AUSTRALIËRS MAKEN SNEL ALUMINIUM VORMEN UIT POEDER

Aluminium onderdelen zijn sterk en licht, maar het fabriceren ervan is over het algemeen duur en tijdrovend. Dat geldt echter niet voor een door Australische materiaalkundigen ontwikkelde methode die het mogelijk maakt om uit aluminiumpoeder snel ingewikkelde vormen te produceren. Omdat de sterkte van de verkregen onderdelen niet onder doet voor die van op conventionele wijze gefabriceerde producten, lijkt de methode rijp voor een brede toepassing (Science, 29 aug).

Er bestaan talloze manieren om aluminium voorwerpen te maken, bijvoorbeeld door gesmolten aluminium in een mal te gieten, een vorm in een dunne plaat te drukken of een blok van het metaal te bewerken met een scherp voorwerp. Allemaal zijn ze bewerkelijk, tijdrovend en daardoor duur. Een recent ontwikkelde methode maakt gebruik van een fijn aluminium poeder dat opgelost in gesmolten plastic in een mal wordt gegoten, waarna het plastic wordt weggebrand. Het is echter moeilijk om in dat geval de juiste vorm te handhaven: waar het plastic verdwijnt, ontstaat lege ruimte waardoor de aluminium deeltjes enigszins `inklinken'.

Twee onderzoekers van de universiteit van Queensland in Australië hebben daar nu wat op gevonden. Terwijl ze bij een temperatuur van 500 tot 600 graden Celsius het polymeer afbranden zorgen ze er tegelijkertijd voor dat de aluminium poederdeeltjes aan elkaar vast gaan zitten, zodat een stevig skelet ontstaat en de oorspronkelijke vorm behouden blijft. Als `lijm' dient een verbinding van aluminium en stikstof, aluminiumnitride, die zich echter uitsluitend kan vormen in volledige afwezigheid van zuurstof. Daarom voegden de Australiërs een beetje magnesium aan het aluminiumpoeder toe: net als aluminium reageert magnesium met zuurstof, maar het doet dit veel sneller. Daardoor wordt de zuurstof weggevangen, reageert het aluminium met stikstof en wordt de benodigde lijm gevormd.

Als zich op deze manier eenmaal een skelet heeft gevormd moeten alleen nog de holtes tussen de oorspronkelijke aluminiumpoederdeeltjes worden opgevuld. Dat gebeurt door een legering van aluminium met een beetje silicium te smelten en deze in de holtes te laten doordringen. De onderzoekers laten zien dat op deze manier snel binnen één of twee dagen heel ingewikkelde en zelfs holle onderdelen kunnen worden gevormd, van allerlei afmetingen. Hoewel de meeste mechanische eigenschappen vergelijkbaar zijn met die van op conventionele wijze vervaardigde onderdelen, zijn ze alleen erg star. Dat komt waarschijnlijk door het laagje aluminiumnitride, waarmee de deeltjes aan elkaar geplakt zijn.

    • Rob van den Berg