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Kurzfassung

Verfahren zur Erzeugung von faserverstärktem Metallschaum, insb. Aluminiumschaum

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Hintergrund

Bei der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur Erzeugung von faserverstärktem Aluminiumschaum. Durch die Fasern entsteht ein Compositmaterial, dass die positiven Eigenschaften des Aluminiumschaums aufweist und die Nachteile der inhomogenen Porenverteilung verringert. Zusätzlich können die Fasern die mechanischen Eigenschaften steigern. Mit entsprechenden Verstärkungsfasern kann auch das Energieabsorptionsvermögen gesteigert werden, ohne die Dichte zu erhöhen.

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Bilder & Videos

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Lösung

Beim Mischvorgang der elementaren Metallpulver und dem Treibmittel, werden die gereinigten Verstärkungsfasern beigemengt. Anschließend wird ein Grünling durch biaxiales Heißpressen hergestellt. Durch eine gezielte Wärmebehandlung im Ofen und der damit verbundenen Abspaltung des Wasserstoffs vom Treibmittel expandiert die Probe. Die Verstärkungsfasern verteilen sich stochastisch in der Schaumstruktur. Wird eine Zelle durch eine lokale Krafteinleitung belastet, können die Verstärkungsfasern aufgrund der hohen spezifischen Festigkeit die Last auf benachbarte Zellen übertragen. Der Werkstoffverbund kann dadurch höher belastet werden, als es bei einem unverstärktem Aluminiumschaum möglich ist, so dass das Bauteilgewicht weiter reduziert werden kann. Außerhalb des linear-elastischen Bereichs wirken die Verstärkungselemente rissstoppend, so das mehr Energie bei plastischer Verformung abgebaut werden kann.

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Vorteile

Vorteile gegenüber unverstärktem Metallschaum: - höhere Steifigkeit bei gleicher Dichte, - Steigerung der Festigkeit, - Homogenere Beanspruchung des Bauteils bei lokaler Krafteinleitung

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Anwendungsbereiche

- Crashrelevante Strukturen im Fahrzeugbau, - Strukturen mit einer hohen Anforderung an Bauteilsteifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht (ggü. Monomaterial)