Fostabericht P 281.1 - Industrielle Nutzung von Stahlblechverbundwerkstoffen mit geschäumten AluminiumFostabericht P 281.1 - Industrielle Nutzung von Stahlblechverbundwerkstoffen mit geschäumten Aluminium

P 281.1: Industrielle Nutzung von Stahlblechverbundwerkstoffen mit geschäumtem Aluminium Projekt 1: Sandwichkonstruktionen aus Stahlblech mit geschäumtem Aluminium

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ISBN: 3-930621-65-7 Artikelnummer: f660ac557f1f Kategorien: ,

Beschreibung

Zielrichtung dieses Projektes ist die Entwicklung, Herstellung und Charakterisierung eines neuen Sandwich-Verbundwerkstoffes auf der Basis Stahldeckblech-Aluminiumschaum-
Stahldeckblech. Ein solcher Sandwichverbund stellt eine innovative Bauweise für den Leichtbau auf der Basis einer Kombination rein metallischer Komponenten dar. Er verbindet die geringe Dichte und die funktionell nutzbaren Eigenschaften der Schaumkernlage wie Energieabsorptionsvermögen und verringerte Wärmeleitfähigkeit mit den guten Festigkeitseigenschaften, der Oberflächenqualität und den exzellenten elastischen Eigenschaften von Stahl. Der biegesteife Sandwichverbund bietet sich in erster Linie für Leichtbauanwendungen an, bei denen eine Kombination von funktionell und strukturell relevanten Eigenschaften gefragt ist, da hier der größte Nutzen synergistisch aus den Vorteilen der Einzelkomponenten gezogen werden kann. Eine Sandwichstruktur aus einer Aluminiumschaumkernlage und Stahldeckblechen läßt sich prinzipiell durch verschiedene Verfahren erstellen. Der Schwerpunkt in diesem Projekt ist das Walzplattieren eines auf pulvermetallurgischem Wege erzeugten, schäumbaren Aluminiumhalbzeuges mit Stahldeckblechen zu einem Verbundblech, das danach zu einem leichten Sandwich aufgeschäumt werden kann.
Im Rahmen des Projektes wurden Aktivitäten im Hinblick auf die Entwicklung und Optimierung des Plattierprozesses sowie des Schäumprozesses bei der Sandwichherstellung unternommen. Untersuchungen zu alternativen Herstellungsverfahren sowie Versuche zu einer Charakterisierung der Porenstruktur im Aluminiumschaum und der Grenzschicht zwischen Aluminiumkern und Stahldeckblechen ergänzen die Prozeßparameterstudien. Die Eigenschaften des neuartigen Werkstoffes Aluminiumschaumsandwich mit Stahldeckblechen können mit normgemäßen und neu entwickelten Verfahren charakterisiert werden. Grundlegende Kennwerte für die Schaumkernlage ergeben sich aus dem Druckversuch und dem Schubversuch. Der Biegeversuch charakterisiert den Sandwichverbund unter einer realitätsnahen Belastung, während der Schälversuch Aussagen zur Haftung der Komponenten liefert. Technologische Prüfungen wie Beulversuche und Korrosionstests geben Aufschluß über weitere Einsatzeigenschaften. Erste positive Resultate hinsichtlich der Umformbarkeit des ungeschäumten Verbundbleches und der Schweißbarkeit des Sandwiches liegen ebenso vor wie Erkenntnisse zu funktional nutzbaren Eigenschaften der Aluminiumschaumkernlage.
Im Hinblick auf einen möglichen Einsatz sind Überlegungen zur Berechnung und Konstruktion von Sandwichbauteilen durchgeführt worden, die den besonderen Eigenschaften des Werkstoffes Rechnung tragen.
STUDIENGESELLSCHAFT STAHLANWENDUNG e.V.

Veröffentlichung:
1997

Autoren:
Dipl.-Phys. J. Baumeister, Univ. Prof. Dr.-lng. W. Bleck, Dipl.-Ing. H. von Hagen, Dipl.-Ing. D. Nicklas, Dipl.-Ing. M. Paschen, Univ. Prof. Dr.-lng. G. Sedlacek, Dr.-lng. M. Weber