5 % der Energie, die zur Primärproduktion nötig ist. Deshalb werden Getränkedosen und Bauprofile in Deutschland flächendeckend gesammelt und eingeschmolzen. Das Umweltbundesamt dokumentiert hierzu umfassende Daten zur Recyclingquote . Dank dieses geschlossenen Kreislaufs sinkt der COâ‚‚-Fußabdruck der Aluminiumproduktion kontinuierlich.

Legierungen und Oberflächenveredelung
Reines Aluminium ist relativ weich; durch Legieren mit Magnesium, Silicium, Kupfer oder Zink entstehen Werkstoffe mit speziellen Eigenschaften:

• AlMg3: Korrosionsbeständig und duktil, ideal für marine Anwendungen in Häfen wie Kiel oder Rostock.

• AlSi10Mg: Gießlegierung mit hoher Festigkeit und guter Wärmeleitfähigkeit, eingesetzt in Automobil-Gussteilen.

• AlCu4 Mg1: Für hochfeste Flugzeugbauteile.

Oberflächen können zusätzlich durch Eloxieren (Anodisieren) geschützt und farbig gestaltet werden. Eloxalschichten sind hart, verschleißfest und bieten dekorative Gestaltungsmöglichkeiten in Industriehallen und Design-Fassaden in Stuttgart und Hamburg.

Herstellungsverfahren und Weiterverarbeitung

• Strangpressen: Produktion von Profilen für Fenster, Türen und Maschinenteile.

• Walzen: Herstellung von Blechen und Bändern, etwa in Breiten für Verpackungsfolien oder Karosseriebleche.

• Gießen: Sand- oder Kokillenguss für Motorgehäuse, Getriebeteile und Strukturbauteile.

• Schweißen und Kleben: Spezielle Verfahren wie WIG-Schweißen oder klebebasierte Füge­systeme verbinden Aluminiumkomponenten in Leichtbau-Designs.

Qualitätsstandards und Normen
In Deutschland gelten vielfältige Normen und Prüfvorschriften für Aluminiumprodukte:

• DIN EN 573 ff.: Legierungsbezeichnungen und chemische Zusammensetzung.

• DIN EN 755 ff.: Anforderungen an Strangpressprodukte.

• DIN EN 15088: Anforderungen an Gussteile.

• ISO 9227: Salzsprühnebeltest für Korrosions­beständigkeit von Oberflächen.

Zertifizierungen wie ISO 9001 (Qualitätsmanagement) und ISO 14001 (Umweltmanagement) sichern konstante Produktqualität und nachhaltige Prozesse.

Marktstruktur und wichtige Akteure
Weltweit dominieren wenige große Konzerne die Primärproduktion, während in Deutschland zahlreiche mittelständische Unternehmen in der Weiterverarbeitung und im Leichtbau tätig sind.

• Primärproduzenten: internationale Gruppen mit Schmelzen und Raffinerien in Norwegen, Kanada, Australien.

• Walzwerke und Strangpressereien: Standorte in Nordrhein-Westfalen, Bayern und Baden-Württemberg.

• Gießereien: Automobilzulieferer in Sachsen und Niedersachsen fertigen hochpräzise Aluminiumguss-Komponenten.

• Recyclingunternehmen: regional verankerte Schrotthändler und Aufbereiter in Berlin und Hamburg, die Altmetall zu Sekundäraluminium verarbeiten.

Forschung und Innovation
Mehrere deutsche Universitäten und Forschungsinstitute arbeiten an Zukunftsthemen:

• Federleichte Leichtbaustrukturen für E-Mobilität und Flugzeugbau (z. B. TU Darmstadt, RWTH Aachen).

• Additive Fertigung (3D-Druck) mit Aluminium­pulvern, etwa im Fraunhofer-IWS in Dresden.

• Korrosionsschutz und Oberflächennanotechnologie an Instituten in Karlsruhe und Erlangen.

• Effiziente Elektrolyse und COâ‚‚-arme Primärproduktion im Rahmen des Projekts „Green Aluminium“.

Anwendung in deutschen Städten und Regionen

• Berlin: Architektonische Leichtbau-Fassaden und Kunstinstallationen aus Aluminium prägen moderne Stadtquartiere.

• München: Fahrzeug- und Flugzeugforschung setzt auf fortschrittliche Aluminiumlegierungen.

• Hamburg: Hafennahe Aluminiumschmelzen liefern Profile für die maritime Industrie.

• Stuttgart: Automobilindustrie nutzt Aluminiumstrangpressprofile und Gussteile für E-Antriebe.

• Leipzig: Forschungscluster „Leichtbau Sachsen“ fördert interdisziplinäre Projekte mit Metallverbunden.

Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft
Neben dem energieintensiven Herstellungsprozess stehen heute COâ‚‚-Reduktion, Recycling und energetische Optimierung im Fokus:

• Einsatz von Erneuerbaren Energien in Aluminiumwerken (z. B. Wasserkraft in Norwegen).

• Second-Life-Lösungen für Aluminiumbauteile aus E-Bikes und Photovoltaikrahmen.

• Optimierung der Rückgewinnungsraten von über 90 % bei Verpackungsaluminium.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz fördert entsprechende Projekte und Innovationen (→ BMWK Förderprogramme).

Ausblick und Zukunftstrends

• Leichtbaukomponenten für autonome Fahrzeuge und Drohnen.

• Aluminium-Verbundwerkstoffe mit Faserverstärkungen für höchste Festigkeit bei minimalem Gewicht.

• Smart Alloys mit Formgedächtnis-Eigenschaften für adaptive Bauteile.

• Kreislaufgerechte Produktdesigns, die Recyclingprozesse weiter vereinfachen.

Weiterführende Links

• Aluminium – Wikipedia

• World Aluminium (engl.)

• Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) – Aluminiumwerkstoffe

Aluminium bleibt ein Schlüsselmaterial in der modernen Technik und im nachhaltigen Leichtbau. Mit seiner Kombination aus Leichtigkeit, Stabilität und Recyclingfähigkeit gestaltet es die Mobilität, Architektur und Konsumgüter von heute und morgen – in Deutschland und weltweit.

Aluminium ist ein Leichtmetall und das häufigste Metall in der Erdkruste, wobei es natürlich in verschiedenen Formen auftritt, etwa in Alumosilikaten und Bauxit. Aluminium verfügt in Alumosilikaten über schwer zu lösende Bindungsverhältnisse. Aus diesem Grund ist eine großtechnische Gewinnung von metallischem Aluminium aus Alumosilikaten wirtschaftlich (bis jetzt noch) nicht möglich. Aus diesem Grund wird bei der Gewinnung von neuem Aluminium auf Bauxit zurückgegriffen. Die Produktion von Aluminium wird durch eine so genannte Schmelzflusselektrolyse von Aluminiumoxid realisiert. Der bei der Schmelzflusselektrolyse zu erreichende Schmelzpunkt von Aluminium liegt bei 660,4 Grad Celsius. Der Siedepunkt von Aluminium liegt bei 2467 Grad Celsius. Reines Aluminium bildet an der Luft schnell eine dünne Oxidschicht. Durch das Oxid hat das Aluminium eine stumpfe, silber-graue Färbung und ist vor weiterer Oxidation geschützt. Das Oxid ist allerdings ungünstig für das Schweißen von Aluminium. Aluminium ist ein guter elektrischer Leiter und leitet Strom, in Bezug auf das Gewicht, besser als Kupfer. Das Volumen von Aluminium ist aber größer, weshalb Kupfer, in Bezug auf den Leitungsquerschnitt, Strom besser leitet als Aluminium.

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Ähnliche Themenbereiche wie Metallwaren, Aluminiumgießereien und Aluminiumschweißtechnik können über die bereitgestellten Links aufgesucht werden.  Elektrochemische Experimente mit Aluminium findet man beim Käthe-Kollwitz-Gymnasium Wilhelmshaven.