Schaumstoff

Schaumstoffe sind vielseitige Materialien, die unter anderem zur Schallabsorption, Schalldämpfung und akustischen Optimierung eingesetzt werden. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Materialeigenschaften, Porenstrukturen, Dichten und Formen eignen sie sich für zahlreiche Anwendungen – von der technischen Akustik über den Maschinen- und Fahrzeugbau bis hin zur Raumakustik.

Vor allem offenporige Akustikschaumstoffe werden eingesetzt, um Schallenergie aufzunehmen und dadurch Reflexionen und Nachhall zu reduzieren. Sie kommen beispielsweise in Maschinengehäusen, Kabinen und Kapselungen, Fahrzeugen, technischen Geräten sowie in Büros, Tonstudios, Werkstätten und anderen Räumen zum Einsatz.

Wie funktionieren Schaumstoffe?

Die akustische Wirkung eines Schaumstoffs hängt wesentlich von seiner Zellstruktur ab. Bei offenporigen Schaumstoffen können Schallwellen in das Material eindringen. Die dabei entstehenden Luftbewegungen werden innerhalb der Poren durch Reibung abgeschwächt. Ein Teil der Schallenergie wird dabei in Wärme umgewandelt.

Auf diese Weise kann ein Akustikschaumstoff die Schallreflexion im Raum oder innerhalb einer technischen Konstruktion reduzieren. Dadurch lassen sich Nachhall und Geräuschpegel verringern und die akustischen Eigenschaften gezielt verbessern.

Wie wirksam ein Schaumstoff absorbiert, hängt unter anderem von Material, Dicke, Porenstruktur, Raumgewicht, Oberfläche und Frequenzbereich ab. Dickere oder speziell strukturierte Materialien können beispielsweise eine andere Absorptionswirkung aufweisen als dünne Schaumstoffschichten.

Schallabsorption und Schalldämmung

Schaumstoffe werden häufig mit dem Begriff „Schalldämmung“ verbunden. Akustisch ist jedoch zwischen Schallabsorption und Schalldämmung zu unterscheiden.

Die Schallabsorption reduziert Schallreflexionen innerhalb eines Raumes, Gehäuses oder einer Kapsel. Sie trägt beispielsweise dazu bei, Nachhall zu verringern und die akustische Umgebung angenehmer zu gestalten.

Die Schalldämmung hingegen reduziert die Übertragung von Schall von einem Bereich in einen anderen. Vereinfacht gesagt bilden die eingesetzten Materialien dabei eine Art „Schalldamm“, der den Schall auf seinem Übertragungsweg bremst. Dafür beispielsweise schwere Schichten (Schwerfolien), mehrschichtige Verbundsysteme oder konstruktive Entkopplungen erforderlich. Schaumstoffe können Bestandteil solcher kombinierten Schallschutzsysteme sein.

Welche Schaumstoffe werden für die Akustik eingesetzt?

Je nach Anwendung kommen unterschiedliche Schaumstoffarten zum Einsatz.

Polyurethan-Schaumstoffe (PUR) sind aufgrund ihrer offenporigen Struktur und ihrer guten Absorptionseigenschaften weit verbreitet. Sie können beispielsweise zur akustischen Auskleidung von Maschinen, Gehäusen, Kabinen oder Räumen eingesetzt werden. Besonders gute akustische Eigenschaften weist hierbei der Noppenschaumstoff soni WAVE auf.

Melaminharzschaumstoffe zeichnen sich unter anderem durch ihr geringes Gewicht und ihre guten akustischen Eigenschaften aus. Je nach Ausführung eignen sie sich auch für Anwendungen mit erhöhten Anforderungen an das Brandverhalten. Bei soniflex ist der Melaminharzschaum unter dem Produktnamen soni PROTECT erhältlich – in den drei Farben Weiß, Hellgrau und Schwarz.

Verbundschaumstoffe bestehen aus miteinander verbundenen oder kombinierten Schaumstoffstrukturen. Je nach Aufbau können sie neben akustischen Eigenschaften auch zur Reduzierung von Vibrationen beitragen. Bei soniflex finden sich entsprechende Lösungen beispielsweise in den Produkten soni 491 STL und soni COMPOSITE.

Beschichtete oder kaschierte Schaumstoffe können für Anwendungen eingesetzt werden, bei denen zusätzliche Anforderungen an die Oberfläche, die mechanische Belastbarkeit oder die Beständigkeit gegenüber bestimmten Umgebungsbedingungen bestehen. Bei soniflex stehen hierfür beispielsweise soni 491 mit schwarzer Folienoberfläche zur Verfügung.

Daneben gibt es geschlossenzellige Schaumstoffe, beispielsweise aus Polyethylen (PE). Aufgrund ihrer Zellstruktur weisen diese Materialien andere Eigenschaften als offenporige Akustikschaumstoffe auf und werden unter anderem für Dichtungen, Entkopplungen, Polsterungen oder konstruktive Dämmaufgaben eingesetzt. Bei soniflex ist geschlossenzelliger PE-Schaum beispielsweise als soni RESIST in Schwarz und Weiß erhältlich.

Eigenschaften von Akustikschaumstoffen

Akustikschaumstoffe können je nach Material und Ausführung verschiedene Eigenschaften miteinander verbinden:

• Schallabsorption: Reduzierung von Reflexionen und Nachhall

• Geringes Gewicht: Geeignet für Anwendungen mit begrenztem Bauraum oder Gewichtsvorgaben

• Flexibilität: Anpassung an unterschiedliche Geometrien und Konstruktionen

• Strukturvielfalt: Unterschiedliche Oberflächen, Porenstrukturen, Dicken und Raumgewichte ermöglichen eine Anpassung an
   verschiedene akustische Anforderungen

• Kombinierbarkeit: Verbindung mit weiteren Materialien für komplexe Schallschutzaufgaben

• Zusätzliche Funktionen: Je nach Material sind beispielsweise Anforderungen an Brandverhalten, Temperaturbeständigkeit oder    chemische Beständigkeit möglich

Welche Eigenschaften tatsächlich erreicht werden, hängt immer von der konkreten Materialausführung und dem jeweiligen Einsatzbereich ab.

Wo werden Schaumstoffe eingesetzt?

Akustische Schaumstoffe finden in zahlreichen Bereichen Anwendung.

Maschinen und Industrie
In Maschinenräumen, Gehäusen, Hauben und Kapselungen können Schaumstoffe zur Absorption von Schall eingesetzt werden. Sie helfen dabei, Reflexionen innerhalb der Konstruktion zu reduzieren und Betriebsgeräusche zu mindern.

Fahrzeuge und Schienenfahrzeuge
In Fahrzeugen werden Akustikschaumstoffe unter anderem im Motor-, Technik- und Innenraumbereich eingesetzt. Sie können dazu beitragen, Motor-, Antriebs- und Betriebsgeräusche zu reduzieren und den akustischen Komfort zu erhöhen.

Bau- und Landmaschinen
Bei Bau- und Landmaschinen bestehen häufig hohe Anforderungen an die Robustheit der eingesetzten Materialien. Akustikschaumstoffe können beispielsweise zur akustischen Auskleidung von Kabinen, Motorhauben oder Maschinenverkleidungen eingesetzt werden.

Wärmepumpen und technische Anlagen
Auch bei Wärmepumpen, Kompressoren, Lüftungsanlagen, Poolpumpen und anderen technischen Geräten können Schaumstoffe Bestandteil einer akustischen Lösung sein. Sie werden beispielsweise eingesetzt, um Schall innerhalb von Gehäusen oder Technikräumen zu absorbieren.

Medizintechnik
In diagnostischen Geräten, Laborgeräten und anderen technischen Einrichtungen können Akustikschaumstoffe dazu beitragen, störende Betriebsgeräusche zu reduzieren und die akustischen Bedingungen für Anwender und Patienten zu verbessern.

Raumakustik
In Büros, Besprechungsräumen, Tonstudios, Schulen, Kindergärten, öffentlichen Gebäuden oder Wohnräumen werden Schaumstoffe beziehungsweise daraus gefertigte Absorberelemente eingesetzt, um Nachhall und störende Schallreflexionen zu reduzieren. Dadurch können beispielsweise Sprachverständlichkeit und akustischer Komfort verbessert werden.

Form und Oberfläche von Schaumstoffen

Akustikschaumstoffe sind in unterschiedlichen Formen und Oberflächenstrukturen erhältlich. Glatte Oberflächen, Noppen-, Pyramiden- oder andere Profilstrukturen beeinflussen die akustische Wirkung und können zudem auf die jeweilige Einbausituation abgestimmt werden.

Auch Dicke und Einbauart spielen eine wichtige Rolle. Je nach Frequenzbereich und gewünschter Absorptionswirkung können unterschiedliche Materialstärken erforderlich sein. Bei tiefen Frequenzen stoßen dünne Schaumstoffabsorber beispielsweise schneller an ihre Grenzen als bei mittleren und hohen Frequenzen.

Deshalb sollte die Auswahl eines Schaumstoffs immer auf die akustische Aufgabenstellung und den jeweiligen Frequenzbereich abgestimmt werden.

Schaumstoffe als Bestandteil von Schallschutzlösungen

Schaumstoffe sind ein wichtiger Bestandteil moderner akustischer Lösungen, ihre Wirkung sollte jedoch immer im Zusammenhang mit der gesamten Konstruktion betrachtet werden. Für einen umfassenden Schallschutz können neben absorbierenden Schaumstoffen beispielsweise Schwerfolien, Vliesstoffe, Entkopplungselemente oder mehrschichtige Verbundmaterialien eingesetzt werden.

Welche Kombination sinnvoll ist, hängt unter anderem von der Schallquelle, dem Frequenzspektrum, dem vorhandenen Bauraum und den Anforderungen an Gewicht, Temperatur, Brandverhalten und Beständigkeit ab.

Das Wichtigste über Schaumstoffe im Überblick

Schaumstoffe bieten vielfältige Möglichkeiten zur akustischen Optimierung. Besonders offenporige Akustikschaumstoffe eignen sich zur Absorption von Luftschall und zur Reduzierung von Reflexionen und Nachhall. Durch unterschiedliche Materialien, Dicken, Raumgewichte und Oberflächenstrukturen können sie auf verschiedene Anwendungen abgestimmt werden.

Von der Maschinen- und Fahrzeugakustik über technische Geräte bis hin zur Raumakustik sind Schaumstoffe deshalb ein vielseitig einsetzbarer Baustein für die Schallabsorption und den technischen Schallschutz.