Aluminiumschaum vs. Aluminium vs. Stahl

Wie unterscheiden sich Aluminiumschaum, Aluminium und Stahl in den Kennwerten?

Die Tabelle stellt Stahl S235JR, weiches Aluminium EN-AW 5754 (AlMg3) und Aluminiumschaum (AlSi10) direkt gegenüber – ergänzt um die beiden Sandwich-Bauweisen AAS (Aluminium-Decklagen) und SAS (Stahl-Decklagen) im Aufbau 1/8/1. Alle Werte sind analytisch ermittelte Richtwerte; für konkrete Anwendungen müssen sie anwendungsspezifisch ermittelt werden.

Welcher Werkstoff ist der leichteste?

Aluminiumschaum – mit deutlichem Abstand. Seine Dichte liegt bei 0,5–0,9 g/cm³ gegenüber 2,7 g/cm³ bei Aluminium und 7,85 g/cm³ bei Stahl; mit ca. 0,5 g/cm³ ist er sogar leichter als Wasser und schwimmt. An der Referenzplatte von 1.000 × 1.000 × 10 mm³ heißt das: 5–9 kg als Aluminiumschaum, 27 kg als Aluminium, 78,5 kg als Stahl. Wer Decklagen für höhere Festigkeit braucht, liegt mit dem AAS-Sandwich bei 7,8 kg, mit dem SAS-Sandwich bei 21,3 kg.

Wie steif ist Aluminiumschaum im Vergleich zu Stahl und Aluminium?

Als massiver Werkstoff ist Aluminiumschaum weniger steif als Blech: Sein E-Modul liegt bei 6 GPa gegenüber 70 GPa bei Aluminium und 210 GPa bei Stahl; die Biegesteifigkeit beträgt 22–41 mm/1.000 N gegenüber 3,6 (Aluminium) und 1,2 (Stahl). Die Antwort darauf ist die Sandwich-Bauweise: Mit Stahl-Decklagen (SAS) erreicht das Sandwich 2,4 mm/1.000 N – nahe an massivem Stahl, bei 21,3 kg statt 78,5 kg. Mit Aluminium-Decklagen (AAS) sind es 6,8 mm/1.000 N bei nur 7,8 kg.

Analytisch ermittelte Richtwerte nach Tabellenbuch Metall (43. Auflage 2005) und Fraunhofer IWU; die Biegesteifigkeit ist stark geometrieabhängig.

Welcher Werkstoff punktet beim Brandschutz?

Aluminiumschaum ist nicht brennbar: Die Struktur ist rein metallisch, ohne Kleb- oder Kunststoffe, und je nach Legierung bis 500 °C temperaturbeständig. Da keine Adhäsive verwendet werden, tragen Konstruktionen aus Aluminiumschaum auch nicht zur Brandlast bei. Aluminiumschaum-Sandwiches mit Stahl- oder Aluminium-Decklagen können dank ihrer vollständig metallischen Bindung nach DIN EN 45545 als nicht brennbar eingestuft werden – relevant überall dort, wo Brandschutznormen die Werkstoffwahl bestimmen.

Wie schneidet Aluminiumschaum beim Recycling ab?

Aluminiumschaum ist zu 100 % recycelbar: Es werden keine Adhäsive verwendet, der Werkstoff bleibt Metall. Das unterscheidet ihn von den meisten anderen Leichtbauwerkstoffen, die geringes Gewicht mit Stabilität verbinden – Kunststoffe, kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) und glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) sind kaum recycelbar. Durch die natürliche Oxidschicht ist das Metall zudem beständig.

Was kann Aluminiumschaum, was Stahl- oder Aluminiumblech nicht bietet?

Aluminiumschaum bringt funktionale Eigenschaften mit, die über das reine Tragverhalten hinausgehen: Er absorbiert Druck- und Schlageinwirkungen und verhindert Materialzerstörungen wie Risse und Brüche – das erhöht Sicherheit und Reparaturfähigkeit. Schallwellen werden bei der Durchdringung effektiv gedämpft, wobei Dichte und Dicke das Ergebnis bestimmen. Und er gehört zu den besten metallischen Wärmeleitern (12–36 W/mK), einsetzbar in Kühl- wie Heizsystemen. Sein volles Potenzial schöpft der Werkstoff aus, wenn mehrere dieser Eigenschaften in einer Anwendung zusammenkommen.

Was ist Aluminiumschaum nicht?

Aluminiumschaum ist keine Bienenwabenstruktur (Honeycomb): Sein zellularer Aufbau ist geschlossenporig und besteht aus stochastisch – also unregelmäßig – verteilten Hohlräumen, nach dem Vorbild von Korallen und Knochen, nicht aus regelmäßigen Waben. Er ist auch kein Polymerschaum: Die Struktur ist rein metallisch, ohne Kleb- oder Kunststoffe. Und er ist kein massives Aluminium – durch Gaseinschlüsse wird aus dem ohnehin leichten Metall ein noch leichterer Werkstoff mit ca. 0,5 g/cm³ statt 2,7 g/cm³.

Häufige Fragen