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Entwicklung mehrphasig-poröser Schallabsorbermaterialien durch Mikrostruktursynthese

Ergebnisse

Projektbeschreibung

Projektbeteiligte

Eckdaten

Entwicklung mehrphasig-poröser Schallabsorbermaterialien durch Mikrostruktursynthese


Projektnummer
10.08.18.7-14.13
Projektbeginn
08.2014
Projektende
06.2017
Projektstatus
abgeschlossen mit Bericht

Ergebnisse

Quelle:
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung

Zum Aufbau von Schallabsorbern sind offenzellig poröse Materialien wie Faserlagen oder Schäume am gebräuchlichsten. Soll mit ihnen ein nennenswertes Absorptionsvermögen im Bereich tieferer Frequenzen erzielt werden, so sind Prinzip bedingt erhebliche Schichtdicken oder Abhängehöhen erforderlich.

Dieser Nachteil sollte durch eine Porenmorphologie mit mehreren unterschiedlich porosierten Phasen behoben werden. Die Entwicklung stützte sich auf eine Mikrostruktursynthese der Materialien im Computer. Hierzu wurden Geometrieausschnitte als Computermodelle generiert, mit denen sich das Schallabsorptionsvermögen in Abhängigkeit der Porenmorphologie simulieren lässt. Der Ansatz sieht die getrennte Simulation der Schallausbreitung in den einzelnen porösen Phasen mit Finite-Elemente-Berechnungen vor. Damit konnten die Eigenschaften des gesamten Materials mit erweiterten analytischen Absorbermodellen beschrieben werden. Die Entwicklung wurde durch Messreihen begleitet, die anfangs an Modellsubstanzen erfolgen und später an granularen Materialien, die im Labormaßstab hergestellt wurden. Geeignete Verfahren zur Bindung von Blähglasgranulaten zu Platten mit Bindemittel oder durch Sinterung wurden gesichtet und auf ihre akustische Tauglichkeit überprüft. Dabei wird das Vorhaben durch den Projektpartner LIAVER GmbH unterstützt.

Das Ziel, das Absorptionsspektrums im Vergleich zu einem gleich dicken Faserabsorber um eine Oktave zu tieferen Frequenzen zu erweitern, ließ sich durch die Verbindung zweier unterschiedlicher Porennetzwerke realisieren und messtechnisch belegen. Die Erweiterung auf mehr als zwei deutlich unterschiedliche Porendurchmesser ergab jedoch keine nennenswerte Vorteile. Materialsysteme aus porosierten Granulaten zeigten rechnerisch ein deutlich über die Zielsetzung hinausgehendes Potential. Bislang liegen entsprechende Blähglasgranulate jedoch noch nicht vor.

 

Projektbeteiligte
Antragsteller/in :

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Hansastraße 27c
80686 München

Federführende/r Forscher/in (alternativ Sprecher/in) :

Fraunhofer Institut für Bauphysik

Dipl.-Ing. (FH) Roman Wack

Nobelstraße 12

70569 Stuttgart

Fachbetreuer/in im BBSR :

Steffen Kisseler, i. A. WB 3

Eckdaten
Schlagworte zum Projekt : Schallabsorber, Granulate, Mikrostruktur, Double Porosity
Einordnung in Zukunft Bau : Forschungsförderung, Neue Materialien und Techniken, Akustik/ Schallschutz, Forschungsbericht
Bundesförderung in EUR : 95.000,00