Netzwerk Zellulare Metallische Werkstoffe

Unternehmen im Verbund

Offenzellige metallische Feingussstrukturen, auch offenzellige Metallschäume genannt, werden durch ein modifiziertes Feingussverfahren hergestellt. Damit ist nicht nur die Herstellung der Struktur, sondern auch die stoffschlüssige Anbindung der Struktur an massive Bauteile möglich. Offenzellige Metallschäume zeichnen sich durch eine geringe Dichte aus und eignen sich aufgrund ihrer Permeabilität für Gase und Flüssigkeiten im Besonderen für den Einsatz als Wärmetauscher, Katalysator und Filter.

Metallische Hohlkugeln lassen sich durch die Beschichtung von Styroporkugeln mit einer Metallpulver-Binder-Suspension herstellen. Durch Formgebung und Wärmebehandlung werden daraus rein metallische Hohlkugel- oder Polyederstrukturen erzeugt. Das Porenvolumen ist zwischen 50 und 95 % einstellbar.

Potenzielle Anwendungen sind beispielsweise Leichtbaustrukturen sowie die Crash- und Schallabsorption.

Mittels Tiegel-Schmelzextraktion werden am Institut Metallfasern aus fast beliebigen metallischen Werkstoffen kostengünstig aus der Schmelze erzeugt. Durch Versintern entstehen daraus offenzellige Strukturen.

Potenzielle Anwendungen sind zum Beispiel Hochtemperaturfilter, Katalysatorenträger, Dieselrußfilter und Regeneratoren.

Geschlossenzellige Metallschäume können nach zwei Verfahrensrouten hergestellt werden, dem schmelzmetallurgischen und dem pulvermetallurgischen Prozess. Das zuletzt genannte Verfahren wird für die Herstellung von Sandwiches mit Metallschaumkern und Stahl-  (SAS) bzw. Al-Deckblechen (AFS) oder von 3D-Schaumteilen bevorzugt.

Aluminiumschäume dominieren den Markt. In diesem Fall dienen ein Al-Pulver und ein gasabspaltendes Pulver wie TiH2 als Ausgangsstoffe für den Metallschaum. Beide Pulver werden vermischt und zu einem schäumbaren Halbzeug kompaktiert.

Mit dem Halbzeug werden Schäumformen bzw. auszuschäumende Bauteile bestückt und in einem Wärmebehandlungsprozess aufgeschäumt. Die erreichbaren Metallschaumdichten liegen für dieses Verfahren oberhalb 0,4 g/cm3.

Der Schaum ist selbstragend, absorbiert sehr gut mechanisch Energie und elektromagnetische Strahlung und wirkt schalldämmend.

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Letzte Änderung: 28.09.2018

Forscher der Fraunhofer-Institute IWU und IFAM haben einen neuen Verbundwerkstoff entwickelt, den sie HoverLIGHT nennen. HoverLIGHT steht für schwebend leicht und ist eine Materialentwicklung aus Aluminiumschaum und partikelgefüllten Metallhohlkugeln. In beiden Werkstoffe wirken unterschiedliche Dämpfungsmechanismen, die im Verbund zusammengeführt werden und eine effektive Schwingungsdämpfung in Werkzeugmaschinen-Baugruppen, Schienenfahrzeugen und Automobilen versprechen.

Beide Institute ermitteln derzeit in einem Forschungsprojekt systematisch die Eigenschaften des neuen Materials, erbringen den Nachweis der hohen Dämpfung und erarbeiten eine Technologie zur Herstellung großflächiger HoverLIGHT-Halbzeuge. An einem praxisrelevanten Demonstrator werden die Ergebnisse validiert.

Die Zeidler-Forschungs-Stiftung ermöglicht mit einer Teilfinanzierung die Durchführung des Forschungsvorhabens.

Weiterführende Informationen zum Verbundwerkstoffe HoverLIGHT und zum Forschungsprojekt finden Sie im Flyer HoverLIGHT (PDF, 3 MB)!

 

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