Aluminiumschaum für Drohnen und Bodenstationen
Für Drohnen und deren Bodenstationen fertigt Havel metal foam vier Bauteilgruppen aus Aluminiumschaum: Strukturbauteile und Träger, ausgeschäumte Führungsschienen für Nutzlastteile, Kühlkörper sowie Elektronikgehäuse. Der Werkstoff bringt hier vier Eigenschaften mit, die in einem unbemannten System zusammenwirken: Schwingungsdämpfung, Gewichtsreduktion, Crashabsorption und eine höhere erreichbare Geschwindigkeit. Für die Auswahl entscheidend: Der Kühlkörper DCR-A ist ein Konstruktionsvorschlag und kein geliefertes Bauteil, und die Wärmeleitfähigkeiten aus dem Produktdatenblatt gelten für den Werkstoff nach Dichte und nicht für das Bauteil mit Gusshaut.
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Wo sitzt Aluminiumschaum in einer Drohne?
Havel metal foam fertigt für unbemannte Systeme Strukturbauteile und ausgeschäumte Träger, Führungsschienen für Nutzlastteile im Inneren der Drohne, Kühlkörper sowie Elektronikgehäuse für Bodenstationen. Der gemeinsame Nenner ist die Kombination aus vier Eigenschaften, die in einer Drohne nicht getrennt voneinander wirken: Schwingungsdämpfung, Gewichtsreduktion, Crashabsorption und eine höhere erreichbare Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit ist dabei keine eigene Materialeigenschaft, sondern die Folge der beiden ersten: weniger Masse und eine höher liegende kritische Frequenz.
- Strukturbauteile und ausgeschäumte Träger
- Führungsschienen für Nutzlastteile
- Kühlkörper
- Elektronikgehäuse für Bodenstationen
Was bringt ein ausgeschäumter Träger gegen Schwingungen?
Der Träger von Havel metal foam besteht aus einem Aluminiumschaumkern, der in Aluminiumguss eingefasst ist. Für diesen Aufbau gelten zwei Zahlen: eine Schwingungsreduktion von 60 % und eine kritische Frequenz, die von 310 auf 370 Hz steigt. Für ein Fluggerät ist die zweite Zahl die wichtigere, weil sie den Abstand zwischen Betriebsdrehzahl und Resonanz vergrößert und damit den Bereich, in dem sich die Struktur überhaupt anregen lässt.
Beide Zahlen stammen aus der Konstruktion dieses Trägers und nicht aus einer Prüfung nach einem festgelegten Verfahren. Es sind Herstellerangaben zu einem konkreten Bauteil: für eine Qualifikation, die ein Prüfverfahren, eine Prüfstelle und eine Probenzahl verlangt, tragen sie nicht.
Was ändert sich, wenn eine Führungsschiene ausgeschäumt wird?
Havel metal foam schäumt Führungsschienen aus, die Nutzlastteile im Inneren der Drohne tragen. Der Schaum sitzt dabei im Hohlraum eines vorhandenen Profils, was zwei Dinge gleichzeitig bewirkt: Die Schiene dämpft Schwingungen, die sonst über die Führung in die Nutzlast laufen, und sie wird leichter als eine massive Ausführung derselben Steifigkeit. Für eine Kamera oder eine Sensorik ist das der Unterschied zwischen einem ruhigen und einem verwackelten Bild.
Was ersetzt der Kühlkörper DCR-A, und was spart er an Masse?
DCR-A steht für Die Cast Replacement Model A: ein Kühlkörper aus Aluminiumschaum mit einer Aluminium-Gusshaut, den Havel metal foam als Ersatz für ein Druckgussteil mit Kühlrippen entworfen hat. Das Gesamtgewicht beträgt 0,03 kg. Gegenüber der heutigen Ausführung aus Aluminiumdruckguss steht damit rund 30 g gegen rund 60 g, also etwa die Hälfte der Masse bei gleicher Einbausituation. In einem Fluggerät wirkt eingespartes Gewicht an dieser Stelle doppelt, weil es nicht nur getragen, sondern auch beschleunigt werden muss.
DCR-A ist ein Konstruktionsvorschlag und kein geliefertes Bauteil. Der Gewichtsvergleich beruht auf der Konstruktion und nicht auf einem gefertigten und gewogenen Muster.
Wie gut leitet der Kühlkörper die Wärme ab?
Für DCR-A als Bauteil ist keine Wärmeleitfähigkeit belegt. Belegt ist die Wärmeleitfähigkeit des Aluminiumschaums in Abhängigkeit von der Dichte, und diese Werte gelten für den Schaum, nicht für den Verbund aus Schaum und Aluminium-Gusshaut. Für DCR-A gibt Havel metal foam daneben einen deutlich höheren Wert an, die unter anderen Bedingungen zustande gekommen ist. Für einen Kühlkörper entscheidet genau diese Zahl über die Auslegung: Wer DCR-A thermisch bewerten will, braucht eine Messung am Bauteil. Belastbar ist heute der Gewichtsvergleich.
Die Wärmeleitfähigkeiten des Werkstoffs nach Dichte stehen auf der Seite Kennwerte. Sie gelten für den Schaum und nicht für das fertige Bauteil mit Gusshaut.
Was leisten Elektronikgehäuse für Drohnen-Bodenstationen?
Havel metal foam baut Elektronikgehäuse aus Aluminiumschaum, bei denen dieselbe Wand mehrere Aufgaben übernimmt: Sie trägt, sie schirmt elektromagnetisch ab, sie hält im Brandfall und im Fall einer Verpuffung zusammen, und sie wirkt gleichzeitig als Kühlkörper. Das ist der eigentliche Vorteil gegenüber einem Blechgehäuse mit angesetztem Kühlkörper und eingelegter Schirmung, weil drei Bauteile zu einem werden. Die Abschirmwirkung ruht auf Messungen nach EN 50147-1 am Fraunhofer IWU.
Zwei Einschränkungen gehören dazu. Eine bauaufsichtliche oder normative Einstufung des Brandverhaltens hält Havel metal foam für dieses Gehäuse nicht, und ein Schutzwert gegen eine Verpuffung ist für dieses Gehäuse nicht nachgewiesen. Die Schirmdämpfung hat das Fraunhofer IWU nach EN 50147-1 an sechs Proben gemessen; die Messung liegt als Diagramm vor und ist auf der Seite Kennwerte eingeordnet.
Wie trennt Havel metal foam Drohnenbau und Drohnenschutz?
Havel metal foam hält beides bewusst auseinander. Das eine sind Bauteile, aus denen eine Drohne gebaut wird. Das andere sind Deckenelemente für mobile Schutzbauten, die Havel metal foam gegen Kamikaze-Drohnen und von Drohnen abgeworfene Sprengmittel auslegt; Aufbau, Tragfähigkeit und Montage stehen im Bereich Verteidigung. Eine Schutzwirkung gegen einen konkreten Wirkkörper ist in keinem der beiden Felder nachgewiesen.
Gibt es ausgeführte Drohnenprojekte mit diesem Werkstoff?
Ein ausgeführtes Drohnenprojekt von Havel metal foam gibt es bisher nicht. Belegt ist das Bauteil: Aufbau, Masse, Aufgabe und, wo vorhanden, die zugehörige Zahl. Der Kühlkörper DCR-A ist ein Entwurf, und die übrigen Bauteilgruppen sind Anwendungsfelder mit ihren Eigenschaften und keine Referenzliste. Wer ein konkretes Bauteil einordnen möchte, kommt mit Geometrie, Lastfall und geforderter Eigenschaft weiter als mit der Branche.
Bauteile für Drohnen
Welche Bauteile für Drohnen fertigt Havel metal foam aus Aluminiumschaum?
Auch gefragt: Wofür wird Aluminiumschaum in unbemannten Systemen eingesetzt? · Welche Drohnenbauteile gibt es aus Metallschaum?
Havel metal foam fertigt für unbemannte Systeme vier Bauteilgruppen aus Aluminiumschaum: Strukturbauteile und ausgeschäumte Träger, Führungsschienen für Nutzlastteile im Inneren der Drohne, Kühlkörper sowie Elektronikgehäuse für Bodenstationen. Vier Eigenschaften tragen diese Anwendungen, und sie wirken in einem Fluggerät nicht getrennt voneinander: Schwingungsdämpfung, Gewichtsreduktion, Crashabsorption und eine höhere erreichbare Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit ist dabei keine eigene Materialeigenschaft, sondern die Folge der beiden ersten, also von weniger Masse und einer höher liegenden kritischen Frequenz.
- Quellen
- Markeninhalte
Was bringt ein ausgeschäumter Träger in einer Drohne gegen Schwingungen?
Auch gefragt: Wie stark dämpft ein Aluminiumschaum-Träger? · Was passiert mit der Eigenfrequenz eines ausgeschäumten Trägers?
Der Drohnenträger von Havel metal foam besteht aus einem Aluminiumschaumkern, der in Aluminiumguss eingefasst ist. Für diesen Aufbau gelten zwei Zahlen: eine Schwingungsreduktion von 60 % und eine kritische Frequenz, die von 310 auf 370 Hz steigt. Für ein Fluggerät ist die zweite die wichtigere, weil sie den Abstand zwischen Betriebsdrehzahl und Resonanz vergrößert. Beide Zahlen stammen aus der Konstruktion dieses Bauteils und nicht aus einer Prüfung nach einem festgelegten Verfahren. Es sind Herstellerangaben zu einem konkreten Bauteil: für eine Qualifikation, die ein Prüfverfahren, eine Prüfstelle und eine Probenzahl verlangt, tragen sie nicht.
- Quellen
- Markeninhalte
Wozu dienen ausgeschäumte Führungsschienen in einer Drohne?
Auch gefragt: Wie wird die Nutzlast in einer Drohne geführt? · Was bringt Schaum im Hohlraum einer Führungsschiene?
Havel metal foam schäumt Führungsschienen aus, die Nutzlastteile im Inneren der Drohne tragen. Der Schaum sitzt im Hohlraum des vorhandenen Profils und bewirkt zwei Dinge gleichzeitig: Die Schiene dämpft Schwingungen, die sonst über die Führung in die Nutzlast laufen, und sie wird leichter als eine massive Ausführung derselben Steifigkeit. Für eine Kamera oder eine Sensorik entscheidet genau das über die Bildruhe. Eine Dämpfungskennzahl für diese Schiene ist nicht gemessen; belegt ist die Bauweise.
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Kühlkörper und Elektronik
Wie ist der Kühlkörper DCR-A aufgebaut und was wiegt er?
Auch gefragt: Was ist DCR-A? · Wie viel leichter ist der Kühlkörper aus Aluminiumschaum als ein Druckgussteil?
DCR-A steht für Die Cast Replacement Model A: ein Kühlkörper aus Aluminiumschaum mit einer Aluminium-Gusshaut, den Havel metal foam als Ersatz für ein Druckgussteil mit Kühlrippen entworfen hat. Das Gesamtgewicht beträgt 0,03 kg. Gegenüber der heutigen Ausführung aus Aluminiumdruckguss stehen damit rund 30 g gegen rund 60 g, also etwa die halbe Masse bei gleicher Einbausituation. In einem Fluggerät wirkt eingespartes Gewicht an dieser Stelle doppelt, weil es nicht nur getragen, sondern auch beschleunigt werden muss. DCR-A ist ein Konstruktionsvorschlag und kein geliefertes Bauteil: Der Gewichtsvergleich beruht auf der Konstruktion und nicht auf einem gefertigten und gewogenen Muster.
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- Markeninhalte
Wie gut leitet der Kühlkörper DCR-A die Wärme ab?
Auch gefragt: Welche Wärmeleitfähigkeit hat der Aluminiumschaum-Kühlkörper? · Leitet Aluminiumschaum mit Gusshaut besser als ein Druckgussteil?
Für den Kühlkörper DCR-A von Havel metal foam ist als Bauteil keine Wärmeleitfähigkeit belegt. Belegt ist die Wärmeleitfähigkeit des Aluminiumschaums in Abhängigkeit von der Dichte, als Mittelwerte im Produktdatenblatt, und diese Werte gelten für den Schaum und nicht für den Verbund aus Schaum und Aluminium-Gusshaut. Für DCR-A gibt Havel metal foam daneben einen deutlich höheren Wert an, die unter anderen Bedingungen zustande gekommen ist. Für einen Kühlkörper entscheidet diese Zahl über die Auslegung: Wer DCR-A thermisch bewerten will, braucht eine Messung am Bauteil. Belastbar ist heute der Gewichtsvergleich; die Wärmeleitfähigkeiten des Werkstoffs nach Dichte stehen auf der Seite Kennwerte.
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- Markeninhalte
Was leisten Elektronikgehäuse aus Aluminiumschaum für Drohnen-Bodenstationen?
Auch gefragt: Warum ein Gehäuse aus Aluminiumschaum statt aus Blech? · Schirmt ein Aluminiumschaumgehäuse elektromagnetisch ab?
Havel metal foam baut Elektronikgehäuse aus Aluminiumschaum, bei denen dieselbe Wand mehrere Aufgaben übernimmt: Sie trägt, sie schirmt elektromagnetisch ab, sie hält im Brandfall und bei einer Verpuffung zusammen, und sie wirkt gleichzeitig als Kühlkörper. Darin liegt der Vorteil gegenüber einem Blechgehäuse mit angesetztem Kühlkörper und eingelegter Schirmung, weil drei Bauteile zu einem werden. Die Abschirmwirkung ruht auf Messungen nach EN 50147-1 am Fraunhofer IWU. Zwei Einschränkungen gehören dazu: Eine normative Einstufung des Brandverhaltens hält Havel metal foam für dieses Gehäuse nicht, und ein Schutzwert gegen eine Verpuffung ist nicht nachgewiesen.
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Abgrenzung und Status
Baut Havel metal foam auch Schutz gegen Drohnen?
Auch gefragt: Gibt es Deckenelemente gegen abgeworfene Wirkmittel? · Ist Aluminiumschaum für die Drohnenabwehr geeignet?
Ja, und es sind zwei verschiedene Dinge, die Havel metal foam bewusst auseinanderhält. Das eine sind Bauteile, aus denen eine Drohne gebaut wird: Träger, Führungsschienen, Kühlkörper, Gehäuse. Das andere sind Deckenelemente für mobile Schutzbauten, die gegen Kamikaze-Drohnen und von Drohnen abgeworfene Sprengmittel ausgelegt sind; sie gehören zum Anwendungsfeld Verteidigung und sind dort mit Aufbau, Tragfähigkeit und Montage beschrieben. Eine Schutzwirkung gegen einen konkreten Wirkkörper ist in keinem der beiden Felder nachgewiesen.
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Gibt es von Havel metal foam ausgeführte Drohnenprojekte?
Auch gefragt: Welche Drohnenhersteller setzen den Werkstoff ein? · Gibt es eine Referenzliste für Drohnenbauteile?
Nein. Ein ausgeführtes Drohnenprojekt von Havel metal foam gibt es bisher nicht. Belegt ist das Bauteil: Aufbau, Masse, Aufgabe und, wo vorhanden, die zugehörige Zahl. Der Kühlkörper DCR-A ist ein Entwurf, und die übrigen Bauteilgruppen sind Anwendungsfelder mit ihren Eigenschaften und keine Referenzliste. Für eine Einordnung tragen drei Angaben weiter als die Branche: die Geometrie des Bauteils, der Lastfall und die geforderte Eigenschaft.
- Quellen
- Markeninhalte
Aluminiumschaum für Ihr unbemanntes System
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