Leichtbauwerkstoffe

Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM

Leichtbaulösungen und exzellente Energieabsorption mit hochporösen Materialien

Das Fraunhofer IFAM bietet verschiedene pulvermetallurgische und gießtechnische Verfahren zur Herstellung von hochporösen Materialien (»Metallschäumen«).

Je nach Anwendungsgebieten können offen- und geschlossenporige Metallschäume unterschiedlicher Werkstoffe (Aluminium, Zink, Blei, Stahl etc.) angeboten und zielgerichtet auf das Anforderungsprofil angepasst werden.

Neben der Herstellung dieser Werkstoffe werden auch die entsprechenden serientauglichen Fertigungstechnologien, sowie komplette Bauteile und Bauteilgruppen entwickelt. Insbesondere Verbundlösungen – bestehend aus Aluminiumschaum und konventionellen Blechen oder Profilen aus Stahl oder Aluminium – ermöglichen interessante Anwendungen für den Leichtbau.

Auch energieabsorbierende und schalldämpfende Strukturen im Fahrzeugbau, sowie dreidimensionale hochsteife Formteile bieten innovative Einsatzmöglichkeiten für Metallschäume.

Das Markenzeichen für Metallschäume: FOAMINAL®

Das bekannteste Verfahren zur Herstellung geschlossenzelliger Metallschäume ist das so genannte pulvermetallurgische IFAM-Verfahren. Hierbei werden handelsübliche Metallpulver mit geringen Mengen eines ebenfalls pulverförmigen Treibmittels vermischt und danach zu einem kompakten Formkörper verdichtet. Durch eine anschließende Erwärmung des Vormaterials expandiert der Werkstoff und entfaltet eine hochporöse, geschlossenzellige Struktur.

Der ursprünglich für Aluminium und seine Legierungen entwickelte Prozess ist inzwischen auf verschiedene andere Metalle (Zink, Blei, Bronze, Titan, Stahl etc.) übertragen worden.

Nach dem IFAM-Verfahren hergestellte Aluminiumschäume tragen die Markenbezeichnung FOAMINAL®. Bei einer Variante des IFAM-Verfahrens werden Metallschaumbauteile aus einer Vielzahl kleinvolumiger Metallschaumelemente hergestellt. Diese Schaumelemente können dem entsprechenden Anforderungsprofil des Bauteils angepasst werden (Form/Geometrie, Dichte, Legierung). Sie können entweder als lose Schüttung (keine Bindung), vorverdichtet (mechanische Verklammerung) oder auch stoffschlüssig (verklebt, versintert, verlötet) eingesetzt werden. Diese Verfahrensvariante wird als »Advanced Pore Morphology (APM)« -Technologie bezeichnet.

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