Nicht nur in Konzert- und Theatersälen spielt die Akustik eine herausragende Rolle. Auch die Kommunikation in Hörsälen, Klassenzimmern oder Büroräumen kann durch schlechte Schallverteilung stark eingeschränkt werden. Allerdings sind gängige und vor allem individuell angepasste Schallabsorber bisher schwer zu herzustellen. Zudem sind sie meist nicht nachhaltig und in der Produktion durch gesundheitsschädliche Rohstoffe negativ behaftet.
Formvielfalt durch 3D-Druck-Verfahren
Natürliche Materialien wie Chinaschilf, Nesseln, Flachs und Gelatine könnten laut einem Forscherteam aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des FILK Freiberg Institute gGmbH, der TU Bergakademie Freiberg Institut für Maschinenelemente, Konstruktion und Fertigung und der Fraunhofer-Gesellschaft e.V. Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU eine Alternative sein. Innerhalb eines Projektes der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) arbeiten sie an der Vorbereitung für die Produktion von Schallabsorbern aus nachwachsenden Rohstoffen. Durch die Entwicklung hochporöser Akustikabsorber mit biogenen, abbaubaren Stoffen und unter Einsatz von 3D-Drucktechnik würden die oben beschriebenen Probleme wegfallen. Die komplexen Innenstrukturen schaffen eine gute Schallabsorption in einem breiten Frequenzbereich bei möglichst geringem Bauraum. Da die Bauteile eine entsprechende mechanische Belastbarkeit aufweisen müssen, ist eine optimale Binder-Partikel-Kombination wichtig. Ziel dieser Forschung ist es darüber hinaus, dank des neuen Materials und der möglichen Formvielfalt die Bauteilgröße um ein Drittel zu reduzieren – ein nicht nur optischer, sondern auch nachhaltiger Effekt.
Einfache Fertigungstechnologie attraktiv für KMU
Die geometrische Auslegung der Bauteile erfolgt auf Basis von Computersimulationen, um die für die Schallabsorption notwendige maximale Absorbergröße zu ermitteln. Durch das 3D-Druck-Verfahren kann jede erdenkliche Form, damit individuell anpassbare Schallabsorber, ermöglicht werden. Die Prozesskette für die Herstellung der individuell designbaren Schallabsorber beinhaltet nur wenige relativ einfache Fertigungsschritte, wodurch eine Kleinserienfertigung bis zu einer Stückzahl von Eins problemlos möglich wird. Die sich daraus ergebenden wirtschaftlichen Vorteile führen dazu, dass sich diese Fertigungstechnologie vorrangig bei kleinen- und mittelständischen Unternehmen (KMU) etablieren wird. Insbesondere Materialhersteller, Architekten und Endverbraucher, die ökologisch orientiert mit nachwachsenden Rohstoffen arbeiten wollen, werden von diesem Forschungsvorhaben profitieren.
Insgesamt 13 Unternehmen, darunter zehn KMU sind in dem Projektbegleitenden Ausschuss des IGF-Projektes beteiligt. Die Forschungsergebnisse können von allen interessierten mittelständischen Unternehmen genutzt werden. Das vorwettbewerbliche IGF-Vorhaben wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz mit öffentlichen Mitteln gefördert. (frd)
Forschungseinrichtungen:
TU Bergakademie Freiberg Institut für Maschinenelemente, Konstruktion und Fertigung
Fraunhofer-Gesellschaft e.V. Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
Forschungsvereinigung:
Individualisierbare Akustikabsorber aus nachwachsenden Rohstoffen – IGF-Steckbrief-Nr. 22188 N
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