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Metallschaum als Wärmeübertrager.
© Institut für Luft- und Kältetechnik Dresden
Einsatzmöglichkeiten in der Luft-, Kälte- und Wärmetechnik
Projektinfo 12/2005
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Metallschäume in der Wärmetechnik

Seit etwa 20 Jahren gelingt es, mit verschiedenen Herstellungsverfahren offenporige Metallschäume herzustellen. Diese Werkstoffe haben erstaunliche Eigenschaften: Ähnlich aufgebaut wie natürliches Knochengewebe erreichen sie bei geringem Gewicht eine bemerkenswerte mechanische Festigkeit. Mehr noch – gasförmige und flüssige Medien können die Struktur durchströmen und werden dabei verwirbelt. Gleichzeitig erlaubt die große innere Oberfläche und die gute Wärmeleitfähigkeit des Metallschaums die Übertragung großer Wärmemengen.

Aufgrund dieser Eigenschaften liegt es nahe, den Werkstoff in der Klima-, Kälte- und Lufttechnik einzusetzen. Insbesondere für die Konstruktion von Wärmeübertragern besteht ein erhebliches Anwendungspotenzial. Bisher gibt es noch kein vollständiges Modell, das die thermischen und physikalischen Eigenschaften der neuen Werkstoffe vollständig beschreibt und mit dem die Einsatzmöglichkeiten allgemein bewertet werden können. Einzelne Komponenten wurden zwar schon für spezielle Anwendungen entwickelt, die Ergebnisse für andere erwiesen sich bisher aber als wenig praktikabel.

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In einem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit (BMWA) geförderten Verbundprojekt wurden diese Wissenslücken geschlossen. Die theoretisch-experimentellen Untersuchungen wurden im Institut für Luft- und Kältetechnik in Dresden durchgeführt. Die erforderlichen Proben und Materialien entwickelte die m-pore GmbH. Zunächst waren Rechenmethoden und Algorithmen zur Beschreibung der physikalisch-technischen Eigenschaften der Werkstoffe zu entwickeln. Damit sollten Kriterien formuliert werden, wie Komponenten der Klima- und Kältetechnik mit Metallschäumen ausgelegt werden können. Auch wenn eine konkrete Produktentwicklung nicht Ziel dieses Vorhabens war, sollten Chancen und Grenzen der Anwendbarkeit für verschiedene Einsatzgebiete mit Labormustern aufgezeigt werden.

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