Gestaltungshinweise für geschweißte Konstruktionen aus Aluminiumschäumen

Projektträger: AiF, IGF-Forschungsvorhaben 17620BG
Laufzeit: 01.01.2013 – 30.06.2015
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Cord Hantelmann
Abschlussbericht: Der Abschlussbericht wird kostenfrei zur Verfügung gestellt: Download.

Das IGF-Vorhaben 17620 BG der Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e.V. des DVS wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Um im Wettbewerb unter ständig zunehmender Knappheit der Ressourcen wirtschaftlich zu produzieren, ist insbesondere bei großen Konstruktionen der Leichtbau entscheidend. Neben dem Einsatz von leichteren Materialien wie Aluminium oder faserverstärkten Kunststoffen gewinnen Kernverbünde, auch Sandwichelemente genannt, als Konstruktionswerkstoffe immer mehr an Bedeutung. Kernverbünde bestehen aus zugfesten Deckschichten und einem schubsteifen Kern. In jüngerer Zeit werden auch Metallschäume und insbesondere Aluminiumschäume als Kernwerkstoff verwendet. Aluminium bietet neben seiner geringen Dichte und den guten mechanischen Eigenschaften den Vorteil, dass es sich durch den relativ geringen Schmelzpunkt gut zum Aufschäumen eignet. Weiterhin bietet es die wichtige Möglichkeit eines festen Verbundes von zwei konventionellen Aluminiumblechen und einer Kernlage aus Aluminiumschaum zum Halbzeug, ohne die sonst üblichen Verklebungen. Dieses Aluminiumschaumsandwich (Aluminium Foam Sandwich - AFS) zeichnet sich durch eine Erhöhung der Steifigkeit, speziell der Biegesteifigkeit, mit deutlicher Gewichtseinsparung gegenüber einem einfachen Blech aus.

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die Defizite über den Einfluss der Verbindungsart und -form sowie des Schweißverfahrens auf den Schweißverzug und auf die Festigkeit von Schweißkonstruktionen aus AFS zu beheben und erste quantitative Gestaltungs- und Berechnungshinweise für den Konstrukteur abzuleiten.

Das Projekt wird gemeinsam mit der Schweißtechnischen Lehr- und Versuchsanstalt Berlin Brandenburg bearbeitet.