Träskum och metallsvamp - kan de kombineras? Det var frågan som experter vid Fraunhofer Institute for Wood Research, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI fördjupade sig i ett projekt med titeln "HoMe Foam"-med HoMe som en tysk akronym för trämetall-tillsammans med forskare från Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU och Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology och Avancerade material IFAM. Som ett resultat, de kontrasterande materialen kommer ihop i perfekt harmoni. Den innovativa nya materialblandningen har utmärkta isolerande egenskaper och har en låg böjhållfasthet.

Nu för tiden, hållbarhet är en viktig aspekt när man utvecklar nya material, där huvudfokus ligger på att säkerställa att insatsmaterialet som används kommer från förnybara källor och att produkten är återvinningsbar vid slutet av sin livslängd. Forskare vid Fraunhofer Institute for Wood Research, WKI utvecklar träskum helt och hållet av trä. De naturliga vidhäftningsegenskaperna hos trä gör syntetiska lim överflödiga. Ur ekologisk synvinkel, detta gör träskum idealiska för en mängd applikationer, till exempel som ett kärnmaterial för lättkonstruktion och sandwichpaneler, som förpackningsmaterial, eller för värmeisolering eller ljudisolering.

För att utöka tillämpningsområdet för träskum, en grupp forskare från Fraunhofer Institute under ledning av Dr Frauke Bunzel från Fraunhofer WKI utvecklade en trä-metall-skumhybrid som förenar egenskaperna hos både träskum och metallsvamp. Under projektets gång, de utarbetade principerna för tillverkning av kompositen och bestämde dess initiala nyckelegenskaper, gör det möjligt att klassificera det i förhållande till andra material. I uppföljningsprojekt, forskare kommer att skräddarsy kompositens egenskaper till utvalda applikationer. "Förstärkning av träskummet med ett metallskelett, till exempel, kan väsentligt förbättra sin karakteristiskt låga böjhållfasthet. "I fallet med HoMe -skum, hybridens böjhållfasthet är ännu större än den hos dess två komponenter. "Det gör det till ett idealiskt kärnmaterial för sandwichpaneler eller som ett självbärande lätt halvfabrikat, "förklarar Dr Bunzel. En annan fördel är att, till skillnad från träskum, metallsvamp kan leda elektricitet. Träskumets enastående egenskaper är dess höga ljudabsorption och låga värmeledningsförmåga, vilket gör det till ett utmärkt isoleringsmaterial. Kombination av metallsvamp och träskum skapar ett lätt hybridmaterial med högre funktionalitet, en som kan användas för komponenter som ger förstärkning och absorberar ljud. Materialet är således lämpligt för användning inom bilindustrin, till exempel, som förstärkande akustiska mattor i motorrum eller som golvplattor. Andra applikationer är också tänkbara.

Hur får du in träskummet i metallsvampen?

Att bara lägga trä- och metallskum i en skål och blanda dem gör inte tricket, anledningen är att Fraunhofer IWU -forskarna inte skummar metallsvampen, men tillverkar den i en gjutprocess. Resultatet är en svampliknande, öppen cellmetallstruktur med många små håligheter. För närvarande, denna metallsvamp tillverkas i plattor som mäter 250 mm x 250 mm x 30 mm. Träskummet, som har en fast konsistens liknande den hos uppvispat äggvita, måste sedan sättas in i metallsvampplattan.

Ursprungligen, laget försökte använda tryck för att tvinga in träskummet i metallsvampplattan, men träfibrerna fastnade på ytan, infiltrerar endast hålrummen i svampens marginaler. Lösningen var en tappteknik, vilket gjorde det möjligt för forskarna att fylla hela metallsvampen med träskum.

Arbetsgruppen tittar för närvarande på sätt att effektivisera processkedjan för att producera träskummet och förenkla och påskynda processen för att sätta in träskummet i metallsvampen. Målet är att snart få HoMe-skum till industriell produktion.