Enorm leicht, stark dämpfend und gut umformbar

Ein neuer Schichtverbundwerkstoff aus Blech vereint eine gute Schalldämpfung mit den Vorzügen einer gezielt einstellbaren Steifigkeit – bei sehr geringem Gewicht. Das Patent ist erteilt. Die TLB GmbH sucht im Auftrag der Erfinder und der Universität Stuttgart jetzt Partner aus der Industrie für die Markteinführung dieses neuartigen Hybridwerkstoffes.

Streifen im Querschnitt, der einseitig versickt ist. Die schwarze Füllung stellt Klebstoff dar, darunter liegt ein weiterer einseitig versickter Blechstreifen quer / Bildquelle: Institut für Umformtechnik (IFU), Universität Stuttgart

Das von Forschern der Universität Stuttgart neuentwickelte hybride Halbzeug Bolight bietet gute Dämpfungseigenschaften bei niedrigem Flächengewicht. Es besteht aus zwei dünnen Blechen, von denen eines mit Sicken versteift ist. Das andere Blech wird eben aufgeklebt, damit ist der Verbund auch optisch schön anzusehen. Zwischen den Blechen befindet sich eine viskoelastische Schicht, die gleich mehrere Funktionen erfüllt: Sie hält die Bleche zusammen, wirkt also wie ein Klebstoff, und dämpft Schwingungen. Zudem erhöht sie die Steifigkeit des Verbunds durch die einseitig gezielt eingebrachten Sicken. Neu sind die einzelnen Komponenten nicht, doch einen umformbaren Verbund aus einer ebenen Blechlage, Sickenblech und viskoelastischer Zwischenschicht gab es bislang nicht. Der neue Werkstoff vereinigt die Vorteile der einzelnen Elemente. Zudem entstehen durch die Kombination weitere gewünschte Eigenschaften wie eine gezielt einstellbare Steifigkeit, so Professor Dr.-Ing. Mathias Liewald, Direktor des Instituts für Umformtechnik (IFU) an der Universität Stuttgart.

In einer rund dreijährigen Forschungsarbeit entstand am IFU der neue Verbundwerkstoff Bolight. Diplom-Ingenieur Christian Bolay tüftelte mit seinem Team so lange an der Kombination aus Blech und Klebematerial, bis er eine optimale Kombination gefunden hatte, die extrem leicht und doch sehr steif ist. Der neue Verbundwerkstoff erwies sich in den folgenden Entwicklungsarbeiten zudem als leicht umformbar und gut dämpfend. Zu verdanken ist dies der viskoelastischen Schicht, die einerseits Schwingungen reduziert und andererseits mit der geringen Dicke in unversickten Bereichen nahezu die gleiche Umformbarkeit wie monolithische Bleche aufweist.

Durch die Kombination dieser Eigenschaften eröffnen sich für dieses neue Produkt zahlreiche Einsatzgebiete. Nach dem Erfinder Dr.-Ing. Christian Bolay könnte man den Werkstoff in der Automobilindustrie ebenso verwenden wie im Baugewerbe oder bei der Produktion von Computern. Er ist überall dort von Vorteil, wo ein gutes Verhältnis von Gewicht und Steifigkeit sowie eine hohe akustische Dämpfung gefordert sind. Der neue Verbundwerkstoff bietet noch eine weitere Besonderheit: Durch die nur einseitig angebrachten Sicken ist eine Seite des Verbunds eben. Dadurch lassen sich beispielsweise Verkleidungen und Außenwände von Maschinen und Schaltschränken optisch sehr ansprechend gestalten.

Am IFU in Stuttgart gibt man sich mit dem Status quo allerdings noch nicht zufrieden. Insbesondere die Umformbarkeit des Verbunds soll noch weiter verbessert werden. Die Forscher wollen herausfinden, wo die Grenzen liegen, so erklärt der Produktionstechniker, der Mitglied in zahlreichen nationalen und internationalen Fach- und Forschungsgesellschaften ist. Seit mehr als 50 Jahren wird an seinem Institut auf den Gebieten der Blech- und Massivumformung intensiv geforscht. An dem international renommierten Institut haben Liewald und seine Vorgänger mehrere innovative Umformverfahren entwickelt und zahlreiche neuartige Umformeinrichtungen konzipiert und realisiert. Seit seinem Amtsantritt vor rund zehn Jahren legt Professor Liewald besonderen Wert auf eine fundierte und anwendungsnahe Lehre. Die Vorlesungen, Seminare und Exkursionen richten sich an Studierende der Studiengänge Maschinenwesen, Fahrzeug- und Motorenbau, technische Betriebswirtschaftslehre, Automatisierungstechnik, Technologiemanagement und Werkstoffwissenschaften.

Der von Professor Liewald und Dr. Bolay entwickelte Verbundwerkstoff ermöglicht mit seinen neuen Eigenschaften Kosteneinsparungen durch Leichtbau am Produkt und wird ausschließlich aus Standardprodukten hergestellt. Neu ist die Kombination der einzelnen Werkstoffe in dem Produkt Bolight, sie führt zu dem geringen Gewicht bei gleichzeitig hoher Dämpfung der Geräusche. Außerdem lassen sich die neuen Dämpfungsbleche in unversteiften Bereichen einfach umformen“, erklärt Dr. Florian Schwabe, Leiter des Bereichs Physical Science bei der Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH in Karlsruhe. Die TLB GmbH unterstützt Erfinder, Hochschulen und Unternehmen bei der Patentierung innovativer Ideen und der Umsetzung in marktfähige Produkte.

Bei der Weiterentwicklung des neuentwickelten hybriden Halbzeugs käme ein Partner aus der Industrie sehr gelegen. Interessant sei die Erfindung vor allem für Lieferanten von Blechkomponenten und Maschinenhersteller sowie für die Automobil- und Computerindustrie, meint Dr. Florian Schwabe. Je nach konkreter Anforderung und gewünschtem Einsatzgebiet könne Bolight mit Stahl- oder Aluminiumblechen gefertigt werden, in die einseitig mehr oder weniger spezifisch ausgestaltete Sicken eingebracht sind und die mit einer mehr oder weniger dünnen viskoelastischen Schicht verbunden werden.

http://www.tlb.de

http://www.ifu.uni-stuttgart.de/