Ny træ-metal-hybrid til letvægtskonstruktion

Træskum og metalsvamp – kan de kombineres? Det var spørgsmålet, som eksperter ved Fraunhofer Institute for Wood Research, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI dykkede ned i et projekt med titlen "HoMe Foam" – hvor HoMe er et tysk akronym for træ-metal – sammen med forskere fra Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU og Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology og Avancerede materialer IFAM. Som resultat, de kontrasterende materialer mødes i perfekt harmoni. Den innovative nye materialeblanding kan prale af fremragende isolerende egenskaber og har en lav bøjningsstyrke.

I dag, bæredygtighed er et nøgleaspekt ved udvikling af nye materialer, hvor hovedfokus er på at sikre, at de anvendte inputmaterialer kommer fra vedvarende kilder, og at produktet er genanvendeligt ved slutningen af ​​dets levetid. Forskere ved Fraunhofer Institute for Wood Research, WKI udvikler træskum udelukkende af træ. Træets naturlige klæbeegenskaber gør syntetiske klæbemidler overflødige. Fra et økologisk synspunkt, dette gør træskum ideel til en lang række anvendelser, som kernemateriale til letvægtskonstruktioner og sandwichpaneler, som emballagemateriale, eller til termisk isolering eller lydisolering.

For at udvide anvendelsesområdet for træskum, en gruppe forskere fra Fraunhofer Institute ledet af Dr. Frauke Bunzel fra Fraunhofer WKI udviklede en træ-metalskumhybrid, der forener egenskaberne af både træskum og metalsvamp. I løbet af projektet, de udarbejdede principperne for fremstilling af kompositten og bestemte dets oprindelige nøgleegenskaber, gør det muligt at klassificere det i forhold til andre materialer. I opfølgende projekter, forskere vil skræddersy komposittens egenskaber til udvalgte applikationer. "Forstærkning af træskummet med et metalskelet, for eksempel, kan forbedre dens karakteristisk lave bøjningsstyrke væsentligt." I tilfælde af HoMe-skum, hybridens bøjningsstyrke er endnu større end dens to komponenters. "Det gør det til et ideelt kernemateriale til sandwichpaneler eller som et selvbærende letvægts halvfærdigt materiale, " forklarer Dr. Bunzel. En anden fordel er, at i modsætning til træskum, metalsvamp kan lede elektricitet. De fremragende egenskaber ved træskum er dets høje niveauer af lydabsorption og lave varmeledningsevne, gør det til et fremragende isoleringsmateriale. Kombinationen af ​​metalsvamp og træskum skaber et letvægts hybridmateriale med en højere funktionalitet, en, der kan bruges til komponenter, der giver forstærkning og absorberer lyd. Materialet er således velegnet til brug i bilindustrien, for eksempel, som forstærkende akustikmåtter i motorrum eller som gulvplader. Andre anvendelser er også tænkelige.

Hvordan får man træskummet ind i metalsvampen?

Bare det at putte træ- og metalskummet i en skål og blande dem gør ikke tricket, grunden er, at Fraunhofer IWU-forskerne ikke opskummer metalsvampen, men fremstille det i en støbeproces. Resultatet er en svampelignende, åbencellet metalstruktur med mange bittesmå hulrum. På nuværende tidspunkt denne metalsvamp er fremstillet i plader, der måler 250 mm x 250 mm x 30 mm. Træskummet, som har en fast konsistens svarende til piskede æggehvider, skal derefter indsættes i metalsvamppladen.

Oprindeligt, holdet forsøgte at bruge tryk til at tvinge træskummet ind i metalsvamppladen, men træfibrene klistrede til overfladen, infiltrerer kun hulrummene i kanten af ​​svampen. Løsningen var en tappeteknik, hvilket gjorde det muligt for forskerne at fylde hele metalsvampen med træskum.

Arbejdsgruppen ser i øjeblikket på måder at strømline proceskæden til fremstilling af træskummet og for at forenkle og accelerere processen for indføring af træskummet i metalsvampen. Målet er snart at få HoMe-skum i produktion i industriel skala.