Können viel mehr als "nur" schwimmen: zellulare Metalle

Von der Natur abgeschaut: Zellulare Metalle sehen dank ihrer zahlreichen Poren aus wie ein Schwamm und sind so leicht, dass sie sogar schwimmen können. Aber das ist nicht die einzige besondere Eigenschaft dieser innovativen Metalle.

Sie sind temperaturbeständig, wiederverwertbar und gut leitend. Richtig eingesetzt, absorbieren sie Schwingungsenergie und erhöhen die Steifigkeit von Leichtbaukomponenten. Durch geschicktes Materialdesign bieten zellulare Metalle die Möglichkeit, Bauteile ihren jeweiligen Beanspruchungsprofilen maßgeschneidert anzupassen.

„Besondere Eigenschaften zellularer Metalle und ihre breite Einsatzmöglichkeiten erfordern ein Umdenken – sowohl in der Material-Prüftechnik als auch in der ingenieurtechnischen Bauteilauslegung“, so Prof. Dr. Ulrich Krupp von der Fachhochschule Osnabrück. Mit seiner Arbeitsgruppe an der Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik (IuI) befasst er sich deshalb mit der Analyse der mechanisch-technologischen und biokompatiblen Eigenschaften neuer zellularer Metalle. „Dabei arbeiten wir eng mit der Industrie, Forschungsinstituten und dem Universitätsklinikum Gießen-Marburg zusammen“, so der Professor für Metallische Konstruktions- und Leichtbauwerkstoffe.

Ziele der Forscher sind dabei vielfältig: Sie wollen biomedizinische Knochenimplantate entwickeln und auch so genannte „Sandwich-Strukturen“ für den Leichtbau erarbeiten. – Beide Materialien haben gegenüber kompakten Werkstoffen weit bessere funktionelle und strukturelle Eigenschaften. Im Rahmen des Projekts, das bis 2011 läuft, wollen die Kooperationspartner außerdem Konstruktionsrichtlinien für DIN- und ISO-Normen für die Prüfung zellularer Metalle ableiten.

„Das Interesse an zellularen Metallen und ihrem Einsatz ist heute sehr groß“, so Diplom-Ingenieur Ramin Djamshidian, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Fakultät IuI. „Gezeigt hat es sich sowohl auf der diesjährigen Hannover-Messe als auch am 'Materials Day' der FH Osnabrück, wo wir unser Projekt vorgestellt haben“.

Bereits im Studium befassen sich deshalb angehende Werkstoff-Profis mit zellularen Metallen. So haben sie in diesem Sommersemester in einem interdisziplinären Projekt die Eigenschaften dieser Metalle genau unter die Lupe genommen. Das Ergebnis ihrer Untersuchungen: Dank der Neu- und Weiterentwicklung verschiedener Verfahren gibt es heute – im Hinblick auf Geometriekomplexität, Strukturgröße und Matrixmaterial – viel mehr darstellbare zellulare Strukturen als noch vor einigen Jahren.

Weitere Informationen zum Forschungsprojekt sind erhältlich im neu erschienenen Forschungsbericht der Fakultät IuI (Download unter www.ecs.fh-osnabrueck.de – Aktuelles) sowie bei Prof. Krupp unter Tel.: 0541/969-2188 oder E-Mail: u.krupp@fh-osnabrueck.de.