Ausgezeichnetes Material

Zinkbauteile mit Glashohlkugeln sind nur halb so schwer wie herkömmliche Metallkomponenten.

Glänzende Metalle, die hochwertig aussehen und trotzdem leicht in der Hand liegen, sind bei Designern gefragt. Für einen Verbundwerkstoff aus Metall wurden Fraunhofer-Forscher vom International Forum Design mit dem IF Material Award in Gold ausgezeichnet. Das neue Material glänzt wie solides Metall und fühlt sich auch so an. Gleichzeitig ist es verblüffend leicht.

Leichtgewicht: Zinkbauteile mit Glashohlkugeln sind nur halb so schwer wie herkömmliche Metallkomponenten. (Quelle: Fraunhofer IFAM)

Der Trick: In das Metall gießen die Bremer Wissenschaftler Glashohlkugeln mit einer Größe von maximal 60 Mikrometern ein. „Werden die Glaskugeln homogen verteilt, erhalten wir eine gleichmäßige Oberfläche, die sich völlig glatt - wie Metall - anfühlt. Bei unregelmäßiger Verteilung des Glasanteils erzielt man eine neue Optik. Das Material wirkt wie von Adern durchzogen“, erklärt Dr. Jörg Weise von der Arbeitsgruppe Gießereitechnik im Institutsteil Formgebung und Funktionswerkstoffe. Obwohl der Werkstoff sehr porös ist, sieht er glatt wie Metall aus und wiegt nur einen Bruchteil: So wird die Dichte von Aluminium von 2,7 Gramm pro Kubikzentimeter auf 1,2 Gramm pro Kubikzentimeter reduziert, bei Zink von sieben Gramm pro Kubikzentimeter um mehr als die Hälfte, nämlich auf 3,1 Gramm pro Kubikzentimeter. „Unser Material schwimmt noch nicht ganz auf Wasser, aber das kriegen wir auch noch hin“, prognostiziert Weise augenzwinkernd.

Das Verbundmaterial aus Zink oder Aluminium hat eine ähnliche Dichte wie Polymer, fühlt sich jedoch hochwertig an wie Metall und hat dazu eine hohe Temperaturbeständigkeit. Obwohl es leicht ist, hält es Drücken bis 1000 bar stand - das entspricht dem Druck in tausend Metern Wassertiefe. Durch seine spezielle Struktur kann das Light-Metall im Falle eines Crashs Energie aufnehmen. Weitere Vorteile: „Der Werkstoff lässt sich wegen der mikroskopisch kleinen Größe der Poren ähnlich wie ein kompaktes porenfreies Metall beschichten. Zum Thema Verchromen von Zink mit eingelagerten Glashohlkugeln führen wir gemeinsame Untersuchungen mit der Firma HDO Druckguss- und Oberflächentechnik GmbH in Paderborn durch“, berichtet Weise. Mögliche Anwendungen sieht er nicht nur bei Designelementen, sondern auch im Leichtbau.

Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft

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• Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM:
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