Anbindung von zellularen Hybridmaterialien

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Projektbeschreibung

Die fortschreitende Ressourcenverknappung fordert eine effiziente Nutzung vorhandener Rohstoffe. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, ist das oberste Ziel, vielseitige Strategien und Materialien zu erforschen und anwendbar zu machen. Metallische Schäume bieten infolge der enorm hohen Porosität eine äußerst effiziente Werkstoffnutzung und interessante mechanische Eigenschaften. Die Werkstoffklasse der Metallschäume vereint viele Ansprüche in einen Leichtbauwerkstoff, wie niedriges Gewicht, hohe Steifigkeit und große Energieabsorption.

Ein wichtiger Schritt zur erfolgreichen industriellen Anwendung ist eine Verbindungstechnologie, die in den Herstellungsprozess der Metallschäume integriert werden kann. Dabei ist neben der Art der Fügetechnik die mechanische Belastbarkeit der entstehenden Verbindung von großem Interesse.

Bei der Herstellung von Nickel/Polyurethan-Hybridschäumen können mechanische Verbindungselemente (Inserts) vor der elektrochemischen Beschichtung mit Nickel in das Polymerschaumsubstrat eingearbeitet werden. Die Befestigung dieser Verbindungselemente erfolgt durch Abscheidung des Nickels. Dabei ist es für die Herstellung einer homogenen Nickelschicht wichtig, dass alle zu beschichtenden Oberflächen eine gleichmäßige Leitfähigkeit aufweisen und die nicht zu beschichtenden Oberflächenanteile entsprechend abgeschirmt werden.

Die mechanische Charakterisierung der Verbindung zwischen Insert und Metallschaum erfolgt durch die Realisierung unterschiedlicher Belastungszustände. Dabei wird die Schaumstruktur in einer geeigneten Klemmvorrichtung eingespannt und das Insert, sowohl durch uniaxiale als auch durch multiaxiale Lasten beansprucht.