弗勞恩霍夫機床與成型技術(shù)研究所（Fraunhofer IWU）和制造技術(shù)與先進材料研究所（IFAM）在材料研究領域取得了突破性進展：復合材料HoverLight為機床設計設定了新標準。通過將鋁泡沫和顆粒填充空心球體結(jié)合在一起，HoverLight 實現(xiàn)了前所未有的輕質(zhì)、剛性和減震性能。在與一家工業(yè)合作伙伴的合作項目中，首次證實HoverLight可以將系列機床的振動抑制3倍。與原來的組件相比，重量減輕了20%。

HoverLight是金屬泡沫和空心球的復合材料，可以保證高水平的阻尼：與以前使用的復合材料相比，帶有內(nèi)置空心球體的鋁泡沫對振動的阻尼要大得多。因此，加工精度更高，機床使用壽命更長。夾層設計還大大減輕了重量，使加工過程更加動態(tài)。HoverLight可以根據(jù)不同應用的具體要求進行定制。

Fraunhofer IWU金屬泡沫研究部門負責人Jörg Hohlfeld博士說：“通過HoverLight，我們開發(fā)出了一種材料，它突破了減震領域的極限。我們解決了現(xiàn)代機床剛性設計、移動組件輕量化和有效減振等相互沖突的目標要求。”

應用范圍廣泛

在機床中，所有移動組件（例如機床滑塊）都可以使用HoverLight。然而，在機械制造之外，也有許多應用是可以想象的——在這些應用中，輕質(zhì)、高剛性和高精度尤為重要：

● 采用夾層結(jié)構(gòu)的機器人手臂具有剛度高、質(zhì)量小的優(yōu)點，可以實現(xiàn)更高的速度和加速度；

● 泡沫鋁制成的剛性結(jié)構(gòu)已用于批量生產(chǎn)的汽車的碰撞結(jié)構(gòu)中，填充顆粒的中空球體提高了減震效果；

● 軌道車輛：可以想象使用HoverLight的墻壁和地板元件，帶有鋁質(zhì)泡沫芯材的地板板已被用作北京地鐵的夾層；

● 服務器和高性能計算機：輕質(zhì)、堅固的外殼可提高穩(wěn)定性、散熱性和減震性；

● 醫(yī)療技術(shù)：核磁共振成像和超聲波設備需要輕質(zhì)、堅固的設計，以保證精確測量并將振動降至最低。

下一個目標：具有吸引力的制造成本

研究人員正在不斷努力進一步開發(fā)HoverLight，擴大其應用范圍。目的是使復合材料的性能適應其他應用的要求，并通過工業(yè)化流程降低其制造成本?？招那蝮w的生產(chǎn)非常復雜，需要大量能源，而且還不具備可重復性。

一種很有前景的方法是用金屬泡沫代替空心球，這種方法更容易生產(chǎn)，因此成本更低，類似于藥品包裝中使用的金屬泡沫。弗勞恩霍夫團隊相信，在短短幾年內(nèi)就能大幅降低成本。

聯(lián)邦經(jīng)濟事務和氣候保護部根據(jù)德國聯(lián)邦議院的決定，為項目合作伙伴（Fraunhofer IWU、IFAM和巨浪集團）提供了資助，作為IGF預競爭資助計劃（Industrielle Gemeinschaftsförderung；項目01IF21481N）的一部分。項目合作伙伴也得到了德國工業(yè)設計研究院的技術(shù)和組織支持。

來源：榮格-《國際金屬加工商情》

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