رغوة الألومنيوم (المعدن المسامي المصنوع من الألومنيوم وسبائكه) معروفة منذ أكثر من نصف قرن، إلا أن انتشارها وتطبيقها لا يزال محدودًا نسبيًا. ويعود ذلك أساسًا إلى ضعف إمكانية تكرار خصائص البنية والمادة في إنتاج رغوة الألومنيوم. وقد مكّن تطوير تقنية رغوة الألومنيوم من التغلب على بعض هذه الصعوبات. وقد طُوّرت ودُرست عمليات مختلفة لإنتاج الرغوة المعدنية.

في البداية، استلهم مخترعو هذه المواد من مواد طبيعية مسامية كالخشب والعظام والمرجان والخفاف وبعض المعادن المسامية الأخرى. وتتميز هذه المواد بجمعها بين القوة العالية والوزن النوعي المنخفض والامتصاص الجيد للطاقة. واليوم، يستطيع مصنعو رغاوي الألومنيوم إنتاج معادن ذات خصائص مماثلة بسهولة نسبية. وقد اتسع نطاق استخدامات رغاوي الألومنيوم بشكل كبير، وأصبح لها عشرات الاستخدامات المختلفة.

مادة متعددة الاستخدامات بتصميمها وتطبيقاتها المعمارية اللامحدودة. بالإضافة إلى مظهرها الفريد، تتميز بخصائص امتصاص الصوت، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب امتصاصًا صوتيًا وجمالًا في آنٍ واحد. تُستخدم في الواجهات، وكسوات الجدران، وبلاط الأسقف أو الأسقف المعلقة، والمطاعم، والحانات، والمكاتب، والمباني السكنية، وصالات العرض، وأرضيات التيرازو، واللافتات، ووحدات الإضاءة، والمعارض، وأي تطبيق تتخيله.

تُنتج رغوة الألومنيوم ألواحًا قوية وخفيفة الوزن. تشبه في مظهرها الإسفنج المعدني، وتتميز بمظهرها الجذاب، وبمظهر عصري جذاب. للهندسة المعمارية، تُنتج رغوة الألومنيوم في ألواح بكثافات مختلفة، وسمك يتراوح بين 12.7 مم و43.2 مم (متوفرة حسب الطلب، حسب الكميات). الأحجام القياسية هي: صغير، متوسط، وكبير.

يُترك سطح كل لوح إما على حالته الصلبة الطبيعية كما هو مُنتج، أو يخضع لتجهيزات سطحية تُعطيه مظاهر متنوعة. من مظهر سطح صلب "متلألئ" إلى مظهر شفاف "رغوي"، وحتى التصاميم المُخصصة. يختلف مظهر جانبي كل لوح، "العلوي" و/أو "السفلي"، اختلافًا كبيرًا.

إنتاج رغوة الألومنيوم

هناك عمليات مختلفة لإنتاج الرغوة الألومنيوم.

في إحدى الحالات، تُستخرج الرغوة المعدنية من المعدن المنصهر بطرق مختلفة. مع تبريد الألومنيوم وتصلبه، تستقر الرغوة المعدنية. تُستخدم تيارات غازية أو عوامل نفخ لتشكيل الرغوة. تتحلل عوامل النفخ في ظروف معينة، مما يُنتج انبعاثات غازية. تُستخدم أحيانًا إضافات خاصة لتثبيت فقاعات الغاز، بحيث لا تتفكك الرغوة قبل المعالجة. يمكن استخدام هذه العملية للحصول على صفائح رغوة الألومنيوم، ومنتجات ذات أشكال بسيطة، وسندويشات رغوة الألومنيوم. تتكون هذه المنتجات من رغوة معدنية كقلب، مغطاة من الجانبين بطبقة من الألومنيوم الصلب.

هناك طريقة أخرى وهي الصب باستخدام مادة حشو. على سبيل المثال، تُستخدم حبيبات الملح كحشوات، تُغسل بعد ذلك من مصفوفة الألومنيوم، فتظهر مسام بدلاً من جزيئات الملح. كما تُستخدم رغوة البولي يوريثان المغلفة بطبقة مقاومة للحرارة كمواد حشو، والتي تحترق أثناء المعالجة الحرارية.

هناك عملية أخرى لإنتاج رغوة الألومنيوم تستخدم كرات مجوفة من السيراميك أو المعدن، والتي يتم إدخالها في المصفوفة المعدنية.

في عملية قولبة الحقن، تُستخدم حبيبات البوليمر لإنشاء مسام. ونظرًا لقصر مدة المعالجة، لا تتحلل هذه الحبيبات تحت تأثير درجات الحرارة العالية، بل تبقى إما في المصفوفة المعدنية كحشوات، أو تُزال بمعالجة حرارية مطولة. وفي هذه الحالة الأخيرة، نحصل على رغوة ألومنيوم مفتوحة المسام.

لا يزال إنتاج الرغوات المعدنية يعتمد على تقنية مسحوق المعادن. أولًا، يُنتج خليط من مسحوق الألومنيوم مع إضافات خاصة. عند تسخين هذا الخليط، تبدأ عمليات الرغوة والتلبيد، والتي تُنتج بعد التبريد أنواعًا أخرى من رغوة الألومنيوم.

أحدث طريقة للحصول على معادن مسامية هي تقنية التصنيع الإضافي. بفضل التصنيع الإضافي، يمكن التحكم بدقة متناهية في شكل وبنية المكون ثلاثية الأبعاد. ومع ذلك، لا تزال هذه العملية باهظة التكلفة، ولا يمكن تطبيقها إلا على عدد محدود من المعادن.

الخصائص والتطبيقات

تتميز رغوة الألومنيوم ذات المسام المغلقة بمسامية تتراوح بين 80% و98%. وتتفوق قوتها بشكل ملحوظ على قوة المعدن الصلب المماثل لها في الوزن. ويتمتع استخدام هذه المواد بإمكانيات هائلة، لا سيما في مجال وسائل النقل في صناعة السيارات والفضاء وبناء السفن. ويؤدي تقليل الوزن إلى توفير الوقود أو زيادة وزن الحمولة المراد نقلها.

يمتص الهيكل المسامي لرغوة الألومنيوم طاقة الصدمات. يمكن استخدام هذه الخاصية أثناء النقل للحماية من الاصطدامات، وكدروع واقية من الانفجارات. كما تعمل رغوة المعدن على امتصاص الصوت. لذلك، يمكن استخدام ألواح رغوة الألومنيوم كجدران عازلة للصوت على طول الشوارع وخطوط السكك الحديدية. كما يمكن أن يكون عزل الصوت في دور السينما وقاعات الحفلات الموسيقية فعالاً. بفضل وزنها الخفيف وسطحها الجميل، تُستخدم رغوة الألومنيوم في التصميم الداخلي والخارجي.