Ο αφρός αλουμινίου (το πορώδες μέταλλο με βάση το αλουμίνιο και τα κράματά του) είναι γνωστός για περισσότερο από μισό αιώνα, αλλά εξακολουθεί να έχει σχετικά μικρή κατανομή και εφαρμογή. Ο κύριος λόγος για αυτό ήταν η χαμηλή αναπαραγωγιμότητα της δομής και των ιδιοτήτων του υλικού στην παραγωγή αφρών αλουμινίου. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας αφρού αλουμινίου κατέστησε δυνατό να ξεπεραστούν ορισμένες από αυτές τις δυσκολίες. Έχουν αναπτυχθεί και διερευνηθεί διάφορες διαδικασίες για την παραγωγή μεταλλικών αφρού.

Αρχικά, οι εφευρέτες τέτοιων υλικών εμπνεύστηκαν από φυσικά πορώδη υλικά όπως το ξύλο, τα οστά, τα κοράλλια, η ελαφρόπετρα και ορισμένα άλλα πορώδη ορυκτά. Το κοινό χαρακτηριστικό αυτών των υλικών είναι ο συνδυασμός υψηλής αντοχής, χαμηλού ειδικού βάρους και καλής απορρόφησης ενέργειας. Σήμερα, οι κατασκευαστές αφρών αλουμινίου μπορούν να παράγουν μέταλλα με παρόμοιες ιδιότητες σχετικά εύκολα. Η γκάμα των εφαρμογών των αφρών αλουμινίου είναι πλέον πολύ μεγαλύτερη και έχει δεκάδες διαφορετικές εφαρμογές.

Ένα ευέλικτο υλικό με σχεδόν απεριόριστες σχεδιαστικές και αρχιτεκτονικές εφαρμογές. Εκτός από τη μοναδική του εμφάνιση, έχει ηχοαπορροφητικές ιδιότητες που το καθιστούν ιδανικό για εφαρμογές που απαιτούν τόσο ηχοαπορρόφηση όσο και ομορφιά. Χρησιμοποιείται για προσόψεις, επενδύσεις τοίχων, πλακάκια οροφής ή πεσμένες οροφές, εστιατόρια, μπαρ, γραφεία, πολυκατοικίες, εκθεσιακούς χώρους, δάπεδα Terrazzo, σήμανση, φωτιστικά, εκθέματα και οποιαδήποτε εφαρμογή τολμάτε να φανταστείτε.

Ο αφρός αλουμινίου δημιουργεί ισχυρά αλλά ελαφριά πάνελ. Παρόμοιο σε εμφάνιση με ένα μεταλλικό σφουγγάρι, είναι οπτικά εντυπωσιακό, με μοντέρνα δραματική εμφάνιση. Για την αρχιτεκτονική, ο αφρός αλουμινίου παράγεται σε πάνελ που κυμαίνονται σε διάφορες πυκνότητες και σε πάχη από 12,7 mm έως 43,2 mm (προσαρμοσμένες διαθέσιμες ποσότητες σε εκκρεμότητα). Οι τυπικές εκδόσεις είναι Small, Mid και Large.

Η επιφάνεια κάθε πάνελ είτε αφήνεται στη στερεά φυσική της μορφή όπως παράγεται, είτε υφίσταται επιφανειακές προετοιμασίες που παρέχουν πολλές διαφορετικές εμφανίσεις. Οι εμφανίσεις ως μια συμπαγής επιφάνεια που "λαμπυρίζει" φαίνονται σε μια ημιδιαφανή εμφάνιση "αφρού νερού", ακόμη και προσαρμοσμένα σχέδια. Οι 2 πλευρές κάθε πλαισίου, που προσδιορίζονται ως «πάνω και/ή κάτω», φαίνονται πολύ διαφορετικές μεταξύ τους.

Παραγωγή αφρού αλουμινίου

Υπάρχουν διάφορες διαδικασίες για την παραγωγή αφρού αλουμινίου.

Σε μια περίπτωση, ο μεταλλικός αφρός λαμβάνεται από το λιωμένο μέταλλο με διαφορετικούς τρόπους. Καθώς το αλουμίνιο ψύχεται και σκληραίνει, ο μεταλλικός αφρός σταθεροποιείται. Για το σχηματισμό του αφρού χρησιμοποιούνται ροές αερίου ή παράγοντες φουσκώματος. Ο φουσκωτός παράγοντας αποσυντίθεται υπό ορισμένες συνθήκες και έχει ως αποτέλεσμα εκπομπές αερίων. Μερικές φορές χρησιμοποιούνται ειδικά πρόσθετα για τη σταθεροποίηση των φυσαλίδων αερίου έτσι ώστε ο αφρός να μην αποσυντίθεται πριν από τη σκλήρυνση. Αυτή η διαδικασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την απόκτηση φύλλων αφρού αλουμινίου, προϊόντων με απλά σχήματα και σάντουιτς αφρού αλουμινίου. Τέτοια προϊόντα έχουν ως πυρήνα μεταλλικό αφρό, ο οποίος καλύπτεται και στις δύο πλευρές με ένα στρώμα από συμπαγές αλουμίνιο.

Μια άλλη μέθοδος είναι η χύτευση με πληρωτικό. Για παράδειγμα, οι κόκκοι αλατιού μπορούν να λειτουργήσουν ως πληρωτικά, τα οποία στη συνέχεια ξεπλένονται από τη μήτρα αλουμινίου και εμφανίζονται πόροι αντί για σωματίδια αλατιού. Ως υλικό πλήρωσης χρησιμοποιείται επίσης αφρός πολυουρεθάνης με επίστρωση ανθεκτική στη θερμοκρασία, το οποίο καίγεται κατά τη θερμική επεξεργασία.

Μια άλλη διαδικασία παραγωγής αφρού αλουμινίου χρησιμοποιεί κοίλες κεραμικές ή μεταλλικές μπάλες, οι οποίες εισάγονται στη μεταλλική μήτρα.

Στη χύτευση με έγχυση, μπορούν να χρησιμοποιηθούν κόκκοι πολυμερούς για τη δημιουργία πόρων. Λόγω του πολύ σύντομου χρόνου διεργασίας, αυτοί οι κόκκοι δεν αποσυντίθενται υπό την επίδραση υψηλών θερμοκρασιών. Είτε παραμένουν στη μεταλλική μήτρα ως πληρωτικά είτε αφαιρούνται με παρατεταμένη θερμική επεξεργασία. Στην τελευταία περίπτωση, λαμβάνεται αφρός αλουμινίου με ανοιχτούς πόρους.

Η παραγωγή μεταλλικών αφρού έχει ακόμα μια κατεύθυνση, τη μεταλλουργία σκόνης. Αρχικά, παράγεται ένα μείγμα σκόνης αλουμινίου με ειδικά πρόσθετα. Όταν ένα τέτοιο μείγμα θερμαίνεται, προκύπτουν διεργασίες αφρού και πυροσυσσωμάτωσης οι οποίες, μετά την ψύξη, καταλήγουν σε περαιτέρω τύπους αφρού αλουμινίου.

Ο πιο σύγχρονος τρόπος απόκτησης πορωδών μετάλλων είναι η τεχνολογία προσθέτων. Με την κατασκευή προσθέτων, το σχήμα και η τρισδιάστατη δομή του εξαρτήματος μπορούν να ελεγχθούν με μεγάλη ακρίβεια. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία εξακολουθεί να είναι πολύ δαπανηρή και μπορεί να εφαρμοστεί μόνο σε περιορισμένο αριθμό μετάλλων.

Ιδιότητες και εφαρμογές

Ο αφρός αλουμινίου κλειστού πόρου έχει πορώδες από 80 έως 98%. Η αντοχή του υπερβαίνει σημαντικά αυτή ενός συμπαγούς μετάλλου ίδιου βάρους. Η χρήση τέτοιων υλικών έχει μεγάλες δυνατότητες, ειδικά για τα μέσα μεταφοράς της αυτοκινητοβιομηχανίας, της αεροδιαστημικής βιομηχανίας και της ναυπηγικής. Η μείωση βάρους οδηγεί σε εξοικονόμηση καυσίμου ή καθιστά δυνατή την αύξηση του βάρους του προς μεταφορά φορτίου.

Η πορώδης δομή του αφρού αλουμινίου απορροφά την ενέργεια κρούσης. Αυτή η ιδιότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά τη μεταφορά για προστασία από συγκρούσεις, ως θωράκιση και προστασία από εκρήξεις. Ο αφρός μετάλλου μειώνει τον ήχο. Ως εκ τούτου, τα πάνελ αφρού αλουμινίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως τοίχοι απορρόφησης ήχου κατά μήκος των δρόμων και των σιδηροδρόμων. Η ηχομόνωση των κινηματογράφων και των αιθουσών συναυλιών μπορεί επίσης να είναι αποτελεσματική. Λόγω του μικρού βάρους και της όμορφης επιφάνειάς του, ο αφρός αλουμινίου χρησιμοποιείται για εσωτερικό και εξωτερικό σχεδιασμό.