Pianka aluminiowa (porowaty metal na bazie aluminium i jego stopów) jest znana od ponad pół wieku, ale nadal ma stosunkowo niewielką dystrybucję i zastosowanie. Głównym powodem tego była niska powtarzalność struktury i właściwości materiału w produkcji pianek aluminiowych. Rozwój technologii pianki aluminiowej umożliwił przezwyciężenie niektórych z tych trudności. Opracowano i zbadano różne procesy produkcji pianek metalowych.

Początkowo wynalazcy takich materiałów inspirowali się naturalnymi materiałami porowatymi, takimi jak drewno, kość, koral, pumeks i niektóre inne porowate minerały. Wspólną cechą tych materiałów jest połączenie wysokiej wytrzymałości, niskiej masy właściwej i dobrej absorpcji energii. Obecnie producenci pianek aluminiowych mogą stosunkowo łatwo wytwarzać metale o podobnych właściwościach. Zakres zastosowań pianek aluminiowych jest obecnie znacznie szerszy i obejmuje dziesiątki różnych zastosowań.

Wszechstronny materiał o praktycznie nieograniczonych zastosowaniach projektowych i architektonicznych. Oprócz wyjątkowego wyglądu ma właściwości pochłaniania dźwięku, co czyni go idealnym do zastosowań wymagających zarówno pochłaniania dźwięku, jak i piękna. Jest stosowany do elewacji, okładzin ściennych, płyt sufitowych lub sufitów podwieszanych, restauracji, barów, biur, budynków mieszkalnych, ekspozycji wystawowych, podłóg lastrykowych, oznakowań, opraw oświetleniowych, eksponatów i wszelkich zastosowań, które odważysz się sobie wyobrazić.

Pianka aluminiowa tworzy mocne, a jednocześnie lekkie panele. Podobna wyglądem do metalicznej gąbki, jest wizualnie uderzająca, z nowoczesnym, dramatycznym wyglądem. W przypadku architektury pianka aluminiowa jest produkowana w panelach o różnych gęstościach i grubościach od 12,7 mm do 43,2 mm (dostępne na zamówienie w oczekiwaniu na ilości). Standardowe wersje to Small, Mid i Large.

Powierzchnia każdego panelu jest albo pozostawiona w swojej naturalnej, stałej formie, w jakiej została wyprodukowana, albo przechodzi przez przygotowanie powierzchni, które zapewnia wiele różnych wyglądów. Wygląd jako jednorodna powierzchnia „lśniąca” do półprzezroczystego wyglądu „piany wodnej”, nawet niestandardowe wzory. Dwie strony każdego panelu, zidentyfikowane jako „góra i/lub dół”, wyglądają bardzo różnie od siebie.

Produkcja pianki aluminiowej

Istnieją różne procesy produkcji pianek aluminiowych.

W jednym przypadku pianka metalowa jest uzyskiwana z roztopionego metalu na różne sposoby. W miarę jak aluminium stygnie i twardnieje, pianka metalowa stabilizuje się. Do formowania pianki używa się strumieni gazu lub środków spieniających. Środek spieniający rozkłada się w określonych warunkach i powoduje emisję gazów. Czasami stosuje się specjalne dodatki w celu stabilizacji pęcherzyków gazu, aby pianka nie rozpadła się przed utwardzeniem. Proces ten można wykorzystać do uzyskania arkuszy pianki aluminiowej, produktów o prostych kształtach i kanapek z pianki aluminiowej. Takie produkty mają piankę metalową jako rdzeń, który jest pokryty z obu stron warstwą litego aluminium.

Inną metodą jest odlewanie z wypełniaczem. Na przykład ziarna soli mogą działać jako wypełniacze, które są następnie wypłukiwane z matrycy aluminiowej, a zamiast cząstek soli pojawiają się pory. Pianka poliuretanowa z powłoką odporną na temperaturę jest również stosowana jako materiał wypełniający, który wypala się podczas obróbki cieplnej.

Innym procesem produkcyjnym pianki aluminiowej jest wykorzystanie pustych kulek ceramicznych lub metalowych, które umieszczane są w matrycy metalowej.

W formowaniu wtryskowym granulaty polimerowe mogą być używane do tworzenia porów. Ze względu na bardzo krótki czas procesu granulaty te nie rozkładają się pod wpływem wysokich temperatur. Pozostają w matrycy metalowej jako wypełniacze lub są usuwane przez przedłużoną obróbkę cieplną. W drugim przypadku uzyskuje się piankę aluminiową o otwartych porach.

Produkcja pianek metalowych nadal ma jeden kierunek, metalurgię proszków. Najpierw wytwarza się mieszankę proszku aluminiowego ze specjalnymi dodatkami. Gdy taka mieszanka jest podgrzewana, zachodzą procesy spieniania i spiekania, które po schłodzeniu skutkują kolejnymi rodzajami pianki aluminiowej.

Najnowocześniejszym sposobem uzyskiwania porowatych metali jest technologia addytywna. Dzięki wytwarzaniu addytywnemu kształt i struktura 3D komponentu mogą być kontrolowane bardzo precyzyjnie. Jednak proces ten jest nadal bardzo kosztowny i może być stosowany tylko do ograniczonej liczby metali.

Właściwości i zastosowania

Pianka aluminiowa o zamkniętych porach ma porowatość od 80 do 98%. Jej wytrzymałość znacznie przewyższa wytrzymałość litego metalu o tej samej wadze. Zastosowanie takich materiałów ma duży potencjał, zwłaszcza w środkach transportu przemysłu samochodowego, przemysłu lotniczego i stoczniowego. Redukcja masy prowadzi do oszczędności paliwa lub umożliwia zwiększenie masy ładunku do transportu.

Porowata struktura pianki aluminiowej pochłania energię uderzenia. Ta właściwość może być wykorzystywana podczas transportu do ochrony przed zderzeniami, jako pancerz i ochrona przed wybuchem. Pianka metalowa tłumi dźwięk. Dlatego panele z pianki aluminiowej mogą być stosowane jako ściany pochłaniające dźwięk wzdłuż ulic i linii kolejowych. Izolacja akustyczna kin i sal koncertowych może być również skuteczna. Ze względu na niską wagę i piękną powierzchnię pianka aluminiowa jest stosowana do projektowania wnętrz i elewacji.