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21. Februar 2002
Metallschaum - Material mit Zukunft
(he) Metall ist hart
und Schaum ist weich. Eigentlich, so sollte man meinen, können diese
beiden so unterschiedlichen Werkstoffe kaum miteinander und einen Hut
gebracht werden. Weit gefehlt, wie aktuelle Entwicklungen an der
Technischen Universität Berlin zeigen.
Mit der Erforschung von Materialien beschäftigt sich das
Fachgebiet Struktur und Eigenschaften von Materialien am Institut für
Werkstoffwissenschaften und -technologien der TU
Berlin. Ein Spezialforschungsgebiet sind sogenannte Metallschäume.
Diese innovativen Metallschäume sind meist auf Aluminium basierende
Materialien, die zu 85 Prozent aus Luft und zu nur 15 Prozent aus Metall
bestehen. Sie sind konventionellen Kunststoffschäumen äußerlich sehr ähnlich,
haben aber vielfach höhere Festigkeiten und auch andere Eigenschaften,
die für einen metallischen Werkstoff typisch sind.
Metallschäume sind poröse Stoffe, die in ihrer Struktur
menschlichen Knochen ähnlich sehen. Sie können Stöße, Schall,
Explosionen, Druckwellen und Schwingungen sehr gut abpuffern und die darin
steckenden Energien wirksam absorbieren, weil die auftreffenden Kräfte in
der Metallstruktur in viele kleine Teilkräfte zerlegt und verteilt
werden. Die Struktur wirkt quasi als Ganzes, auch wenn nur ein kleiner
Teilabschnitt belastet wird.
Offenporige Metallschäume können das Gewicht um bis zu
90 % reduzieren und besitzen ein neuartiges Eigenschaftsprofil. Die
offenporigen Metallschäume sind durchströmbar und eignen sich daher auch
für Fluid- und Verfahrenstechniken, etwa in Wärmeaustauschern,
Abscheidern, Filtern und Brennern.
Auch im Fahrzeugbau ergeben sich vielversprechende
Einsatzmöglichkeiten, da Metallschäume zu Leichtbauelementen geringen
Gewichts aber hoher Steifigkeit verarbeitet werden können. Metallschäume
sind darüber hinaus auch in der Lage bei einem Crash eine große Menge
von Aufprallenergie aufzunehmen und haben außerdem ein günstiges Dämpfungs-
und Dämmungsverhalten.
Bei der Forschung nach neuen Einsatzmöglichkeiten
kooperiert auch die Abteilung "Werkstoffe" am Hahn-Meitner-Institut
und die Europäische Raumfahrtagentur ESA
mit der TU Berlin. Im Rahmen eines Experiments unter Schwerelosigkeit
erhofft man sich wertvolle Hinweise darüber, wie die Rezepturen verändert
werden müssen, um den Schaum zu verbessern.
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