In dieser Arbeit wird zunächst auf die physikalischen Eigenschaften des Rohstoffs Aluminium eingegangen, ehe eine Definition für Aluminiumschaum-Platten getroffen wird. In Folge dessen werden die verschiedenen Herstellungsverfahren von Aluminiumschaum und Aluminiumschaum-Platten erläutert. Anschließend werden die physikalischen Eigenschaften der Aluminiumschaum-Platten betrachtet. Abschließend beschäftigt sich er Autor mit theoretischen und konkreten Anwendungsbereichen des Werkstoffs.
Mit fortschreitender technischer Entwicklung stellen Konstrukteure immer höhere Anforderungen an Werkstoff und Konstruktion. Technische Konstruktionen müssen immer leichter werden, höhere Nutzlasten tragen und gleichzeitig umweltverträglich sein. Das Streben nach einer energie- und ressourcenschonenden Lebensweise lässt der Materialforschung eine gesteigerte Bedeutung zukommen. Neue Werkstoffe haben die Anforderung Multifunktionalität und Gewichtsersparnis miteinander zu vereinen.
Mit der Entwicklung von Aluminiumschäumen ist in den letzten Jahren eine Werkstoffgruppe entstanden, die aufgrund ihrer verschiedenen Eigenschaften genau diesen Anforderungen gerecht wird. Der Werkstoff verbindet eine hohe Multifunktionalität und liefert gleichzeitig einen großen Beitrag zum Stoffleichtbau. Durch seine poröse Struktur ist der Werkstoff in der Lage, Energie in Form von Schwingung oder kinetischer Energie durch teils große Deformationswege in Verformungsenergie umzuwandeln. Durch den Verbund mit Deckplatten erhält der Werkstoff eine hohe Steifigkeit, was ihn in Verbindung mit seinem geringen Gewicht interessant für zahlreiche Einsätze macht. Aluminiumschaum-Platten stehen zur industriellen Anwendung heute schon am Markt zur Verfügung. Eine breite industrielle Anwendung bleibt dem Werkstoff aber bis heute noch verwehrt.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 2. Physikalische Grundlagen Aluminium
- 3. Definition Aluminiumschaum
- 4. Herstellung Aluminiumschaum-Platten
- 4.1 Herstellung Aluminiumschaum
- 4.1.1 Schmelzmetallurgie
- 4.1.2 Pulvermetallurgie
- 4.2 Herstellung Aluminiumschaumplatten
- 4.1 Herstellung Aluminiumschaum
- 5. Physikalische Eigenschaften Aluminiumschaumplatten
- 6. Anwendungsbereiche
- 6.1 Theoretische Anwendungsbereiche
- 6.2 Konkrete Anwendungsbeispiele
- 6.2.1 Innovativer Einsatz im Schienenverkehr
- 6.2.2 Innovativer Einsatz im Bereich Werkzeugmaschinen
- 7. Fazit
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit untersucht Aluminiumschaum-Platten: ihre Herstellung, Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten. Ziel ist es, einen umfassenden Überblick über diesen Werkstoff zu geben, seine Vor- und Nachteile zu beleuchten und potenzielle Anwendungsbereiche aufzuzeigen.
- Physikalische Eigenschaften von Aluminium und Aluminiumschaum
- Herstellungsprozesse von Aluminiumschaum-Platten (Schmelz- und Pulvermetallurgie)
- Mechanische Eigenschaften und Steifigkeit von Aluminiumschaumplatten
- Theoretische und praktische Anwendungsbereiche
- Kostenfaktoren bei der Herstellung
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Die Einleitung führt in die Thematik der Aluminiumschaum-Platten ein. Sie betont die steigenden Anforderungen an Leichtbau, Nutzlast und Umweltverträglichkeit in technischen Konstruktionen und positioniert Aluminiumschaum als vielversprechenden Werkstoff, der diese Anforderungen durch seine Multifunktionalität und sein geringes Gewicht erfüllt. Die Arbeit skizziert den Aufbau und die Ziele der weiteren Kapitel.
2. Physikalische Grundlagen Aluminium: Dieses Kapitel beschreibt die physikalischen Grundlagen des Aluminiums als Rohstoff. Es werden seine Stellung im Periodensystem, seine charakteristischen metallischen Eigenschaften (Verformbarkeit, Leitfähigkeit, Reflexionsvermögen) und die zugrundeliegenden Bindungsmodelle erläutert. Die kubisch-flächenzentrierte Kristallstruktur wird erwähnt, ebenso die Notwendigkeit von Legierungen oder Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften.
4. Herstellung Aluminiumschaum-Platten: Dieses Kapitel befasst sich mit den verschiedenen Herstellungsverfahren von Aluminiumschaum und -platten. Es werden die Schmelzmetallurgie und die Pulvermetallurgie detailliert erklärt, wobei die einzelnen Prozessschritte und deren Unterschiede hervorgehoben werden. Die Kapitel erläutert die jeweiligen Vor- und Nachteile der Verfahren und die Einflüsse auf die Eigenschaften der Endprodukte.
5. Physikalische Eigenschaften Aluminiumschaumplatten: Dieses Kapitel beschreibt die physikalischen Eigenschaften der hergestellten Aluminiumschaum-Platten, fokussiert auf die durch die poröse Struktur bedingten Eigenschaften wie Steifigkeit, Dämpfung und Leichtbaupotenzial. Die Diskussion von Spannungs-Stauchungs-Diagrammen und den Einflussfaktoren der Herstellung auf die resultierenden Eigenschaften wird im Detail behandelt.
6. Anwendungsbereiche: Dieses Kapitel untersucht sowohl theoretische als auch konkrete Anwendungsbeispiele für Aluminiumschaum-Platten. Es werden verschiedene Bereiche, in denen der Werkstoff aufgrund seiner Eigenschaften Vorteile bietet, präsentiert und im Detail analysiert. Konkrete Beispiele aus dem Schienenverkehr und dem Bereich der Werkzeugmaschinen dienen zur Illustration.
Schlüsselwörter
Aluminiumschaum, Aluminiumschaum-Platten, Leichtbau, Schmelzmetallurgie, Pulvermetallurgie, mechanische Eigenschaften, Anwendungsbereiche, Schienenverkehr, Werkzeugmaschinen, Kosten, Multifunktionalität.
FAQ: Aluminiumschaum-Platten - Eine umfassende Übersicht
Was ist der Gegenstand dieser Arbeit?
Diese Arbeit bietet einen umfassenden Überblick über Aluminiumschaum-Platten, einschließlich ihrer Herstellung, Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten. Sie untersucht die Vor- und Nachteile dieses Werkstoffs und zeigt potenzielle Anwendungsbereiche auf.
Welche Themen werden behandelt?
Die Arbeit deckt folgende Themen ab: physikalische Eigenschaften von Aluminium und Aluminiumschaum, Herstellungsprozesse (Schmelz- und Pulvermetallurgie), mechanische Eigenschaften und Steifigkeit, theoretische und praktische Anwendungsbereiche sowie Kostenfaktoren bei der Herstellung.
Welche Herstellungsverfahren für Aluminiumschaum-Platten werden beschrieben?
Die Arbeit beschreibt detailliert die Schmelzmetallurgie und die Pulvermetallurgie als Herstellungsverfahren für Aluminiumschaum-Platten. Die einzelnen Prozessschritte und deren Unterschiede, sowie die Vor- und Nachteile der Verfahren und deren Einfluss auf die Eigenschaften der Endprodukte werden erläutert.
Welche physikalischen Eigenschaften von Aluminiumschaum-Platten werden untersucht?
Die Arbeit untersucht die physikalischen Eigenschaften der Aluminiumschaum-Platten, insbesondere die durch die poröse Struktur bedingten Eigenschaften wie Steifigkeit, Dämpfung und Leichtbaupotenzial. Der Einfluss der Herstellung auf die resultierenden Eigenschaften wird detailliert behandelt.
Welche Anwendungsbereiche von Aluminiumschaum-Platten werden vorgestellt?
Die Arbeit präsentiert sowohl theoretische als auch konkrete Anwendungsbeispiele für Aluminiumschaum-Platten. Konkrete Beispiele aus dem Schienenverkehr und dem Bereich der Werkzeugmaschinen illustrieren die Vorteile des Werkstoffs in verschiedenen Bereichen.
Welche Schlüsselwörter beschreiben den Inhalt der Arbeit?
Schlüsselwörter sind: Aluminiumschaum, Aluminiumschaum-Platten, Leichtbau, Schmelzmetallurgie, Pulvermetallurgie, mechanische Eigenschaften, Anwendungsbereiche, Schienenverkehr, Werkzeugmaschinen, Kosten, Multifunktionalität.
Welche Kapitel umfasst die Arbeit?
Die Arbeit gliedert sich in Kapitel zu Einleitung, physikalischen Grundlagen von Aluminium, Definition von Aluminiumschaum, Herstellung von Aluminiumschaum-Platten (inkl. Schmelz- und Pulvermetallurgie), physikalischen Eigenschaften von Aluminiumschaumplatten, Anwendungsbereichen und Fazit.
Was ist das Ziel der Arbeit?
Das Ziel der Arbeit ist es, einen umfassenden Überblick über Aluminiumschaum-Platten als Werkstoff zu geben, seine Vor- und Nachteile zu beleuchten und potenzielle Anwendungsbereiche aufzuzeigen.
- Quote paper
- Leo Siegle (Author), 2019, Herstellungsverfahren und physikalische Eigenschaften von Aluminiumschaum und Aluminiumschaum-Platten, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/511606
