Positive Effekte neuer Werkstoffe stellen sich nur dann dar, wenn der Einfluss der Randbedingungen und die konstruktive Auslegung des Bauteils die neuen Eigenschaften berücksichtigt. Beim Automobil z.B. ist der Einsatz von Aluminiumschaum-Sandwich-Bauteilen (ASF = Aluminum Foam Sandwich) mit ihren Vorteilen nur dann möglich, wenn das Gesamtfahrzeugkonzept betrachtet wird. So ist im Falle des Einsatzes von AFS-Bauteilen die Funktionsintegration erwünscht, da aufgrund des Herstellungsprozesses die Sandwichbauteile eine gute Umformbarkeit und eine hohe Eigensteifigkeit besitzen. Neben der Gewichtsersparnis bei gleichzeitiger Steifigkeitserhöhung bieten AFS-Bauteile noch Vorteile durch deren akustische und thermische Eigenschaften. Wesentlich ist auch die Schadenstoleranz. So können Risse aufgrund der metallischen Bindung zwischen Kern und Aluminiumdecklage ausschließlich im Kern auftreten, deren Wachstum stabil ist. Zu erwähnen sind ferner die gute Energieaufnahme, Recyclierbarkeit und geringe Taktzeiten. Die AFS-Technologie erfordert aber in jedem Fall eine Abstimmung sowohl der Konstruktion als auch der Verbindungstechnik auf die speziellen Eigenschaften von Sandwichbauteilen. Als Fügeverfahren kommen vor allen in Frage: Laserstrahlschweißen, WIG- und MIG-Schweißen, Bolzenschweißen, Stanznieten, Einnietschrauben/-Muttern, Fließformen, Nieten und Kleben. Für die Vorhersage des Einsatzverhaltens von AFS-Bauteilen wurde bei der Karmann GmbH ein Materialmodell für Modellschäume entwickelt, das es ermöglicht, das Verhalten von Schaumstrukturen im plastischen Bereich vorherzusagen. Mit expliziten Berechnungsmethoden ist auch eine Anwendung im Bereich der Crashsimulation möglich. Aus den technologischen Vorteilen und Grenzen sind Anwendungsstrategien zu entwickeln, die den Entscheidungsprozess für den Einsatz von AFS-Bauteilen erleichtern und unrealistische Vorstellungen verhindern. Als Leitbauteil für die Entwicklung der Fertigungstechnologie dient die Montagerückwand des Mercedes CLK, das in seiner offenen Version bei Karmann entwickelt wurde und hergestellt wird.
ASF (Aluminium Foam Sandwich) - neue Potentiale in der Herstellung, Anwendung und Wirtschaftlichkeit
2001
20 Seiten, 22 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
British Library Online Contents | 1998
Aluminium foam sandwich structures for space applications
British Library Conference Proceedings | 2007
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