Entwicklung neuer Werkstoffe – gemeinsames Forschungsprojekt

Die neuen Alleskönner – Metallische Schäume sind Zukunfts-Werkstoffe

Schon seit einigen Jahren inspirieren Metallschäume unterschiedlichsten Bereiche der Technik – doch der große Erfolg blieb den Werkstoffen bislang verwehrt. Grund dafür sind die hohen Produktionskosten. Doch das soll sich jetzt ändern: Ein neues Forschungscluster wird ab März 2017 an der Entwicklung dieser Werkstoffe und ihrer Fertigung arbeiten. In einem Zentrum für angewandte Forschung (ZAFH) werden die Hochschulen Karlsruhe, Pforzheim und Reutlingen zusammen mit dem Karlsruher Institut für Technologie, dem NMI – dem Naturwissenschaftlichen und Medizinischen Institut an der Universität Tübingen sowie dem Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie in Pfinztal in den kommenden drei Jahren ihre Kompetenzen bündeln und gemeinsam forschen. Für das Forschungsvorhaben „Innovative Schaumstrukturen für effizienten Leichtbau“ übergab Wissenschaftsministerin Theresia Bauer am Donnerstag, 2. März 2017, an der Hochschule Pforzheim den Förderbescheid über knapp 1,5 Millionen Euro an die Wissenschaftler.

Leicht, aber zugleich robust und stabil
Immer größer, immer leistungsfähiger, immer wirtschaftlicher, dieser enorme Fortschritt wäre ohne die technischen Errungenschaften nicht denkbar. Aber er wirft auch Fragen auf: Wie leben wir morgen? Wie entwickeln sich Wirtschaft und Lebensqualität? Und was macht das Klima? Viele Fragen, die ein Thema berühren: den Umgang mit Rohstoffen und Energie. Einen wichtigen Beitrag um den Problemen von Rohstoffknappheit und Umweltbelastungen wirksam begegnen zu können, leistet hierbei der Leichtbau. Als Effizienztechnologie gewinnt er seit Jahren einen immer höheren Stellenwert. Über alle Branchen hinweg wird nach Materialien gesucht, die das Gewicht reduzieren. Metallschäume, insbesondere offenporige Metallschäume eignen sich durch die Kombination des Basismaterials in Verbindung mit ihrer Struktur für eine Vielzahl von Anwendungsgebieten.

Metallschäume und ihr Potenzial
Neben den klassischen Leichtbau- und Faserverbundwerkstoffen gelten die sogenannten Hybridwerkstoffe als innovatives Zukunftswerkzeug. In ihnen werden verschiedene Stoffe zu einem Werkstoff kombiniert. In diesem Bestreben, Werkstoffe mit verbesserten Eigenschaften zu entwickeln, hat man sich zunehmend mit einer neuen Werkstoffgruppe befasst, den sogenannten „offenporigen Metallschäumen“. Sie sind eine junge Werkstoffgruppe, die noch viel Potenzial in sich trägt. Bei ihrer Entwicklung achtet man darauf, dass bestimmte physikalische Eigenschaften beachtet werden. An erster Stelle steht die stark verringerte Dichte – die Gefügestruktur. Sie kommen auf Grund ihrer offenporigen Struktur in vielfachen Anwendungen in den Schlüsselbranchen Maschinenbau, Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt sowie bei der Sicherheitstechnik zum Einsatz. Durch die Kombination mit anderen Stoffen können maßgeschneiderte Materialien entwickelt werden, deren Eigenschaften und Verhalten ganz gezielt auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt werden kann. Das Potenzial dieser neuen Werkstoffe ist groß, doch bisher befindet sich ihre Entwicklung noch im Anfangsstadium und eine industrielle Fertigung ist noch nicht etabliert. Gefördert durch das Land Baden-Württemberg und Strukturfondsmittel der Europäischen Union (EFRE) werden die Wissenschaftler sich diesen Fragen intensiv widmen.

PRESSESTIMMEN
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Forschungsprojekt InSeL
In Baden-Württemberg bietet der Leichtbau insbesondere auch für kleinere und mittlere Unternehmen sehr gute Marktchancen, denn hier verfügen Forschungseinrichtungen und Unternehmen über eine herausragend breite und gleichzeitig tiefe Expertise im Bereich der Forschung, Entwicklung und Anwendung.

Marktpotenziale und Fertigungsmöglichkeiten der neuen Werkstoffe entwickeln die Wissenschaftler in dem neuen Forschungsprojekt zusammen mit der Indutherm Erwärmungsanlagen GmbH aus Walzbachtal, der Tinnit GmbH und der BTE GmbH aus Karlsruhe, der Mayser GmbH in Lindenberg und der cirp GmbH aus Heimsheim. Der stetige Austausch zwischen Theorie und Praxis wird in dem Projekt „Innovative Schaumstrukturen für effizienten Leichtbau“ (InSeL) auch durch die Landesagentur Leichtbau – BW sowie die Industrie- und Handelskammern Nordschwarzwald und Karlsruhe begleitet. Die ZAFH-Forschungsinitiative „InSeL“ positioniert sich damit gesamtheitlich als eine neue Plattform für innovative Leichtbaukonzepte, die sowohl für Forschungseinrichtungen als auch für interessierte Unternehmen offen ist und nach der Förderung dann auch „auf eigenen Beinen“ stehen möchte.