Jaarboek no. 87. 2008/2009 - Koninklijke Maatschappij voor ...

Diligentia 95
In de vorige eeuw is de dominante positie van staal meermalen aangevallen. De opkomst
van de kunststoffen, de plastics, werd door de staalindustrie als een enorme bedreiging
gezien. Plastisch, verwerkbaar bij lage temperaturen, zeer eenvoudig vorm te geven door
spuitgieten, niet roestend en leverbaar in een groot kleurenscala. Inderdaad is staal in
sommige toepassingen, zoals emmers voor huishoudelijk gebruik, geheel verdrongen door
kunststoffen. De houdbaarheid en de duurzaamheid in het gebruik bleken echter alras een
probleem en de gevreesde totale overwinning van kunststoffen op staal is uitgebleven. In
de jaren tachtig van de twintigste eeuw kwam technische keramiek op als het materiaal van
de toekomst - een nieuwe bedreiging voor metalen. Maar ook de gevreesde substitutie van
vooral staal door keramiek heeft niet plaatsgevonden. Er ligt echter een nieuwe bedreiging
vanuit de metalen op de loer.
De aanval van de lichte brigade
IJzer heeft twee grote problemen: ijzer roest en ijzer is zwaar. Het roestprobleem is aan te
pakken door het staaloppervlak te bedekken met metallische deklagen (zink, tin) en/of
met polymeren. Op een nieuwe auto geeft men eenvoudig tien jaar garantie tegen roestvorming.
Het soortelijk gewicht van ijzer is echter een natuurgegeven. IJzer is een zwaar
constructiemateriaal vergeleken met hout en polymeren, maar ook onder de metalen is
ijzer en dus staal relatief zwaar. Andere constructiemetalen zoals aluminium, magnesium
en titaan hebben een natuurlijk voordeel doordat ze aanmerkelijk lichter zijn dan ijzer.
Aluminium was het eerste metaal dat deze eigenschap uitbuitte in de strijd om een plaats
op de materialenmarkt. De eigenschappen in het gebruik waren echter niet goed bekend
en ervaring met verbinden en vervormen moest worden opgebouwd. De groei van de
luchtvaart was hier de drijvende kracht: veel kennis over de toepassing van aluminium is
verworven in ontwikkelingen voor de vliegtuigindustrie en later ook de ruimtevaart.
In de bouw- en constructiesector is aluminium vooral daar ingevoerd waar sterkte en
duurzaamheid geboden zijn in combinatie met een laag soortelijk gewicht. In de verpakkingsmarkt
voor conserven, bier en frisdranken was staal het enige metaal, totdat men
drankenbusjes van het lichtere aluminium ging maken.
Het succes van aluminium als licht constructiemateriaal, gepaard aan de behoefte aan
voertuigen die minder energie gebruiken, leidde in 1997 tot een publiciteitsstunt van Audi.
Op de Autoshow in Frankfurt werd de nieuwe A2 geïntroduceerd: een fraaie personenauto
vrijwel geheel van aluminium. Een enorme bedreiging van de plaats van staal in deze
veeleisende en prestigieuze markt. Eerst waren al de kunststof bumpers verschenen ter
vervanging van een traditioneel sterk stukje staal met goede oppervlakte-eigenschappen
zodat er een mooie chroomlaag op kon worden aangebracht, en toen kwam aluminium.
Audi, overtuigd van zijn materiaalkeuze, adverteerde met de leuze: het einde van het stalen
tijdperk. In de ogen van Audi begint het aluminiumtijdperk in 1997.
Het keizerrijk slaat terug
Het antwoord van de staalindustrie loog er niet om. Onder auspiciën van het International
Iron and Steel Institute (IISI – nu World Steel Association) werd een consortium gevormd
van 33 staalbedrijven van over de gehele wereld, dat samen met Porsche Engineering het
Ultra Light Steel Automotive Body (ULSAB) project opzette en uitvoerde. In een volledig
nieuw ontwerp van de kernconstructie (de zogenaamde body-in-white) van een middenklasse-auto
werd de materiaal- en toepassingskennis van de staalindustrie gecombineerd
met het ontwerptalent van Porsche. Het resultaat was 25 % lichter dan het uitgangspunt,
geheel uitgevoerd in staal en conform alle eisen van stijfheid, veiligheid en comfort. Bovendien
was de prijs nauwelijks hoger dan bij het conventionele ontwerp.
IJzer, meester der metalen?