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Projektergebnisse

Ein Schwerpunkt der Netzwerkarbeit besteht in der Initiierung und Durchführung von FuE-Vorhaben mit folgenden Zielstellungen:

· Weiterentwicklung der zellularen Werkstoffe,

· Überführung der zellularen Werkstoffe in bestehende und neue Anwendungen.

An dieser Stelle werden ausgewählte Ergebnisse präsentiert, die in der Regel auch bereits publiziert wurden.

Bewehrter Aluminiumschaum

 

Im Rahmen eines erfolgreich abgeschlossenen FuE-Verbundvorhabens, welches von der Sächsischen Aufbaubank in Deutschland aus Mitteln der Europäischen Union und des Bundeslands Sachsens unter den Projektnummern 12422-12425/2026 gefördert wurde, entwickelten die Projektpartner ein Aluminiumschaum-Element, welches durch Metallgewebe in den Randbereichen verstärkt ist.

Durch den gewählten Aufbau konnten im Gegensatz zu den herkömmlichen Sandwiches mit Aluminiumschaumkern und Stahldeckblechen deutliche Gewichtsvorteile erzielt werden. Anwendbar sind diese Halbzeuge ähnlich dem bewehrten Beton besonders für zug- und biegebelastete Konstruktionselemente.

Im Vorhaben wurde eine Demonstrator gefertigt. Dabei handelt es sich um eine Balkon-Plattform, die aus drei gewebeverstärkten Aluminiumschaumplatten aufgebaut ist. Die Gesamtfläche der Plattform beträgt 3,0 m x 1,5 m und entspricht damit praxisrelevanten Balkon-Abmessungen. Um eine hohe Witterungsbeständigkeit und gute Begehbarkeit zu erreichen, wurden die Platten vor der Montage mit einer mineralischen Oberflächenbeschichtung versehen.

Demonstrator Balkon-Plattform

Platten aus Aluminiumschaum mit Stangen-Stahlgewebe in den Randbereichen und mineralischer Oberflächenbeschichtung

[SMK Ingenieure GmbH & Co. KG, Drahtweberei Pausa GmbH, Sächsisches Textilforschungsinstitut  e. V., Fraunhofer IWU, Stahlbau Seerhausen GmbH]

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Multifunktionale Leichtbauelemente aus zellularen Werkstoffen für innovatives Bauen

Die zellularen Metalle vereinen zahlreiche interessante Eigenschaften in sich, die so von anderen Werkstoffgruppen nicht bekannt sind. Sie besitzen aufgrund ihrer zellularen Strukturen sehr geringe Dichten. Trotzdem sind die Strukturen selbsttragend und können im Verbund mit hochfesten Werkstoffen große Lasten aufnehmen. Aus dem zellularen Aufbau resultieren Eigenschaften, die sich zwischen denen von Metallen und Keramiken einreihen.

Aufgrund dieses ausgefallenen Eigenschaftsportfolios fanden metallische Schäume, Faser- und Hohlkugelstrukturen schon in zahlreichen Bereichen in Form von Prototypen und Serienbauteilen Verwendung. Im Manuskript werden Herstellung, Eigenschaften und Anwendungspotenzial kurz beschrieben.

Im Bauwesen beschränkt sich die Verwendung der zellularen Werkstoffe auf Designelemente und tragende Elemente. Letzteres nur mit prototypischem Charakter. Gerade für Gebäudeaufstockungen und Sanierungen scheinen selbsttragende, leichte Halbzeuge aus zellularen Metallen Potenzial zu besitzen. Mit der Integration zusätzlicher Funktionen erfahren die Halbzeuge eine deutliche Aufwertung. Allerdings müssen die neuen Werkstoffe vor ihrer Einführung in das Bauwesen Zulassungsverfahren erfolgreich durchlaufen. Mit der Zulassung sind umfangreiche Werkstoffprüfungen und Berechnungen verknüpft.

In einem Verbundvorhaben (13496-13501/2303), welches von der Sächsischen Aufbaubank und der Investitionsbank Sachsen-Anhalt in Deutschland aus Mitteln der Europäischen Union und der Bundesländer gefördert wurden, gingen Netzwerkpartner (SMK Ingenieure GmbH & Co. KG, Fraunhofer IFAM, Fraunhofer IWU) mit anderen Unternehmen den aufgeworfenen Fragestellungen nach und erbrachten anhand eines Demonstrators den Nachweis, dass zellulare Halbzeuge in gleicher Weise wie konventionelle Baustoffe genutzt werden können. Aufgrund der  Eigenschaftskombination eröffnen leichte und multifunktionale Baustoffe mit zellularen Metallen neue Wege für das Bauwesen.

Schaumkern mit Rohrsystem

für Sandwiches für den Brandschutz
[Fraunhofer IWU]

Letzte Änderung: 19.06.2017