Bisherige Forschungstätigkeiten auf dem Gebiet der zellularen Metalle, insbesondere Aluminiumschäume, zeigen die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten dieser außergewöhnlichen Werkstoffgruppe auf, z.B. als Wärmetauscher, Schwingungsdämpfer und Crashenergieabsorber. Aufgrund des stochastischen Aufbaus der Zellstruktur besitzen Metallschäume ein sehr gutes Steifigkeits-Dichte-Verhältnis und eine hohe spezifische Energieabsorptionseffizienz bei Druckbelastung.

Das Projekt „IntellZell – Leichtbau und Fahrsicherheit: Intelligentes Konstruieren mit zellularen Metallen“ knüpft an bereits erfolgreich durchgeführte Untersuchungen hinsichtlich elementarer Kennwerte an und soll dazu beitragen, Konstruktionsrichtlinien für zellulare Metalle abzuleiten, welche die Herstellung von Serienbauteilen maßgeblich erleichtern sollen. Die dafür notwenigen Parameter werden u.a. durch auf diese Werkstoffgruppe angepasste Werkstoffprüfungen ermittelt. Um eine allgemeine Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zu erleichtern, wurde im Zuge dieses Projekts ein Arbeitskreis zum Zwecke der Erstellung einer Zugversuchsnorm für zellulare metallische Werkstoffe gegründet (siehe Bild 1).

Um diese Konstruktionsrichtlinien an realen Bauteilen verifizieren zu können, werden – in enger Zusammenarbeit mit dem Projektpartner Faurecia Autositze GmbH – verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für Metallschäume analysiert (z.B. als Crashabsorber in Kopfstützen und Rückenlehnen oder Versteifungselemente in Gelenken zwischen Sitzfläche und Rückenlehne), so dass letztlich ein Autositz-Demonstrator mit Metallschaumelementen gebaut und geprüft werden kann, der die Anwendbarkeit dieser Werkstoffe für sicherheitsrelevante Serienbauteile bestätigen kann.

Begleitet werden diese Untersuchungen durch mikro-, meso- und makroskopische Analysen des Defomationsverhaltens bei unterschiedlichen Belastungen, u.a. mithilfe optischer 3D Dehnfeldmesssysteme (siehe Bild 2), durch werkstoffanalytische Untersuchungen sowie durch Finite-Elemente Berechnungen zur Simulation von verschiedenen Belastungen an Bauteilen aus Metallschaum, z.B. bei Crash.

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. habil. Ulrich Krupp, u.krupp[at]hs-osnabrueck.de, Tel.: 0541 969-2188

Prof. Dr.-Ing. Wilhelm Michels, w.michels[at]hs-osnabrueck.de, Tel.: 0541 969-3104

Kooperationspartner:

Faurecia Autositze GmbH, Stadthagen

Pohltec Metalfoam GmbH, Köln

Mepura Metallpulver Gesellschaft m.b.H. / Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen (Österreich)

m-pore GmbH, Dresden

Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik Chemnitz

Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie, Berlin

Universität Siegen

Wiss. Mitarbeiter:

Dipl.-Wirt.-Ing. Srecko Nesic, s.nesic[at]hs-osnabrueck.de, Tel.: 0541 969-7023

Projektdauer:

01/2010 bis 01/2013

Finanzierung:

BMBF in der Förderlinie FHProfUnt