Entwicklung einer Technologieplattform zur Herstellung multifunktioneller Hybridschäume

Das Ziel der MAVO ist die Entwicklung einer neuen Materialklasse, der Hybridschäume, die durch baukastenartige Kombination der Eigenschaften der beteiligten Monomaterialien (Polymere, Metalle, Keramiken, Glas, ORMOCER®) völlig neue Eigenschaftsbilder ermöglichen. Zur gezielten Anwendungsentwicklung wird im Rahmen der MAVO darüber hinaus die Er-arbeitung eines an dieses Baukastensystem angepasstes numerisches Tool zur Werkstoffsimulation angestrebt. Mit beiden Entwicklungsschwerpunkten ist der Aufbau eines neuen Geschäftsfeldes für die FhG verbunden.

Geschäumte Materialien kombinieren ein geringes Gewicht mit interessanten spezifischen Eigenschaften. Durch die stetig wachsenden technischen und gesetzlichen Forderungen stoßen jedoch geschäumte Monomaterialien an Grenzen, die bisher nur durch aufwendige und unflexible Schaumverbünde erreicht werden können. So könnten durch Hybridschäume beispielsweise konträre Anforderungen hinsichtlich plastischer und elastischer Verformbarkeit in einem Bauteil durch Kombination von Polymerschäumen und Metallschäumen erreicht werden. Das aus der Kombination der unterschiedlichen betrachteten Materialien entstehende Eigenschaftsspektrum der Hybridschäume erlaubt eine gesteigerte Funktionsintegration bei geringem Gewicht und freier geometrischer Formbarkeit und stellt damit einen wesentlichen Beitrag zur ressourcenschonenden Lösung komplexer Aufgabenstellungen dar.

Aufbauend auf diesem identifizierten Bedarf an neuen Materialien ist es das übergeordnete Ziel für die Fraunhofer-Institute, eine neue Technologieplattform zur Herstellung von Hybridschäumen mit einzigartigen Eigenschaften zu etablieren. Das Konzept sieht vor, Schäume verschiedener Materialien (Metall, Keramik, Polymer, Glas, ORMOCER®) intrinsisch so zu kombinieren, dass überwiegend die für die jeweilige Anwendung positiven Eigenschaften vereint und die jeweiligen spezifischen Schwächen des Monomaterials kompensiert werden. Der damit entstehende jeweilige Hybridschaum weist - als ein Material gesehen - dann bis dato völlig neue Eigenschaften auf. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Entwicklung neuer Fertigungstechnologien zur parallelen oder seriellen Verarbeitung der Materialien in einem Fertigungsschritt.