Metallschäume, die Explosionen standhalten

Die Natur macht es uns vor: Knochen mit ihren porösen Strukturen bestehen aus sehr leichten Strukturen, sind äußerst stabil und halten Belastungen stand, die sonst nur von Stahlkonstruktionen getragen werden können.
Metallschäume sind auch Materialien, die von der Natur abkupfern und ultraleichte und ultrastabile Strukturen aufweisen. Diese metallischen Festkörper besitzen eine zelluläre, schwammartige Struktur und können entweder offenporig sein oder besitzen mit Einschlüssen (z. B. mit Gas) geschlossene Poren. Offenporiges Material wird meist bevorzugt, da es auftreffende Stoßenergien viel besser absorbieren kann. Diese Poren erzeugen ein ultraleichtes Material mit einer sehr hohen Stabilität.

Forscher an der Universität des Saarlandes haben dies zum Business Modell entwickelt und sich mit ihrer Erfindung selbständig gemacht.
Hier werden Polyurethanschäume oder bereits existierende Metallschäume über einen speziellen Galvanisierungsprozess mit einem Metall, wie z. B. Nickel, Kupfer, Silber oder Gold beschichtet; aber auch Legierungen können hier zum Einsatz kommen. Problem bei diesem Prozess ist es normalerweise, eine homogene Schichtdicke über den gesamten Schaumquerschnitt hinzubekommen. Und genau hierfür haben sie ein patentiertes Beschichtungsverfahren entwickelt, mit der sie diese Metallschäume herstellen können.

Das sehr große Energieabsorptionsverhalten macht diese Metallschäume besonders dort interessant, wo Leichtigkeit und gleichzeitig hohe Stabilität gefragt sind. Ob im Automobilbau (z. B. Aufprallschutz) oder in der Luftfahrt oder auch im militärischen Bereich. Diese Schäume können Druckwellen oder auch Splitter, die z. B. bei Explosionen von Bomben oder Minen auftreten, absorbieren bzw. aufhalten und so gezielt zum Schutz von Lebewesen oder Bauten eingesetzt werden. Auch im Bereich der E-Mobilität können diese Schäume eingesetzt werden, um Batterien gleichzeitig zu schützen und zu kühlen. Diese Metallschäume besitzen ein sehr großes Marktpotential und können in Zukunft in Anwendungen eingesetzt werden, an die wir heute vielleicht noch gar nicht denken.

Autor: Dr. Ronald Hinz, Market Intelligence Senior Expert, SVP Deutschland AG
Quelle: UNI Saarland 2019, Mac Panther Materials GmbH