Metallische Hohlkugelstrukturen - Systemleichtbau durch gezieltes Werkstoffdesign

Multifunktionale Hohlkugelstrukturen sind hervorragend zur Integration mehrerer essentieller Funktionen wie Stützen und Tragen, Absorption von Luftschall und Schwingungen, Schutz vor zu hohen und zu niedrigen Temperaturen, vor Schlag und Stoß sowie zur Speicherung von Wärme geeignet. Zusätzlich sind sie über einen sehr großen Temperaturbereich in ihren Eigenschaften stabil. Bei der Konstruktion von Bauteilen und Baugruppen für Leichtbauanwendungen ermöglicht eine genaue Bedarfsanalyse ein auf diesen Fall zugeschnittenes Werkstoffdesign mit der Integration mehrerer Grundfunktionen in einem Bauteil. Gleichzeitig wird eine massive Massereduktion erreicht. Wegen ihrer Integrationsfähigkeit für mehrere Funktionen, die u.U. Baugruppen überflüssig macht, sind Hohlkugelstrukturen ein essentielles Werkzeug des Systemleichtbaus. Ein gezieltes Werkstoffdesign kann im Rahmen des Systemleichtbaus zu erheblichen Masseeinsparungen führen, weil anwendungsorientiert eingesetzte Hohlkugelstrukturen mehrere Aufgaben übernehmen können. Als lokale Verstärkung von Profilen und als Kernlage von Sandwichkonstruktionen sorgen sie für ausreichende Festigkeit und Steifigkeit. Gleichzeitig verbessern sie das Crashverhalten, dämpfen Schwingungen oder übernehmen Aufgaben im thermischen Management. Werden sie zumindest einseitig ohne Decklage eingesetzt, führen ihre schalldämpfenden Eigenschaften zu deutlich verringerter Schallabstrahlung. Spezielle Einzelkugeln können in Fluiden deren Wärmekapazität erhöhen oder katalytisch wirken. Mit geschliffenen Oberflächen finden sie Einsatzfelder von schnellarbeitenden Ventilen bis hin zur Schmuckindustrie.