Schiuma di legno e spugna di metallo:si possono combinare? Questa era la domanda che gli esperti del Fraunhofer Institute for Wood Research, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI ha approfondito un progetto intitolato "HoMe Foam" - dove HoMe è un acronimo tedesco per legno-metallo - insieme agli scienziati dell'Istituto Fraunhofer per le macchine utensili e la tecnologia di formatura IWU e l'Istituto Fraunhofer per la tecnologia di produzione e Materiali avanzati IFAM. Di conseguenza, i materiali a contrasto si fondono in perfetta armonia. Il nuovo mix di materiali innovativo vanta eccellenti proprietà isolanti e ha una bassa resistenza alla flessione.

Oggi, la sostenibilità è un aspetto chiave nello sviluppo di nuovi materiali, dove l'obiettivo principale è garantire che i materiali di input utilizzati provengano da fonti rinnovabili e che il prodotto sia riciclabile alla fine della sua vita utile. Ricercatori dell'Istituto Fraunhofer per la ricerca sul legno, WKI sta sviluppando schiume di legno realizzate interamente in legno. Le proprietà adesive naturali del legno rendono superflui gli adesivi sintetici. Dal punto di vista ecologico, questo rende le schiume di legno ideali per un'intera gamma di applicazioni, ad esempio come materiale d'anima per costruzioni leggere e pannelli sandwich, come materiale da imballaggio, o per l'isolamento termico o acustico.

Al fine di ampliare il campo di applicazione della schiuma di legno, un gruppo di ricercatori del Fraunhofer Institute guidati dal Dr. Frauke Bunzel del Fraunhofer WKI ha sviluppato un ibrido di schiuma legno-metallo che unisce le proprietà della schiuma di legno e della spugna di metallo. Nel corso del progetto, hanno elaborato i principi per la produzione del composito e ne hanno determinato le proprietà chiave iniziali, permettendo di classificarlo in relazione ad altri materiali. Nei progetti successivi, i ricercatori adatteranno le proprietà del composito alle applicazioni selezionate. "Rafforzare la schiuma di legno con uno scheletro di metallo, Per esempio, può aumentare sostanzialmente la sua resistenza alla flessione caratteristicamente bassa." Nel caso della schiuma HoMe, la resistenza alla flessione dell'ibrido è addirittura maggiore di quella dei suoi due componenti. "Questo lo rende un materiale d'anima ideale per i pannelli sandwich o come materiale semilavorato leggero autoportante, " spiega il dottor Bunzel. Un altro vantaggio è che, a differenza della schiuma di legno, la spugna metallica può condurre elettricità. Le eccezionali proprietà della schiuma di legno sono i suoi alti livelli di assorbimento acustico e bassa conduttività termica, rendendolo un ottimo materiale isolante. La combinazione di spugna di metallo e schiuma di legno crea un materiale ibrido leggero con una maggiore funzionalità, uno che può essere utilizzato per componenti che forniscono rinforzo e assorbono il suono. Il materiale è quindi adatto per l'uso nell'industria automobilistica, Per esempio, come tappetini acustici di rinforzo nei vani motore o come piastre del pavimento. Sono ipotizzabili anche altre applicazioni.

Come si ottiene la schiuma di legno nella spugna di metallo?

Mettere semplicemente le schiume di legno e metallo in una ciotola e mescolarle non funziona, il motivo è che i ricercatori del Fraunhofer IWU non schiumano la spugna di metallo, ma fabbricarlo in un processo di fusione. Il risultato è una spugna, struttura metallica a celle aperte con molte piccole cavità. Attualmente, questa spugna metallica è prodotta in lastre di 250 mm x 250 mm x 30 mm. La schiuma di legno, che ha una consistenza soda simile a quella degli albumi montati a neve, quindi deve essere inserito nella piastra in spugna metallica.

Originariamente, il team ha provato a usare la pressione per forzare la schiuma di legno nella piastra di spugna di metallo, ma le fibre di legno si sono attaccate alla superficie, infiltrandosi solo nelle cavità ai margini della spugna. La soluzione era una tecnica di maschiatura, che ha permesso ai ricercatori di riempire l'intera spugna di metallo con schiuma di legno.

Il gruppo di lavoro sta attualmente esaminando modi per semplificare la catena di processo per la produzione della schiuma di legno e per semplificare e accelerare il processo di inserimento della schiuma di legno nella spugna metallica. L'obiettivo è portare presto la schiuma HoMe nella produzione su scala industriale.