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Aluminiumschaum: Typen, Herstellung, Eigenschaften, Anwendungen

Aluminiumschaum (das poröse Metall, basiert auf Aluminium und seinen Legierungen) ist seit mehr als einem halben Jahrhundert bekannt, hat aber immer noch eine relativ geringe Verbreitung und Anwendung. Der wesentliche Grund dafür war die niedrige Reproduzierbarkeit der Struktur und der Material – Eigenschaften bei der Herstellung von Aluminiumschäumen. Die Entwicklung der Aluminiumschaumtechnologie hat es ermöglicht, einige dieser Schwierigkeiten zu bewältigen. Es wurden verschiedene Verfahren zur Herstellung von Metallschäumen entwickelt und untersucht.

Ursprünglich waren die Erfinder solcher Materialien von natürlichen porösen Materialien wie Holz, Knochen, Korallen, Bimsstein und einigen anderen porösen Mineralien inspiriert. Das gemeinsame Merkmal dieser Materialien ist die Kombination der hohen Festigkeit, dem geringen spezifischen Gewicht und der guten Energieabsorption. Heutzutage können Hersteller von Aluminiumschäumen Metalle mit ähnlichen Eigenschaften relativ einfach produzieren. Der Anwendungsbereich von Aluminiumschäumen ist derzeit viel breiter geworden und hat Dutzende verschiedener Anwendungen.

Typen von Aluminiumschäumen

Poröse Metalle haben je nach Herstellungstechnologie offene oder geschlossene Poren. Im erstgenannten Fall werden solche Materialien zelluläre Metalle genannt, im zweiten Fall spricht man von Metallschaum. Im Rahmen jeder dieser Gruppen gibt es Variationen, welche letztendlich eine breite Klasse von Aluminiumschäumen mit unterschiedlichen Eigenschaften ergeben.

Herstellung von Aluminiumschaum

Es gibt verschiedene Verfahren zur Herstellung von Aluminium Schäumen.

Im einen Fall wird aus dem geschmolzenen Metall auf unterschiedliche Art und Weise der Metallschaum gewonnen. Beim Abkühlen und Verhärten des Aluminiums stabilisiert sich der Metallschaum. Zur Schaumbildung werden Gasströme oder Treibmitteln verwendet. Treibmittel zerfällt unter bestimmten Bedingungen und ergibt Gasemissionen. Damit der Schaum vor dem Aushärten nicht zerfällt, werden manchmal spezielle Zusätze verwendet, welche die Gasblasen stabilisieren. Mit diesem Verfahren können Aluminium Schaum Platten, Produkte mit einfachen Formen sowie Aluminiumschaum-Sandwiches erhalten werden. Solche Erzeugnisse haben den Metallschaum als Kernstück, das auf beiden Seiten mit Schicht aus Vollaluminium bedeckt ist.

Eine andere Methode ist der Guss mit einem Füllstoff. Als Füllstoff können z.B. Salzkörner fungieren, welche dann aus der Aluminiummatrix ausgewaschen werden, an Stelle der Salzpartikeln treten die Poren auf. Als Füllmasse wird auch der Polyurethanschaum mit temperaturbeständiger Beschichtung benutzt, der während der Wärmebehandlung ausbrennt.

Bei noch einem Herstellungsverfahren vom Aluminiumschaum werden hohle Keramik- oder Metallkugeln gebraucht, welche in die Metallmatrix eingeführt werden.

Beim Spritzgiessen können Polymergranulate zur Erzeugung von Poren verwendet werden. Aufgrund der sehr kurzen Prozesszeit zersetzen sich diese Granulate nicht unter dem Einfluss von hoher Temperatur. Sie verbleiben entweder als Füllstoff in der Metallmatrix oder werden durch längere Wärmebehandlung entfernt. Im letzteren Fall wird ein offenporiger Aluminiumschaum erhalten.

Die Produktion von Metallschäumen hat noch eine Richtung – die Pulvermetallurgie. Hier wird zunächst eine Mischung aus Aluminiumpulver mit speziellen Zusätzen hergestellt. Beim Erhitzen einer solchen Mischung kommt es zu Schaum- und Sintervorgängen, die nach dem Abkühlen weitere Arten von Aluminiumschaum ergeben.

Der modernste Weg um poröse Metalle zu erhalten ist die additive Technology. Mit der additiven Fertigung kann die Form und die 3D-Struktur des Bauteils sehr genau gesteuert werden. Dieses Verfahren bleibt jedoch immer noch sehr kostenintensiv und ist nur auf eine begrenzte Anzahl von Metallen anwendbar.

Eigenschaften und Anwendungen

Geschlossenporiger Aluminiumschaum hat eine Porosität von 80 bis 98%. Dabei übertrifft seine Festigkeit bedeutend die Festigkeit eines Vollmetalls mit dem gleichen Gewicht. Die Verwendung solchen Materialien hat ein grosses Potenzial vor allem für die Transportmittel der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und Schiffbau. Die Gewichtsreduktion führt zur Kraftstoffeinsparungen oder ermöglicht es, das Gewicht des zu transportierenden Ladegutes zu erhöhen.

Die poröse Struktur des Aluminiumschaums absorbiert die Stossenergie. Diese Eigenschaft kann beim Transport zum Schutz vor Kollisionen, als Panzerung und Explosionsschutz verwendet werden. Metallschaum dämpft gut den Schall. Deswegen können Aluminiumschaumplatten als Schallabsorptionswände entlang von Strassen und Eisenbahnen verwendet werden. Die Schalldämmung von Kinos und Konzertsälen kann ebenfalls wirksam sein. Aluminiumschaum wird aufgrund seines geringen Gewichts und seiner schönen Oberfläche für die Gestaltung von Innenräumen und Fassaden eingesetzt.

Offenporiger Aluminiumschaum ist für Gase und Flüssigkeiten durchlässig, hat niedriges Gewicht und hohe Festigkeit der Struktur. Durchlässigkeit erweitert den Einsatz von Aluminiumschaum erheblich. Solche Materialien werden verwendet, um Gase und Flüssigkeiten zu filtrieren, das Geräusch pneumatischer Geräte zu reduzieren, als Formwerkzeuge für die Herstellung von EPP/EPS Produkten, für Vakuumtische, für unterschiedliche Wärmetauscher usw.

Poröses Aluminium ist ein Typ des offenporigen Aluminiumschaums. Auf unserer Website finden Sie weitere Informationen über unsere Technologie, Eigenschaften und Anwendungen aus porösem Aluminium. Mehr Info zu porösem Aluminium finden Sie unter folgendem Link: https://www.exxentis.com/aluminiumschaum-herstellung-anwendung/

Pneumatik- (Druckluft-) Schalldämpfer aus porösem Aluminium

Die Besonderheit und der Vorteil von porösem Aluminium besteht darin, dass es nicht durch sintern einzelner Partikel (Körner) produziert wird, die unter Einwirkung von Vibrationen oder Stößen lösen können, sondern gegossen wird. Das heisst, die gesamte poröse Struktur ist ein einzelnes Gussteil und separate Partikel (Körner) sind darin nicht vorhanden. Daher ist das poröse gegossene Aluminium aussergewöhnlich widerstandsfähig gegen Vibrationen und Stossbelastungen.

 

Der Vorteil von porösem Aluminium besteht darin, dass es möglich ist, Schalldämpfer in nahezu jeder Form und mit beliebigen Abmessung nach Ihren individuellen Anforderungen herzustellen. Es ist auch möglich den Schalldämpfer aus porösem Aluminium und das Gewinde aus Vollaluminium in einem Stück zu Giessen, dies vereinfacht die ganze Konstruktion und steigert die Beständigkeit.

 

  1. Anspruchsvolle pneumatische Schalldämpfe

Pneumatische Schalldämpfer mit den komplexesten Formen können durch Fräsen und Drehen von porösem Aluminium erhalten werden. Es gibt auch die Möglichkeit, Teile aus Vollaluminium und porösem Aluminium in einem Guss herzustellen, so werden Sie für jede Aufgabe der Geräuschminderung pneumatischer Geräte bei uns eine Lösung finden. Wir fertigen massgeschneiderte Schalldämpfer nach Ihre Zeichnungen als Prototype, Einzelteile und Kleinserien bis hin zu Grossserien.

 

  1. Pneumatik Schalldämpfer mit Aussengewinde

Der pneumatische Gewindeschalldämpfer ist der am häufigsten verwendete Schalldämpfertyp. Die Herstellungstechnologie von porösem Aluminium ermöglicht es Schalldämpfer in einem Guss zu fertigen, damit das Gewindeteil aus Vollaluminium nahtlos in einen porösen schalldämmenden Bereich umwandelt. Die Form und die Grösse des Schalldämpfers können sehr einfach an Ihre Bedürfnisse angepasst werden, somit erhalten Sie die optimale Lösung für Ihre Aufgabe.

 

  1. Schalldämpfer mit Innengewinde

In manchen Fällen ist ein pneumatischer Schalldämpfer mit Innengewinde die beste Lösung. Poröses Aluminium ermöglicht einwandfrei die Realisierung solcher Schalldämpfer. In diesem Fall kann das Gewinde aus Vollaluminium oder aus porösem Aluminium hergestellt werden.

 

  1. Zylindrische Schalldämpfer

Zylindrische Schalldämpfer aus porösem Aluminium sind dort besonders wirksam, wo ein grosser Volumenstrom von Druckluft, Gas oder Dampf vorhanden ist. Zylinder können in Durchmesser bis zu 150 mm, Länge bis zu 600 mm und mit unterschiedlichen Wandstärken hergestellt werden. Solche Abmessungen ergeben eine erhebliche Arbeitsfläche des Schalldämpfers und gewehrleisten damit sehr leisen Ausstoss grosser Luft- oder Dampfmengen.

 

  1. Hochleistungs pneumatische Schalldämpfer

Aus porösem Aluminium können Druckluftschalldämpfer hergestellt werden, welche bei einer Druckdifferenz bis zu 25 bar betrieben werden können. Bei Hochdruckschalldämpfer sind grosse Wandstärken und eine besondere Konstruktion vorteilhaft.

 

6. Flacher Schalldämpfer

Schalldämpfer aus porösem Aluminium beispielsweise in Form von Platten oder Scheiben können auch als Teil des Gehäuses realisiert werden. In dieser Ausführung sind sie als Schalldämpfer nicht erkennbar. Diese Platten oder Scheiben aus porösem Aluminium werden auf Grund ihren grösseren Arbeitsfläche und ihrer höheren Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen Schalldämpfern vor allem in grossen Geräten eingesetzt.

Wärmetauscher aus poröses Aluminium

Aufgrund seiner hohen Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit wird Aluminium häufig in verschiedenen thermischen Prozessen verwendet. Poröses Aluminium bietet zusätzliche Vorteile um effiziente Wärmetauscher zu kreieren. Vor allem in den Branchen, in denen es auf das geringe Materialgewicht ankommt:

– Automobilindustrie, einschliesslich Elektrofahrzeuge
– Flugzeugindustrie
– Raumfahrtindustrie

Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit

Wärmeabsorption aufgrund der hohen Wärmekapazität von Aluminium: Je grösser die Aluminiummasse, desto mehr Wärme kann sie beim Erhitzen absorbieren.

Wärmeableitung dank hoher Wärmeleitfähigkeit: Je grösser der Temperaturgradient und je grösser der Querschnitt des Produkts, desto intensiver der Wärmefluss durch das poröse Aluminium.

Wärmeübertragung aufgrund der hohen spezifischen Oberfläche von porösem Aluminium: Je grösser die spezifische Oberfläche, desto intensiver ist der Wärmeübergang des durch poröses Aluminium strömenden flüssigen oder gasförmigen Mediums

Wärmekapazität-poröses-Aluminium-vs-Sinterkupfer
Wärmekapazität-poröses-Aluminium-vs-Sinterkupfer
Wärmeleitfähigkeit-poröses-Aluminium-vs-Sinterkupfer
Wärmeleitfähigkeit-poröses-Aluminium-vs-Sinterkupfer

Vorteile der Porenstruktur

1. Grosse Kontaktfläche zwischen Gas und poröser Aluminiummatrix

Wärmekapazität-von-poroeses-Aluminium-Wärmetauscher-mit-grosse-innere-Oberflaeche
Wärmekapazität-von-poroeses-Aluminium-Wärmetauscher-mit-grosse-innere-Oberflaeche

2. Eine lange Kontaktzeit des Gases und der Matrix aus porösem Aluminium. Gasströme folgen komplexen Wege mit Wirbel.

Fluss-von-Fluessigkeit-oder-Gas-in-den-Poren-poroesem-Aluminium-vs-Sintermetalls
Fluss-von-Fluessigkeit-oder-Gas-in-den-Poren-poroesem-Aluminium-vs-Sintermetalls

Der grosse Vorteil von porösem Aluminium für die Herstellung effizienter Wärmetauscher ist seine Durchlässigkeit für Flüssigkeiten und Gase. Wenn Flüssigkeit oder Gas durch einen Block aus porösem Aluminium durchfliesst, dann erhält es oder abgibt Wärmeenergie aufgrund einer grossen Kontaktfläche mit der Aluminiumoberfläche.

Dank grossen Auswahl an verfügbaren Porengrössen ist es möglich, Wärmeabsorption- und Wärmeübertragungsprozesse in porösem Aluminium sehr genau zu steuern, unter anderem durch Organisation eines mehrstufigen Prozesses:

poröses-Aluminium-grossen-Auswahl-verfügbaren-Porengrössen
poröses-Aluminium-grossen-Auswahl-verfügbaren-Porengrössen

Um den Wärmeübergang innerhalb des porösen Aluminiums zu intensivieren, können spezielle Kanäle für das Kühlmittel in das poröse Aluminium eingegossen werden.

poröses-Material-poröses-Aluminium-mit-hohe-Wärmeleitfähigkeit-und-Wärmekapazität
poröses-Material-poröses-Aluminium-mit-hohe-Wärmeleitfähigkeit-und-Wärmekapazität

Poröses Aluminium ist ein wirksames Material zur Lösung solcher Aufgaben wie:
– Kühlen, Heizen, Verdampfen von Flüssigkeiten
– Erwärmung, Abkühlung und Kondensation von Gasen und Dämpfen

Vorteile und Anwendungen von porösem Aluminium

Vorteile von porösem Aluminium

Poröses Aluminium verfügt über eine einzigartige Kombination von Materialeigenschaften:
• jede Form und Grösse nach Kundenbedarf
• durchlässig über das gesamte Volumen, alle Poren sind offen
• 6 Standard-Typen von Porengrössen
• hohe Festigkeit dank gegossener Struktur
• niedriges Gewicht dank 50% Volumenporosität
• homogene Verteilung der Poren über das gesamte Volumen
• hohe Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität
• die Herstellungstechnologie ist innovativ und relativ einfach, unterscheidet sich grundlegend von der Herstellungstechnologien von Sintermetallen und Metallschäumen

Anwendungen von porösem Aluminium

poröses Material poröses Metall poröses Aluminium Anwendungen von porösem Aluminium
poröses Material poröses Metall poröses Aluminium Anwendungen von porösem Aluminium
Dank der einzigartigen Kombination von Materialeigenschaften eignet sich poröses Aluminium ausgezeichnet für folgende Einsatzbereiche:
• Filtration: Druckluft, Erdgas, Flüssiggase, viskose Flüssigkeiten
• Schalldämpfer für pneumatische Anlagen
• Wärmeaustausch
• Kondensation von Dämpfen
• Verdampfung von Flüssigkeiten
• Belüftung von Flüssigkeiten
• Belüftung von Schüttguter
• pneumatische Förderung
• Fluidisierung und Wirbelschicht
• Werkzeuge für Thermoformen von Kunststoffen
• Werkzeuge für die Polymerisation von Kunststoffen (in EPP, EPS)
• Vakuumtische
• Verpackung von Schüttguter
• Sensorschutz
• Dämpfung (Absorption der Aufprallenergie)
• Vibrationsschutz
• Flammensperren
• Schallabsorption
• dekorative Anwendung
• Leichtbau-Komponente

Herstellungstechnologie

Guss mit Salz
Flüssiges Aluminium wird zusammen mit Kristallsalz in eine konventionelle Gussform gegossen. Um Produkte mit unterschiedlichen Porengrössen herzustellen, verwenden wir Salz unterschiedlicher Korngrössen.

Nachbearbeitung
Durch eine mechanische Nachbearbeitung entstehen Produkte jeder Form und Komplexität, ganz nach Ihren Anforderungen und Wünschen.

Salzauswaschung
Das Salz wird erst nach der mechanischen Bearbeitung ausgewaschen, so bleiben alle Poren offen und das Produkt ist über die gesamte Fläche durchlässig.

Vakuumplatten aus porösem Aluminium für Vakuumtische und Vakuumspannsysteme

Vakuumtische

Vakuumtische dienen zum schnellen Spannen und Entspannen des Werkstücks. Sie werden auch für die Verarbeitung von dünnen und flexiblen Materialien verwendet, die auf andere Weise schwierig oder unmöglich zu befestigen sind.

Die wichtigsten Arten von Vakuumtischen:
– mit Lochplatten
– mit Rillen
– mit porösen Platten

Der Vakuumtisch hält die Werkstücke aufgrund der Differenz zwischen Atmosphärendruck und Druck in der Vakuumkammer des Vakuumtisches. Die Klemmkraft am Vakuumspanntisch hängt von der Summe der Bereiche der Bohrungen in der Vakuumplatte unterhalb der Oberfläche des Werkstückes und von der Druckdifferenz, die die Vakuumpumpe erzeugen kann, ab.

Vakuumplatten aus porösem Aluminium

In Platten aus porösem Aluminium für Vakuumtische nehmen die Poren 50-55% der Oberfläche an jeder Stelle der Vakuumplatte und auf einer beliebigen kleinen Fläche ein. Dies wird aufgrund der kleinen Porengrösse und gleichmässigen Verteilung der Poren auf der Oberfläche von porösem Aluminium erreicht. Diese Eigenschaften von porösem Aluminium bieten maximale Spannkraft und ermöglichen es Ihnen, das Werkstück überall und in jeder Position auf dem Vakuumtisch zu platzieren.

Vakuumplatten aus porösem Aluminium
Vakuumplatten aus porösem Aluminium

Dank der Möglichkeit, die Porengrössen und die Dicke der Vakuumplatte zu variieren, können Sie ganz genau die notwendige Zeit für das Einstellen der Spannkraft einrichten.

Unterdrucktisch Vakuumtisch Lochplatte Loch Vakuumplatte
Vakuumtisch Lochplatte Loch Vakuumplatte

Durch Einstellen der Dicke der Vakuumplatte ist es auch möglich, eine Durchlässigkeit zu wählen, die selbst für eine Vakuumpumpe mit geringer Leistung und geringer Kapazität geeignet ist.

Vakuumplatten Spanplatten Vakuumspannplatte
Vakuumplatten Spanplatten Vakuumspannplatte

Vakuumtische mit Vakuumplatten aus porösem Aluminium eignen sich zur Metallbearbeitung, Holzbearbeitung, Kunststoffbearbeitung, Papierbearbeitung, Folienbearbeitung und vieles mehr.

Haben Sie schon mal so eine Struktur von porösem Metall gesehen

Vergleich der Struktur von porösem Aluminium und Sintermetallen

Poröses Aluminium wird durch Giessen mit Salz hergestellt. Diese Technologie bietet eine einzigartige Struktur des porösen Metalls. Die Struktur von porösem Aluminium und die Struktur bekannter Sintermetalle sind komplementär:

Die Poren im Sintermetall entsprechen dem Metall im porösen Aluminium und umgekehrt. Theoretisch beträgt die minimale Porosität der gesinterten Metallen 26% und die maximale Porosität des porösen Aluminiums 74%. Praktisch besteht poröses Aluminium zu 50-55% aus Poren aufgrund der nicht perfekten Stapelung von Salzpartikeln.

Form und Grösse der Poren

Für die Herstellung von porösem Aluminium werden zwei Arten von Salz verwendet. Es ist ein Salz mit Teilchen einer kugelförmigen Form und einer Splitterform:

Die Eigenschaften von porösem Aluminium hängen sehr stark von der Grösse der Poren ab. Wir verwenden 6 verschiedenen Salzfraktionen, um poröses Material mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften zu erhalten. Dies erlaubt uns für jeden Kunden das optimale Produkt herzustellen.

Verbindung zwischen den Poren

Bei der Herstellung von porösem Aluminium hat jedes Salzpartikel viele Kontakten mit anderen Salzpartikeln. Die Oberflächenspannung verhindert, dass geschmolzenes Aluminium den Kontaktpunkt zwischen zwei Salzpartikeln erreicht. Daher werden zuerst alle Salzpartikel und dann alle Poren miteinander verbunden. Alle Poren sind offen, daher ist poröses Aluminium über das gesamte Volumen und in allen Richtungen durchlässig.

Flüssigkeits- und Gasströmung in porösem Aluminium und in Sintermetall

Die besondere Struktur der Poren in porösem Aluminium ergibt einen anderen Fluss von Flüssigkeit oder Gas als in den Poren des Sintermetalls. Ein solcher Durchfluss erhöht die Effizienz der Verwendung von porösem Aluminium in solchen Anwendungen wie Wärmeaustausch, Filtration und Schalldämpfung.

Sinterplatten oder Platten aus poröses Aluminium

Sinterplatten

Poröse Platten aus Sintermetallen (Sinterplatten) sind seit langem bekannt und werden oft eingesetzt. Eine breitere Verwendung von Sinterplatten wird durch einige wesentliche Einschränkungen der Sintertechnologie verhindert.

Falls man zwei Sinterplatten mit sehr ähnlichen, aber dennoch unterschiedlichen Abmessungen bekommen will, muss man für jede der porösen Platten eine individuelle Pressform herstellen.
Bei Sinterplatten können Sie die Porengrössen nicht frei bestimmen. Es ist davon abhängig welche Metallkugeln in grossen Mengen hergestellt werden.
Es gibt wesentliche Einschränkungen für die Abmessungen und Wandstärken von Sinterplatten. Je grösser das Produkt, desto aufwändiger die Herstellung.

Platten aus poröses Aluminium

All diese Einschränkungen der Sintermetalltechnologie werden bei der Technologie für die Herstellung von Platten aus porösem Aluminium überwunden.
Poröse Blöcke, Platten, Bleche, Scheiben und Produkte in anderen Formen aus porösem Aluminium werden durch mechanische Bearbeitung des Rohlings hergestellt.
Aus dem gleichen Rohling können poröse Platten in beliebigen Abmessungen und in jeder komplexen Form ohne erhebliche Zusatzkosten hergestellt werden.

Sie können eine der 6 Standard-Porengrössen auswählen. Je nach Bedarf können auch individuelle Salz-Mischungen / Porengrössen spezielle für Ihre Aufgabe festgelegt werden, um die erforderliche Materialeigenschaften der Platten aus porösem Aluminium zu erhalten.

Fertige Platten aus porösem Aluminium können optional als herkömmliches Aluminium bearbeitet werden unter Berücksichtigung der angepassten Bearbeitungsbedingungen.

Abmessungen von Platten aus porösem Aluminium können 600х400х150 mm und grösser sein. Dabei ist zu berücksichtigen, dass das spezifische Gewicht von porösem Aluminium beträgt nur 1,2 – 1,35 g / cm3. Haupteinsatzbereiche für Platten aus porösem Aluminium: Schalldämpfung, Fluidisierung, Vakuumtisch, Vakuumplatte oder Vakuumspannplatte, Filtration, als Leichtbaumaterial und viele andere.

Einblick in unsere Produktion von porösem Aluminium

Bei der Herstellung des high-tech Materials, poröses Aluminium, spielen mehrere Faktoren eine entscheidende Rolle: innovatives Denken und langjährige Erfahrung, hochwertige Ausgangs-Materialien und Rohstoffe, fortschrittliche und moderne Produktionsanlagen aber auch Professionalität in jedem Arbeitschritt. Wir haben alle diese Faktoren unter einem Dach vereinigt.

Zur Herstellung unserer Produkte steht uns eine eigenentwickelte und innovativ eingerichtete Produktionslinie auf modernstem Technologiestand zur Verfügung. Wir sind erst zufrieden, wenn es unsere Kunden sind. Darum tun wir alles für die hohe Qualität unserer Produkte – wozu auch die Flexibilität und die individuelle Leistung jedes einzelnen Mitarbeiters beitragen. Unser Team besteht aus kreativdenkenden, kompetenten Fachleuten, welche bestens ausgebildet, selbständig und anpassungsfähig sind. Ständige Verbesserungen, Effizienzsteigerungen und Innovationen in allen Leistungsprozessen gehören zum festen Bestandteil unserer Unternehmensphilosophie. Unser technischer Vertrieb kommuniziert direkt mit der Produktionsleitung. All dies erlaubt eine rationelle Fertigung von Prototypen, Einzelteilen und Kleinserien bis hin zu Grossserien.

poröses Aluminium, Sintermetall, Metallschaum, Hersteller
Hersteller von porösem Aluminium. Eine Option für Sintermetall und Metallschaum (Aluminiumschaum).

Sintermetall oder Poröses Aluminium?

Sintermetall
Poröses Aluminium im Vergleich zu Sintermetallen.

Poröses Aluminium und Sintermetalle sind beide offenzellig und deswegen durchlässig, aber die Herstellungstechnologien und damit auch die Struktur der Materialien unterscheiden sich.

Bei der Herstellung von porösem Aluminium wird flüssiges Aluminium mit Kristallsalz zusammen gegossen. Nach Abkühlung und mechanischer Bearbeitung wird das Salz ausgewaschen. An Stelle der Salzkörnchen und deren Kontaktstellen treten die Poren. Bei Sintermetallen werden Metallkörnchen zusammengebacken. Die Leerräume zwischen den Körnchen werden in diesem Fall zu den Poren. Es ist also gerade umgekehrt. Bei porösem Aluminium entstehen die Poren an Stelle der Salzkörnchen und die Leerräume im körnigen Salz werden mit Metall ausgefüllt.

Poröse Metalle spielen in der modernen Technik eine bedeutende Rolle. Filter und Filterelemente, Zapfenläger, Schalldämpfer, Feuersperren usw. werden aus verschiedenen Metallpulvern nach der Methode der Pulvermetallurgie (Pulvermetallurgische Werkstoffe), so genannte Sintertechnologie (Sintermetalle), hergestellt.

Wenn man durchlässige Werkstoffe mit hoher Stabilität und hoher Volumenporosität nach der Sintermethode benötigt, verwendet man meist Bronze, Kupfer oder Stahl. Aluminium hat durch seine geringe Dichte, die gute Korrosionsbeständigkeit sowie die vergleichsweise hohe Wärme- und elektrischen Leitfähigkeit etliche Vorteile gegenüber Bronze, Stahl und Kupfer. Es ist jedoch schwierig, poröse Werkstoffe aus Aluminium nach der Sintertechnologie herzustellen.

Folgende Schwierigkeiten ergeben sich bei der Herstellung von gesintertem Aluminium: Aluminiumpulver reagiert schnell und die Aluminiumkörnchen oxydieren zu dem nicht schmelzbaren Oxyd Al2O3. Die Temperatur bei welcher die Oxydumhüllung sich auflösen würde, ist einiges höher als die Schmelztemperatur des Aluminiums. Diese Temperatur hängt auch von der Grösse der Aluminiumkörnchen und der Dicke der Oxydschicht ab. Theoretisch gibt es einige Ansätze um dieses Problem zu lösen, praktisch ist es aber noch nicht realisiert worden, Produkte aus Aluminium mit hoher Volumenporosität und genügender Festigkeit nach der Sintertechnologie herzustellen. Nun bieten wir eine Lösung an – poröses Aluminium!

Vorteile gegenüber Sintermetalle:

– Gesintertes Aluminium ist heute nicht herstellbar
– Volumenporosität des porösen Aluminiums kann bis 55% hoch sein. Volumenporosität von Sintermetallen liegt bei ca. 30-35%
– Dank gegossener Struktur hat poröses Aluminium eine hohe Stabilität und bröckelt nicht ab, im Gegenteil zu Sintermetallen.

Sintermetall oder poröses Aluminium?
Produkte aus porösem Aluminium nach Mass.
Sintermetall, poröses Aluminium
Produkte aus porösem Aluminium – eine Option für Sinterbronze.
Sinterfilter, Filter aus porösem Aluminium
Filter und Filterelemente aus porösem Aluminium nach Mass – eine Option für Sinterfilter.
Sinterfilter, Sintermetall, poröses Aluminium
Filter aus porösem Aluminium – eine Option für Sinterfilter aus Bronze.
poröses Aluminium, Sinterfilter
Exxentis – Hersteller von Produkten aus porösem Aluminium, eine Option für Sinterprodukte.

Poröses Aluminium im Vergleich zu Metallschaum

Metallschaum
Poröses Aluminium im Vergleich zu Metallschaum

Offenzellige Metallschäume und poröses Aluminium sind beide für gasförmige und flüssige Medien durchlässig, unterscheiden sich aber in der Herstellungstechnologie und in den Eigenschaften voneinander.

Aluminium wird mit Kristallsalz zusammen gegossen, danach wird das Salz ausgewaschen und an Stelle der Salzkörnchen und deren Kontaktstellen treten die Poren – so entsteht poröses Gussaluminium.

Dank hoher Bruchfestigkeit und geringem Gewicht gewinnen heute geschäumte Metalle zunehmend als industrierelevante Werkstoffe an Bedeutung. Vor allem als Leichtbaukomponenten im Fahrzeugbau aber auch in der Wärmetechnik, dank grosser innerer Oberfläche und der guten Wärmeleitfähigkeit.

Metallschäume bestehen meist aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen obwohl die Möglichkeit besteht, Kupfer, Zink oder auch Blei aufzuschäumen.

Herstellungstechnologien von Metallschaum:

– Metallpulver oder Metallspäne werden mit Titandihydrid oder anderen Treibmitteln vermischt und über den Schmelzpunkt des Metalls erhitzt. Dadurch wird gasförmiger Wasserstoff freigesetzt, der das Gemisch aufschäumt.

– In geschmolzenes Metall wird Gas eingeblasen, nach der Abkühlung bleibt die poröse Struktur.

Schwierigkeiten bei der Herstellung von Metallschäumen sind hauptsächlich die richtige Kombination aus Metall und Treibmittel zu finden und diese in der richtigen Zeitspanne auf die korrekte Temperatur zu erhitzen. Nur so entsteht das gewünschte Resultat. Dabei ist die Steuerung der Porenanteile, Porengrösse, aber auch die Verteilung der Poren praktisch nicht berechenbar.

Aus diesen Gründen ist poröses, gegossenes Aluminium mit seiner einfachen Herstellungstechnologie eine wertvolle Alternative. Das breite Spektrum genau definierter Porengrößen von 0,1 mm bis 3,0 mm macht es möglich, die optimale Porosität für die gewünschte Anwendung zu produzieren. Die untrennbare Verbindung von porösen und nicht porösen Teilen eröffnet auf einfachstem Weg ein breites Einsatzgebiet.

Poröses Aluminium hat folgende Haupt-Vorteile gegenüber Metallschaum:

– Steuerung der Volumenporosität
– Steuerung der Porengrösse
– Steuerung der Porenverteilung / homogene Struktur