超軽量耐衝撃素材 クローズドセルアルミフォーム
アルミニウムフォーム(アルミニウムおよびその合金をベースとした多孔質金属)は半世紀以上前から知られていますが、その普及と用途は依然として比較的限られています。その主な理由は、アルミニウムフォームの製造における構造と材料特性の再現性の低さでした。アルミニウムフォーム技術の発展により、これらの課題の一部は克服可能になりました。金属フォームの製造には、様々なプロセスが開発・研究されてきました。
もともと、こうした材料の発明者たちは、木材、骨、サンゴ、軽石、その他の多孔質鉱物といった天然の多孔質材料に着想を得ていました。これらの材料に共通する特徴は、高い強度、低い比重、そして優れたエネルギー吸収性です。今日では、アルミニウムフォームメーカーは、同様の特性を持つ金属を比較的容易に製造することができます。アルミニウムフォームの用途は今やはるかに広がり、数十種類もの用途に利用されています。
デザインと建築用途において、ほぼ無限の可能性を秘めた多用途素材です。独特の外観に加え、吸音性も備えているため、吸音性と美観の両方が求められる用途に最適です。ファサード、壁装材、天井タイル、吊り天井、レストラン、バー、オフィス、マンション、ショールームディスプレイ、テラゾー床、看板、照明器具、展示物など、想像できるあらゆる用途にご利用いただけます。
アルミフォームは、強度と軽量性を兼ね備えたパネルを製造します。金属スポンジのような外観で、モダンでドラマチックな印象を与えます。建築用途では、様々な密度と厚さ12.7mmから43.2mm(数量によっては特注対応可能)のパネルを製造しています。標準サイズはS、M、Lの3種類です。
各パネルの表面は、製造時の自然な状態のまま、または表面処理を施すことで様々な表情に仕上げられます。「きらめく」ような無垢な表面から、半透明の「泡」のような外観、さらにはカスタムデザインまで、様々な表情を見せることがあります。各パネルの「上面」と「下面」と呼ばれる2つの面は、それぞれ大きく異なる外観をしています。
アルミニウムフォームの製造
アルミニウムフォームの製造にはさまざまなプロセスがあります。
あるケースでは、溶融金属から様々な方法で金属フォームが得られます。アルミニウムが冷却され硬化するにつれて、金属フォームは安定します。フォームの形成にはガス流または発泡剤が使用されます。発泡剤は特定の条件下で分解し、ガスを放出します。硬化前にフォームが崩壊しないように、ガス気泡を安定化させるために特殊な添加剤が使用される場合もあります。このプロセスは、アルミニウムフォームシート、単純な形状の製品、アルミニウムフォームサンドイッチの製造に使用できます。これらの製品は、金属フォームをコアとし、その両面を固体アルミニウム層で覆っています。
もう一つの方法は、充填材を用いた鋳造です。例えば、塩粒を充填材として用いることで、アルミニウム母材から洗い流すと、塩粒の代わりに気孔が現れます。また、耐熱コーティングを施したポリウレタンフォームも充填材として使用され、熱処理中に燃焼します。
アルミニウムフォームの別の製造方法では、金属マトリックスに挿入される中空のセラミックまたは金属ボールを使用します。
射出成形では、ポリマー粒子を用いて気孔を形成することができます。成形時間が非常に短いため、これらの粒子は高温の影響を受けて分解しません。粒子は金属マトリックス内に充填材として残留するか、長時間の熱処理によって除去されます。後者の場合、開放気孔アルミニウムフォームが得られます。
金属フォームの製造は、粉末冶金という一つの方向性に留まります。まず、アルミニウム粉末と特殊な添加剤の混合物が作られます。この混合物を加熱すると、発泡と焼結が起こり、冷却後に様々な種類のアルミニウムフォームが得られます。
多孔質金属を得る最も現代的な方法は、積層造形技術です。積層造形により、部品の形状と3D構造を非常に正確に制御できます。しかし、このプロセスは依然として非常にコストが高く、適用できる金属の種類も限られています。
特性と用途
閉気孔アルミニウムフォームの気孔率は80~98%です。その強度は、同重量の固体金属を大幅に上回ります。このような材料の使用は、特に自動車産業、航空宇宙産業、造船業の輸送手段において大きな可能性を秘めています。軽量化は燃料の節約につながり、輸送する荷物の重量を増やすことも可能にします。
アルミフォームの多孔質構造は衝撃エネルギーを吸収します。この特性は、輸送中の衝突防止、装甲、防爆構造として利用できます。また、金属フォームは吸音性も備えています。そのため、アルミフォームパネルは道路や鉄道沿いの吸音壁として利用できます。映画館やコンサートホールの防音にも効果的です。軽量で美しい表面を持つアルミフォームは、内装・外装デザインにも活用されています。













