Leichter Schutz
Schaum für den Weltraum

Ein idealer Werkstoff für die Raumfahrt: Forscher suchen nach dem besten Rezept für aufgeschäumte Metalle. Diese haben einen großen Vorteil: Sie sind besonders leicht. Doch noch testen die Physiker ihre "Backmischung". Denn wie beim Brotbacken kommt es auch beim Metallschaum auf das Treibmittel und die Temperatur an.

DÜSSELDORF. In wenigen Wochen bricht Francisco Garcia-Moreno zu einer Reise in die Schwerelosigkeit auf. Dazu braucht man nicht unbedingt ein Raumschiff. Eine umgebaute Boeing 727 der Firma „Zero-G“ genügt (G ist die Maßeinheit der Schwerkraft). Denn in dieser Maschine setzt die Schwerkraft für jeweils 20 Sekunden aus, wenn sie steil in den Himmel schießt und dann die Nase abrupt Richtung Erde dreht. 30 solcher Parabeln fliegt das Zero-G-Flugzeug am Tag.

Der Physiker vom Hahn-Meitner-Institut in Berlin macht das natürlich nicht zum Vergnügen. „Wenn man sich nicht übergeben hat, kann man im Augenblick der Schwerelosigkeit forschen“, sagt er. Er wird einige Öfen und Röntgenapparate mitnehmen, um aus 50 verschiedenen Metallen Schäume zu „backen“: Gemahlenes Metall wird mit einer Art Backpulver vermengt und in ein fingerhutgroßes Pfännchen geschüttet; hinein in den kaffeemaschinengroßen Ofen; Deckel zu und einheizen. Bei einigen hundert Grad Celsius schmilzt das Gemisch und beginnt dann zu schäumen. Jetzt muss Garcia-Moreno den Schaum vorsichtig abkühlen, damit er nicht einfällt. Ein Problem, das jeder Bäcker vom Käsekuchen kennt: Wenn er voreilig aus dem Ofen genommen wird, stürzt er in sich zusammen.

„Man muss die richtige Temperatur treffen. Schäumt es zu schnell, fällt die Masse zusammen. Reagiert das Treibmittel zu langsam, entstehen nur Risse“, sagt Carolin Körner. Je nach Metall muss ein anderes Treibmittel verwendet werden, wie die Physikerin aus Computermodellrechnungen und Experimenten an der Universität Erlangen weiß. Bei Aluminiumlegierungen schwört sie auf Titanhydrid, das ab einer Temperatur von 400 Grad Celsius Wasserstoff freisetzt, der die Metallschmelze wie einen Hefeteig aufgehen lässt.

Die Werkstoffe nehmen wie Brot durch das Backen an Volumen zu. Teilweise sind sie dann pro Kubikmeter nur noch halb so schwer. Gerade die ohnehin schon leichten Metalle wie Aluminium und Magnesium werden dadurch zum Fliegengewicht. Das macht sie auch für Fahrzeughersteller interessant. Ihre Wagen könnten mit dem Schaum viele Kilos abspecken. Die Poren würden außerdem den Motorenlärm im Inneren des Autos dämmen und die Sicherheit erhöhen: „Türen aus Schaum wären ein perfekter Aufprallschutz. Bei seitlichen Kollisionen passieren heute die schlimmsten Unfälle“, sagt Garcia-Moreno. Die Energie des Zusammenstoßes muss nämlich erst einmal die Blasenwände zerbrechen. So wird die Wucht abgefedert.

Bleibt nur ein Problem: „Solange die Tür doppelt so viel kostet, verwenden die Autohersteller keinen Schaum.“ In der neuen Audi-Serie Q7 ist zwar ein Halter aus dem Material hinter der Stoßstange montiert. „Aber der Werkstoff ist immer noch ein Exot“, klagt Garcia-Moreno. Die Fahrzeugindustrie könnte sich ab zehn Euro je Kilogramm von den bisherigen Metallen lösen. Derzeit liegt der Preis noch doppelt so hoch.

„Die Prozesskosten müssen noch optimiert werden“, pflichtet Karsten Stöbener vom Bremer Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung bei. Die wenigen Hersteller von Metallschäumen ringen auch immer noch mit technischen Problemen: „Die hatten am Anfang vierzig Prozent Ausschuss, heute sind es vielleicht fünf Prozent. Die fehlerhafte Ware wird einfach wieder eingeschmolzen, aber besonders ökonomisch ist das nicht“, sagt Garcia-Moreno.

Seite 1:

Schaum für den Weltraum

Seite 2:

Seite 3:

Serviceangebote
Zur Startseite
-0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%