Referenz
Werkstoffkennwerte
Stand:
Aluminiumschaum hat eine Dichte von 0,5–0,9 g/cm³ – gegenüber 7,85 g/cm³ bei Stahl (S235JR) und 2,7 g/cm³ bei Aluminium (EN-AW 5754). Eine Platte von 1.000 × 1.000 × 10 mm³ wiegt als Aluminium-Aluminiumschaum-Sandwich (AAS) 7,8 kg, als Stahl-Aluminiumschaum-Sandwich (SAS) 21,3 kg, in Stahl 78,5 kg. Die vollständigen Kennwerte stehen in der Tabelle unten.
Welche Kennwerte haben Aluminiumschaum und Sandwiches im Vergleich zu Stahl und Aluminium?
Die Tabelle vergleicht Aluminiumschaum (AlSi10) und die beiden Sandwich-Bauweisen – AAS mit Aluminium-Decklagen und SAS mit Stahl-Decklagen, jeweils im Aufbau 1/8/1 – mit Stahl S235JR und weichem Aluminium EN-AW 5754 (AlMg3). Alle Werte sind analytisch ermittelte Richtwerte; für konkrete Anwendungen müssen sie anwendungsspezifisch ermittelt werden.
| Kennwert | Einheit | Stahl (S235JR) | Aluminium (EN-AW 5754) | AAS (Alu-Decklagen) | SAS (Stahl-Decklagen) | Aluminiumschaum (AlSi10) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Dichte | g/cm³ | 7,85 | 2,7 | 0,3–0,9 (Kern) · 2,7 (Decklage) | 0,7 (Kern) · 7,85 (Decklage) | 0,5–0,9 |
| E-Modul | GPa | 210 | 70 | 5 (Schaum) · 70 (Decklagen) | 6 (Schaum) · 210 (Decklagen) | 6 |
| Querkontraktion | – | 0,3 | 0,34 | 0,3–0,34 | 0,31–0,34 | 0,31–0,34 |
| Druckfestigkeit | N/mm² | – | – | 4–8 (Kern)* | 13 (Kern) | 7–13* |
| Streckgrenze | N/mm² | 235 | 100 | – | – | – |
| Zugfestigkeit | N/mm² | 340 | 180 | 120–200 | 235 (Decklage) | 4–6,3** |
| Biegesteifigkeit | mm/1.000 N | 1,2 | 3,6 | 6,8** | 2,4 | 22–41** |
| Wärmeleitfähigkeit | W/mK | 48–58 | 170–220 | 10–15 (Kern) · 170–220 (Decklage) | 25 (Kern) · 48–58 (Decklage) | 12–36 |
| Masse 1.000 × 1.000 × 10 mm³ | kg | 78,5 | 27 | 7,8* | 21,3 | 5–9* |
Derzeit werden nur Dichten zwischen 0,5 und 0,9 g/cm³ angeboten. *Materialeigenschaften von Sandwiches und Aluminiumschaum sind stark abhängig von der Materialdichte. **Materialeigenschaften sind stark abhängig von der jeweiligen Geometrie. Quellen zur Berechnung: Tabellenbuch Metall, 43. Auflage 2005; Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU. Alle Werte wurden analytisch ermittelt und dienen als Richtwert – für konkrete Anwendungen müssen die Werte speziell ermittelt werden.
Welche Dichten sind lieferbar?
Lieferbar sind derzeit Dichten zwischen 0,5 und 0,9 g/cm³. Innerhalb dieses Bereichs wird die Dichte auf die Anwendung ausgelegt: geringere Dichte für maximale Gewichtsersparnis, höhere Dichte für höhere Druckfestigkeit und Steifigkeit – die Materialeigenschaften hängen stark von der gewählten Dichte ab.
Häufige Fragen
Wie belastbar sind die Kennwerte?
Alle Tabellenwerte sind analytisch ermittelte Richtwerte auf Basis von Tabellenbuch Metall (43. Auflage 2005) und Fraunhofer IWU. Für konkrete Anwendungen müssen die Werte anwendungsspezifisch ermittelt werden – Havel metal foam unterstützt dabei mit FEM-Berechnungen.