Quelle: Fraunhofer IFAM

Leichtbauwerkstoffe, die trotzdem hohe Festigkeit besitzen, sind gefragt, vor allem in der Konstruktion von Automobilen oder Flugzeugen. Ein unübertroffener Lehrmeister in Sachen Leichtbau ist die Natur. Viele Ingenieure orientieren sich bei ihren Konstruktionen an der Knochenstruktur von Säugetieren. Bei ihrem Wachstum wird das Gewebe an weniger belasteten Stellen abgebaut und an stark beanspruchten Stellen angelagert.

Ähnliche Hohlstrukturen haben auch offenporige Metallschäume, die z. B. zwischen zwei Deckplatten gefüllt werden. Sie vereinen geringes Gewicht mit hoher mechanischer Festigkeit und bieten durchströmenden Medien eine große Oberfläche. Dadurch eignen sie sich auch als Wärmetauscher oder Katalysatorträger.

Die Dichte liegt bei etwa 10 Prozent des Ausgangsmaterials. Das will man im Flugzeugbau nutzen. Da die Hohlkugeln viel Verformungsenergie aufnehmen können, lassen sie sich auch als Crashabsorber in Autos einsetzen. Ein weiteres Ziel ist der Bau von Schallabsorbern.

Das Fraunhofer Institut für Angewandte Materialforschung IFAM ist weltweit führend auf dem Gebiet der Hohlraumschäume. Hergestellt werden sie, indem kleine Styroporkugeln mit Metall beschichtet und erhitzt („gesintert“) werden. Der Kunststoff verdampft, das Metallpulver wird zu Hohlkugeln mit einem Durchmesser von 0,5 mm bis 10 mm gesintert, deren Wandstärke nur 10 bis 500 μm beträgt.