弗勞恩霍夫機(jī)床與成型技術(shù)研究所（FraunhoferIWU）和制造技術(shù)與先進(jìn)材料研究所（IFAM）在材料研究領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展：復(fù)合材料HoverLight 為機(jī)床設(shè)計(jì)設(shè)定了新標(biāo)準(zhǔn)。通過將鋁泡沫和顆粒填充空心球體結(jié)合在一起，HoverLight 實(shí)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(xiàng)目中，首次證實(shí)HoverLight 可以將系列機(jī)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(fù)合材料，可以保證高水平的阻尼：與以前使用的復(fù)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(jī)床使用壽命更長。夾層設(shè)計(jì)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(yīng)用的具體要求進(jìn)行定制。

　　Fraunhofer IWU金屬泡沫研究部門負(fù)責(zé)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(lǐng)域的極限。我們解決了現(xiàn)代機(jī)床剛性設(shè)計(jì)、移動組件輕量化和有效減振等相互沖突的目標(biāo)要求。”

　　應(yīng)用范圍廣泛

　　在機(jī)床中，所有移動組件（例如機(jī)床滑塊）都可以使用HoverLight。然而，在機(jī)械制造之外，也有許多應(yīng)用是可以想象的——在這些應(yīng)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(jī)器人手臂具有剛度高、質(zhì)量小的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)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(wù)器和高性能計(jì)算機(jī)：輕質(zhì)、堅(jiān)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(shè)備需要輕質(zhì)、堅(jiān)固的設(shè)計(jì)，以保證精確測量并將振動降至最低。

　　下一個目標(biāo)：具有吸引力的制造成本

　　研究人員正在不斷努力進(jìn)一步開發(fā)HoverLight，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。目的是使復(fù)合材料的性能適應(yīng)其他應(yīng)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(fù)雜，需要大量能源，而且還不具備可重復(fù)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(tuán)隊(duì)相信，在短短幾年內(nèi)就能大幅降低成本。

　　聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)和氣候保護(hù)部根據(jù)德國聯(lián)邦議院的決定，為項(xiàng)目合作伙伴（Fraunhofer IWU、IFAM 和巨浪集團(tuán)）提供了資助，作為IGF 預(yù)競爭資助計(jì)劃（IndustrielleGemeinschaftsförderung；項(xiàng)目01IF21481N）的一部分。項(xiàng)目合作伙伴也得到了德國工業(yè)設(shè)計(jì)研究院的技術(shù)和組織支持。

關(guān)注讀覽天下微信， 100萬篇深度好文， 等你來看……